地铁票务机房中央监控平台构建

2021-07-19韦明松薛孝飞

电脑知识与技术 2021年14期

韦明松薛孝飞

摘要：该文构建了一个地铁票务机房中央监控平台，首次提出了分布式TCP/IP联网、集中管控的三层架构监控平台模式。利用软件工程思想设计了平台的逻辑结构模型，并依据该模型实现了平台的机房环境系统、IT设备监控系统、报警系统、资产管理、排班管理等子系统，提高了地铁票务机房的高效、安全、科学管理。

关键词：地铁票务; 机房; 监控; 平台

中图分类号：TP302.1;TP311.52 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）14-0249-04

Abstract： A central monitoring platform of the machine room for the metro ticketing is built， which the three-tier architecture of the monitoring platform based on distributed TCP/IP and Centralized management & control firstly is put up. The logical architecture model of the platform is designed based on the software engineering thought. The subsystems of the machine room environment system， IT equipment monitoring system， alarm system， asset management system， scheduling management system and so on have been implemented， which improves the efficient， safety and scientific management for the machine room of the metro ticketing.

Key words： metro ticketing; machine room; monitoring; platform

1 引言

地铁票务机房是整个轨道交通运营组织管理核心，需要一个安全级别高、管理科学、严格维护的环境来保障机房中的设备正常运行。但是，机房中的灰尘、纸屑、温度过高或过低等因素[1-3]，会影响机房各种设备正常运转，甚至毁坏设备;电源故障[4]可能导致整个票务系统瘫痪，影响市民出行，给地铁公司带来不可估量的经济损失及社会声誉受损等严重后果。机房中的各种设备多而杂，人工巡查管理工作量大、易忽视细微环境给设备所带来的严重影响[5-8]。因此，构建一个先进、科学的地铁票务机房中央监控平台是保护机房设备的重要措施，也是实现地铁票务机房智能化管理的核心基础。

结合南宁市当地环境条件以及票务机房的特殊性要求，笔者利用系统工程思维和软件工程思想设计了一种基于传感网络的地铁票务机房中央监控平台，能够实时掌握地铁票务机房的动态运行环境，做到了7*24的对机房进行实时监控、集中监控。不仅满足了地铁票务机房的需求，还提高了地铁票务机房管理的信息化水平，提升了地铁票务机房监控的智能化水平。

2 平台构建原理

2.1 中央监控平台架构

地铁票务机房中央监控平台利用物联网采集数据、分布式TCP/IP联网传输数据、集中管控监测业务数据的原理构建了设备层-监控层-报警层的三层架构监控模式，总体架构如图1所示。

设备层是监控对象，是一组物理和逻辑上相对独立并向中心服务器提供最原始数据的物理设备所组成，每个物理设备上配备传感器来采集环境信息。这些设备包括数据采集、控制、协议转换器、传感器等模块，它们协同工作并实时采集空调、漏水、温湿度、红外、视频、门禁等机房环境信息经分析和处理后，通过物联网汇聚到现场监控工作站和中心服务器，同时也会响应用户发送过来的命令。中心服务器根据接受的监测数据进行智能分析和处理并做出报警决策，同时接受用户的控制命令并传送给设备。报警层从中心服务器获得决策结果后采取语音、短信、微信、屏幕广播等多种报警方式提醒值班人员。平台通过中心服务器对机房设备、用户和数据进行协同统一的监控管理。

2.2 平台逻辑结构模型

为了满足地铁票务机房管理需求，中央监控平台的逻輯结构模型需要高度将对地铁票务机房信息需求不同的关联部门、设备、领导、值班员、提供服务的企业、平台管理者等集中到统一的一个能够动态协作的虚拟组织机构中进行全方位的协同工作，各成员之间能够良性互动交流。这种通过科学的整体协同优化所实现的地铁票务机房资源分散、管理集中，能够提高中央监控平台智能化的整体性协同能力，提升中央监控平台的监控服务能力，从而节本省力增效、创造地铁票务机房中央监控平台智能化价值达到一个新高度。同时，通过集成机房各个设备所对应的信息系统，将分散在不同的独立设备中的数据所形成的信息孤岛问题，通过模型的协同机制使得设备之间的信息互联程度得到有效解决，为中央监控平台智能化管理和决策提供必备的数据支撑。

通过需求调查、分析和讨论，按照“管理平台上移、设备服务下延、机房资源整合”的基本原则，支持“电话语音、手机短信、多媒体、大屏显示、电子邮件”等多方式报警的要求，将整个地铁票务机房所涉及的所有设备资源、部门、人员、企业、环境等进行整合和集成，形成一个基于物联网的智能化地铁票务机房中央监控平台，并将农村农业信息化的服务对象划分为：用户和机房设备，通过平台提供的功能为用户和机房设备进行智能化服务，服务对象中的用户包括系统管理员、值班人员、部门领导、维护人员、提供设备的企业相关人员等，平台提供的功能主要由硬件系统、统一接入服务平台、软件系统等三个部分构成，所提供的功能涵盖了地铁票务机房监控各个方面的应用服务，其逻辑结构模型如图2所示。

2.3 平台主要功能模块

中央监控平台是用户与设备进行交互的界面，是用户与设备之间唯一的通道和桥梁。因此，平台要实现将用户的功能需求通过网络传送到各个设备，然后设备将根据用户需求做出相应的响应和反馈;同时，设备所采集或收集的信息通过网络传送给用户，供用户决策。因此，依据平台的逻辑结构模型，平台主要功能模块包括机房环境系统、IT设备监控系统、报警系统、资产管理、排班管理、安防、红外和灯光控制等子系统。

2.3.1 机房环境系统

该系统通过在机房特定位置安装温湿度、漏水、烟感、消防等传感器来采集机房的温湿度、积水、灰尘、纸屑、烟雾、火情等环境数据传送给中央服务器来实现对机房精密空调、非精密空调、漏水、温湿度、烟感、消防、机柜、电视墙等设备的集中统一监控和管理，并能实现智能化实时语音电話报警、实时事件记录等功能，图3是温湿度监测功能模块界面。

系统环境的监测和控制功能融合机房的管理规则，结合所发生的突发情况做出智能化的决策提供给值班人员参考。

2.3.2 IT设备监控系统

通过IT设备提供的TCP/IP、SNMP等协议，实现对机房IT设备的CPU、内存、缓存、进程/线程、硬盘以及网络设备等实时动态监控，并根据返回数据所设定的上下限值来确定是否报警，从而为值班人员决策提供有效的参考。图4是服务器监控界面。

2.3.3 数据接口

数据接口分为南向接口（模拟量、RS485、RS232、GSM通信和TCP/IP接入）和北向接口，实现设备数据接入以及与其他平台的数据互联。模拟量接入兼容模拟量信号输入和开关量信号输入，监控包括市电状况、电流、电压、温度、湿度、漏水、烟雾、红外等环境参量。RS485接入兼容RS485通信接口，支持电量仪及智能空调控制器等职智能设备接入，可对机房空调远程控制。RS232接入兼容RS232通信接口，支持带232接口协议输出的UPS、精密空调等智能设备的监控。GSM通信兼容无线通信GSM模块，支持短信收发、告警电话拨打以及GPRS无线通信等功能。TCP/IP接入兼容TCP/IP接口协议，通过SNMP等网络协议与各个设备进行数据通信。北向接口是OPC Server、DDE Server、SNMP Agent、Roking Server等服务端协议以及数据库接口协议。

2.3.4 报警系统

由告警等级管理、方式、记录、查询和准确性等模块，报警用户设置如图5所示。

告警等级模块依据设备所产生的突发事件类型选择不同的报警方式，每一种报警事件以不同颜色和声音进行区分，事件内容包括报警等级、时间、次数、频率、位置等。

告警将报警设备点、名称、监测量、等级、日期、时间、报警值、原因等内容以屏幕、声音、电话语音、手机短信、微信等方式告知值班人员。一旦机房突发报警事件，屏幕报警会在屏幕最上方自动弹出报警画面及文字提示以告知值班人员;声音报警是监控主机的多媒体音箱即时播放录制的报警声音并启动外接声光报警器来告知值班人员;电话语音报警是通过自动拨打多组值班座机或手机来告知值班人员，这种方式可以满足机房无人值守需求;手机短信报警是通过自动发送报警短信向预设手机告警。EMAIL报警是向用户设置的信箱地址发送报警邮件。微信报警是系统通过微信端将报警信息推送至管理人员微信上。

告警记录以报警事件日志的形式自动记录报警事件并存储到数据库。日志详细记录了报警信息的处理过程，包括信息确认人、处理方式、短信电话等报警信息的发送过程和结果，明确到每条信息是否成功发送，以备查询、读取和打印，日志不可修改。

告警查询为用户提供分类统计、浏览和打印报警事件详细记录，为机房管理的责任细分提供了科学合理的信息。

告警准确性是通过告警匹配、延时、过滤、分时段屏蔽等方式对报警事件的真假进行确认，以保障告警的准确性和有效性，排除误报和漏报。

2.3.5 安防系统

通过在机房安装若干个烟雾传感器或采集消防主机的报警信号来实时监测机房安防状态，并通过电话、短信、多媒体等多方式报警，如图6所示。

2.3.6 红外和灯光控制系统

该子系统配置了数个红外探测器及配套灯光控制器，可实现远程控制开灯或关灯，方便值班人员更好的管理机房的照明，如图7所示。若有人值班，系统自动打开灯光，提供足够的工作照明;若无人时，则自动关闭灯光。若有非法闯入或入侵，则及时报警并自动打开灯光，为摄像机提供灯光补偿，保证摄像机录取清晰画面以备查询。

2.3.7 漏水监测子系统

该子系统是采用先进的线缆和控制器，在每个机房安装1套ZGKON-LPC定位漏水监测控制器，配套定位漏水绳、引出线、跳接线、终止端等设备，精确定位漏水位置，精确度可达0.1m，实现对机房大面积、长距离的实时漏水监测。一旦监测到漏水，系统将在屏幕上精确显示漏水位置，提示机房管理人员及时找到和处理水源。

2.3.8 蓄电池监测系统

蓄电池网络在线监测系统是利用最新的单体蓄电池参数传感器技术，结合最新的在线蓄电池内阻测量技术和计算机网络实时通信技术，实时动态在线监测蓄电池的运行状况、报告落后和失效电池、事件历史记录，可通过网络提供现场运行数据，实现集中监控管理，解决了蓄电池的远程监控和状态检修的问题，使得蓄电池的日常维护工作均在网络监控终端完成，如图9所示。

系统主要由蓄电池内阻采集模块、主机和电池组电流采集模块三部分构成。其中，蓄电池内阻采集模块从温度探头内外置、高低压两个维度区分了四种内阻检测模块型号，分别是外置低压型、外置高压型、内置低压型、内置高压型。

3 结论

（1）首次提出了分布式TCP/IP联网、集中管控的三层架构监控模式。

（2）利用软件工程思想设计了平台的逻辑结构模型，为实现地铁票务机房中央监控平台提供一种新的建模方法。

（3）平台能够实时监控机房的环境、传感器、计算机设备、供配电设备、机柜及配件设备、门禁设备、红外/灯光设备、摄像设备状态以及数据流量、网络负荷、协议包等参数，实时为设备故障和环境情况提供分析依据。

（4）与同类系统相比，可靠性高，平均无故障时间大于20万小时;具有智能诊断、分级报警、数据管控图形化、可维护性强等特点。

参考文献：

[1] 慕家骁.灰尘对通信机房IP数据设备的危害[J].电信技术，2010（5）：64-66.

[2] 刘亚娟，郭勤.通信机房洁净度对IP数据设备的影响研究[J].通讯世界，2016（9）：46.

[3] 刘建新，乔月强，姚利民.高速率大功耗传输设备机房散热问题研究[J].邮电设计技术，2019（5）：84-88.

[4] 唐聪，胡拓宇.通信系统电源故障分析与维护探讨[J].通信电源技术，2019，36（10）：223-224.

[5] 陈庆.浅谈数据中心设备及机房的智能化运维管理[J].中国金融电脑，2018（3）：58-61.