铁路电源及环境监控系统集中化管理研究与应用

马乐君　中国铁路上海局集团有限公司上海通信段

1 概述

随着中国高速铁路的迅速发展，铁路通信网络规模不断扩大，通信机房数量剧增，为确保通信机房内设备可靠运行，每处机房均安装电源及环境监控设备，通过远程网管实现无人机房设备实时监控。按照《铁路无人值守机房环境远程监控系统工程设计规范》（TB/T10034-2005）标准，维护单位应构建监控中心、区域监控中心、监控站三级监控来实现分级维护管理，但是设备现状无法满足上述标准，以我单位为例：管内47套监控中心下挂3000余套动环监控站设备，由于指挥中心面积有限，无法满足47套监控终端接入，过去几年仅对新建客运专线设置监控终端，实现三级监控，其他普速铁路均由车间网调分区段设置监控终端。随之带来的问题就是伴随高铁新建、普铁改造，指挥中心监控终端已无法再扩容；同时一旦车间网调监控人员未及时发现设备告警将会造成设备中断，这在铁路通信系统中经常发生，我们上海通信段也有深刻教训。

为避免上述情况再次发生，须将所有监控终端复示到安全生产指挥中心，从而落实分级监控管理职责。只有完善动环监控系统集中化管理功能，满足接入各线不同品牌监控设备，才是立足长远，实现监控站点全接入、信息全覆盖的有效手段。

2 集中化管理规划

为解决同时调阅众多区域动环监控中心数据问题，需要开发一套监控中心平台，完善集中化管理功能，实现在一个监控中心软件调阅不同线别监控站点数据的功能（见图1）。

图1 监控中心平台结构图

本研究通过新建通信电源及环境监控系统监控中心，实现对既有区域监控站设备运行状况的集中化分级管理。本系统方案主要实现以下功能：

（1）实现动环告警信息的集中监控。监控中心平台按《通信局(站)电源、空调及环境集中监控管理系统第2部分：互联协议》标准实现各线动环监控中心接入，从而实现在一个监控终端查看不同线监控站点的功能。这样做可以大大减少指挥中心监控终端数量，有效解决了监控终端硬件安装、维护等问题。

（2）便于维护人员操作使用。以往维护人员需要掌握4～5种不同厂家的监控应用软件操作方法，现在用一个软件平台就可以操作，提高了维护人员作业效率，同时降低了操作失误造成的风险。

（3）加强维修作业盯控。通过调取维修作业前后时间段的机房电源及环境信息、历史数据曲线，掌握维修人员的作业情况、出入时间，维修前后电源设备的信息变化，从而了解维修人员对各项检修项目是否按标执行。

（4）提高故障应急处置指挥能力。通过调取机房电源及环境信息、视频图像可以实时掌握现场第一线设备信息，监控整个故障处置过程，达到远程技术指导、指挥故障处置的效果，提高现场故障处置水平，缩短了故障平均延时。

（5）提高故障事后分析手段。实现历史数据调阅、告警记录查询，在事后分析时可以准确得到当时告警信息、数据，避免现场与指挥中心信息沟通不畅等问题，大大提高了事后定责分析手段。

3 集中化管理应用实施

为了将研究转化为实际应用，我单位分别新建高铁、普铁两套动环监控中心平台，通过设置调度指挥中心、车间网调、监控站三级监控来完善分级维护管理工作。此处我们遇到的一个困难就是虽然《铁路通信电源及机房环境监控系统技术条件》（QCR10-2014）中明确要求对系统外部接口按《通信局(站)电源、空调及环境集中监控管理系统第2部分：互联协议》满足C接口标准，但在铁路系统无实际运用案例，各厂家协议均存在一定差异。为了解决此问题，我单位与北京世纪瑞尔技术股份有限公司、沈阳华讯电子技术有限责任公司合作组建监控中心平台，其主要系统结构、特性如下：

3.1 系统结构

将监控系统的层次分为三级。在原有两级结构基础上，增加监控中心，形成监控中心、区域监控中心、监控采集单元三级结构（见图2）。

图2 系统架构图

3.2 系统组成

3.2.1 监控采集单元

监控采集单元，就是原有线路中心管辖的监控站，要求维持不变。

3.2.2 区域监控中心

即原有的线路上的中心，如京沪监控中心、合武监控中心、第三方厂家动环监控中心等。区域监控中心软件需要增加向监控中心传输配置、数据、告警信息的接口。

3.2.3 监控中心

监控中心包括：监控终端、应用服务器、接入服务器、区数据服务器。

区域接入服务器：负责接入一定数量的线路中心，并上报给区域应用服务器；

区域数据服务器：负责保存一定数量的线路中心的数据和告警；区域应用服务器：负责聚集所有接入服务器的数据；区域监控终端：负责显示所有线路中心的数据及告警。

3.3 实现方式

系统扩充方式：一台接入服务器和一台数据库服务器组成一组接入服务，每组接入服务负责接入多条线路中心的数据及告警信息。接入服务受每条线路中心所辖区域内数据量及告警量限制，当达到接入服务处理上限时，需增加相应的接入服务。

与区域中心的接口：监控中心与区域监控中心之间接口采用《Q/CR10-2014(铁总科技（2014）236号)》中C 接口。

3.4 建设目标

监控中心具备5000个站的综合管理能力（配置信息、实时数据、历史数据、实时告警、历史告警）。建设分为两阶段，第一阶段将本厂家在局内各区域监控中心接入监控中心，在指挥中心内实现一台监控终端同时管理多条线路，实现对各线进行实时数据监测，历史数据查询，相关配置操作等。第二阶段接入其他动环厂家区域监控中心（中兴，通号，中软等厂家）。

通过2017年的应用实施，我单位第一阶段工作已顺利完成，管内60%的站点已实现集中监控（见图3），第二阶段工作也将于2018年春运后继续展开。

图3 普速、高速动环监控中心网图

4 结束语

经过研究和实践应用可以发现铁路通信系统中的电源及环境监控系统集中化管理具有直观的经济效益和使用价值。目前全路在用的监控系统设备生产厂家超过10家，实现各厂家间协议互联，其实际应用价值具体表现在：通过采集被监控设备运行参数，实时了解设备运行状况。对各类数据进行分析和判断，预期故障发生的可能性，将运维由故障修发展到状态修的阶段。利用设备优势，减少运维人员和运维成本，提高运维效率。可实现管段或管区内所有设备的统一管理，达到遥控、遥信、遥测和遥视等功能，降低运维人员的劳动强度。可在此基础上向上连接铁路信息化系统，实现跨系统、跨专业的综合管理模式，为领导者提供基础或统计数据，为管理者提供相应的决策支持和依据。