開封地區(qū)電力通信監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建

戚曉勇

（開封供電公司，河南 開封 475004）

0 引言

隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，電力通信系統(tǒng)也逐步從以載波、微波通信為主的時(shí)代，進(jìn)入到以光纖通信為主的階段，致使各類新型的通信設(shè)備越來越多地應(yīng)用到電力通信系統(tǒng)。 隨著設(shè)備的增多以及人員的精簡，暴露出對通信設(shè)備巡視管理不到位、故障不能及時(shí)處理等問題。 由于通信設(shè)備的巡視檢查、通信系統(tǒng)的運(yùn)行管理占用大量的人力物力，越來越多的電力單位開始建設(shè)通信網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，以提高通信系統(tǒng)的監(jiān)控能力和管理能力。 開封地區(qū)在2008年底開始建設(shè)通信監(jiān)控系統(tǒng)，在2009 年，按照分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，建立了以開封地調(diào)為監(jiān)控主站、轄區(qū)內(nèi)220 kV 及以上變電站為監(jiān)控子站的通信監(jiān)控系統(tǒng)。

1 開封地區(qū)電力通信監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

在開封地調(diào)17 樓通信機(jī)房建立一個(gè)地區(qū)主站，搭建綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺，構(gòu)建基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)交換平臺。 主站的通信綜合監(jiān)控系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視子系統(tǒng)、資源管理子系統(tǒng)、業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)、與外部系統(tǒng)接口及支持系統(tǒng)等部分組成。 監(jiān)控的子站共計(jì)14 個(gè)，包括地調(diào)端的6 個(gè)機(jī)房，500 kV 祥符變電站，220 kV 杏花營變電站、前臺變電站、明河變電站、趙崗變電站，110 kV 杞縣微波站等。

1.1 硬件結(jié)構(gòu)

1.1.1 監(jiān)控主站結(jié)構(gòu)

開封地調(diào)監(jiān)控主站配置2 臺服務(wù)器、1 臺磁盤陣列、1 臺方式工作站、1 臺調(diào)度工作站、2 臺協(xié)議轉(zhuǎn)換機(jī)、2 臺前置機(jī)、1 臺單向隔離裝置設(shè)備。 這些設(shè)備構(gòu)成通信網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件平臺，通過配置的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，組成局域網(wǎng)（簡稱LAN）的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 組網(wǎng)圖如圖1 所示。

監(jiān)控系統(tǒng)各設(shè)備的主要有9 個(gè)功能：（1） 服務(wù)器（數(shù)據(jù)庫/應(yīng)用）采用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，儲存歷史數(shù)據(jù)，提供應(yīng)用服務(wù)。 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用雙機(jī)熱備運(yùn)行機(jī)制，以雙芯跳線連接，實(shí)時(shí)監(jiān)測另一臺主機(jī)的運(yùn)行狀況，在故障發(fā)生時(shí)能快速切換，保證服務(wù)不中斷。 服務(wù)器配置SAS 適配卡，用于連接存儲設(shè)備，并配置集群軟件，實(shí)現(xiàn)兩臺服務(wù)器雙機(jī)熱備份。 在集群內(nèi)，集群軟件監(jiān)視數(shù)據(jù)服務(wù)器所有硬件和軟件狀態(tài)，故障發(fā)生時(shí)進(jìn)行快速切換。 故障檢測、快速切換的過程完全是自動(dòng)的，無需操作員的任何干預(yù)。 （2）前置機(jī)負(fù)責(zé)地調(diào)監(jiān)控主站與省調(diào)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)和D-MIS 系統(tǒng)的互聯(lián)及數(shù)據(jù)通信。 2 臺前置機(jī)都安裝集群軟件，當(dāng)集群軟件發(fā)現(xiàn)主（備）前置機(jī)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)或硬件故障時(shí)，應(yīng)用服務(wù)切換到備（主）前置機(jī)，實(shí)現(xiàn)雙前置機(jī)熱備份。 （3）串口服務(wù)器通過串口收集監(jiān)控信息，通過網(wǎng)絡(luò)送往協(xié)議轉(zhuǎn)換機(jī)。 （4）協(xié)議轉(zhuǎn)換機(jī)對網(wǎng)管設(shè)備、智能設(shè)備（光傳輸、微波、接入、交換、電源等）進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，并將獲得的信息通過以太網(wǎng)送往數(shù)據(jù)服務(wù)器。 （5）方式工作站主要給系統(tǒng)管理人員提供資源管理功能，負(fù)責(zé)整個(gè)通信網(wǎng)內(nèi)各種設(shè)備的資源錄入和統(tǒng)計(jì)、 工單調(diào)度、電路調(diào)配等工作。 （6）調(diào)度工作站主要提供給調(diào)度人員全網(wǎng)的監(jiān)視功能， 實(shí)時(shí)顯示網(wǎng)絡(luò)各種告警信號，并具備聲光告警方式。 （7）網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)具備GE 光接口或電接口與傳輸設(shè)備連接能力， 支持路由和VLAN 配置， 實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)網(wǎng)絡(luò)之間的相互隔離。主備服務(wù)器、工作站、協(xié)議轉(zhuǎn)換機(jī)、主備前置機(jī)、單向隔離器等設(shè)備配置兩塊網(wǎng)卡， 一塊連接主交換機(jī)，另一塊連接備用交換機(jī)，通過對主備交換機(jī)的設(shè)置，達(dá)到雙網(wǎng)的目的。 （8）正向物理隔離裝置分別接到兩臺交換機(jī)， 實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)到DMIS 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)單向傳輸。 （9）采集器實(shí)現(xiàn)光設(shè)備、PCM 設(shè)備等機(jī)架告警和機(jī)房環(huán)境（煙感、溫濕度、水浸）采集，以及空調(diào)控制。

1.1.2 監(jiān)控子站結(jié)構(gòu)

監(jiān)控子站通過光傳輸系統(tǒng)以太網(wǎng)接口接入地區(qū)主站，微波監(jiān)控子站通過2M 通道接入地區(qū)主站。監(jiān)控子站主要由數(shù)據(jù)采集器、接口服務(wù)器組成。 采集器實(shí)現(xiàn)監(jiān)控子站內(nèi)光設(shè)備、PCM 設(shè)備等機(jī)架告警和機(jī)房環(huán)境（煙感、溫濕度、水浸）采集，以及空調(diào)控制。 接口服務(wù)器通過串口收集監(jiān)控信息，通過網(wǎng)絡(luò)送往協(xié)議轉(zhuǎn)換機(jī)。 接口服務(wù)器還將收集的監(jiān)控信息通過RS232/485 接口送到站內(nèi)綜自系統(tǒng)。 監(jiān)控子站組網(wǎng)圖如圖2 所示。

圖2 開封地調(diào)監(jiān)控子站組網(wǎng)圖Fig.2 Monitoring sub-station group network of Kaifeng area

1.2 軟件配置

電力通信監(jiān)控系統(tǒng)配置綜合網(wǎng)管系統(tǒng)軟件，滿足監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測、資源管理、業(yè)務(wù)管理等功能要求。 操作系統(tǒng)在服務(wù)器端配置為Windows 2000、2003/Unix 操作系統(tǒng)，客戶端配置Windows XP操作系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)庫軟件配置Oracle 9i 標(biāo)準(zhǔn)版，進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲與管理。 此外，還需要配置部分支撐軟件、開發(fā)工具及其他軟件，如配置矢量圖形編程平臺Visual Graph 1.6， 完成在C/S 終端上矢量圖形的呈現(xiàn)與編輯；配置MapxInfo MapX 5.0，完成在C/S 終端上GIS 數(shù)據(jù)呈現(xiàn)； 配置防病毒軟件Sophos Anti-Virus，進(jìn)行全網(wǎng)安全防護(hù)；配置協(xié)議轉(zhuǎn)換軟件，完成傳輸、電源、交換、微波、接入等各類型設(shè)備協(xié)議轉(zhuǎn)換；配置與其他系統(tǒng)的接口軟件等。

2 開封通信監(jiān)控系統(tǒng)的組網(wǎng)原則

2.1 開放性與標(biāo)準(zhǔn)化原則

監(jiān)控系統(tǒng)滿足支持C/S、B/S 的體系結(jié)構(gòu)。

2.2 可擴(kuò)展性原則

采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于擴(kuò)充和引入新的模塊。系統(tǒng)應(yīng)支持在線平滑擴(kuò)容， 不同階段開發(fā)的產(chǎn)品系統(tǒng)應(yīng)具有良好的兼容性。 硬件設(shè)備及系統(tǒng)軟件應(yīng)充分考慮不同生產(chǎn)廠家的一致性和兼容性。

2.3 可靠性和安全性原則

監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)支持容錯(cuò)處理， 采用容錯(cuò)機(jī)制、高可靠性雙機(jī)或其他硬件安全保障措施。 監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能在硬件和軟件發(fā)生故障時(shí)具有自控能力， 不致引起全系統(tǒng)癱瘓，還應(yīng)具有自糾能力，即在故障發(fā)生后，能迅速再啟動(dòng)，恢復(fù)正常運(yùn)行。 硬件的組裝過程應(yīng)有嚴(yán)格的質(zhì)量控制，確保長期使用的高穩(wěn)定性和高可靠性。

2.4 可移植性原則

監(jiān)控軟件開發(fā)過程中應(yīng)實(shí)現(xiàn)跨操作平臺移植。

3 電力通信監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)方案

電力通信監(jiān)控系統(tǒng)平臺是電力通信網(wǎng)統(tǒng)一的信息模型、數(shù)據(jù)庫、軟件框架和數(shù)據(jù)交換平臺。 在此平臺上構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視子系統(tǒng)、資源管理子系統(tǒng)、業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)。 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視子系統(tǒng)提供告警和性能數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、處理、存儲、查詢統(tǒng)計(jì)和分析功能；資源管理子系統(tǒng)提供全網(wǎng)資源信息的實(shí)時(shí)存儲、處理、呈現(xiàn)、統(tǒng)計(jì)、查詢和分析功能；業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)提供工單管理、值班日志、統(tǒng)計(jì)分析和報(bào)表等功能。

3.1 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控子系統(tǒng)建設(shè)方案

3.1.1 主站監(jiān)控內(nèi)容

（1）通過協(xié)議轉(zhuǎn)換接入主站通信機(jī)房各種網(wǎng)管設(shè)備、智能設(shè)備的告警信息。 （2）通過直采方式實(shí)現(xiàn)主站通信機(jī)房的機(jī)架告警和環(huán)境（溫濕度、煙感）監(jiān)測。 （3）接入開封地區(qū)監(jiān)控子站的監(jiān)控信息，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程配置。 （3）存儲、處理管轄范圍內(nèi)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，通過列表、圖形、語音、短信等方式呈現(xiàn)各種監(jiān)控信息。 （4）實(shí)現(xiàn)監(jiān)控信息的查詢和統(tǒng)計(jì)功能。

3.1.2 子站監(jiān)控內(nèi)容

（1）采集機(jī)房環(huán)境數(shù)據(jù)。 （2）采集通信設(shè)備的協(xié)議或干節(jié)點(diǎn)告警。 （3）監(jiān)控信息本地保存。 （4）監(jiān)控信息具備同時(shí)向主站和站內(nèi)綜自系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)功能。

3.1.3 監(jiān)控量說明

（1）電源系統(tǒng)?？梢酝ㄟ^對本身具備智能監(jiān)測模塊的電源設(shè)備做協(xié)議轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測，也可以通過加裝數(shù)據(jù)采集單元，直接采集電源設(shè)備信息。 （2）交換設(shè)備。 對本身具備管理接口的交換設(shè)備進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，或者是通過加裝數(shù)據(jù)采集單元，直接采集交換設(shè)備告警信息。 （3）傳輸/接入設(shè)備。 對具備網(wǎng)管或智能接口的傳輸/接入設(shè)備， 通過協(xié)議轉(zhuǎn)獲取信息，或者是對不具備網(wǎng)管及智能接口的傳輸/接入設(shè)備直接采集設(shè)備的機(jī)架告警信息。（4）機(jī)房環(huán)境。 加裝數(shù)據(jù)采集單元，直接采集機(jī)房環(huán)境信息，包括機(jī)房溫濕度、水浸和煙霧告警信息。

3.2 資源管理子系統(tǒng)建設(shè)方案

資源管理子系統(tǒng)基于C/S 體系結(jié)構(gòu)，包括資源數(shù)據(jù)管理、拓?fù)涔芾?、配置信息管理、高級?yīng)用等模塊。 資源數(shù)據(jù)管理包括資源建模、數(shù)據(jù)采集、資源同步、資源數(shù)據(jù)核查等。 拓?fù)涔芾硎且再Y源數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，與網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視、系統(tǒng)配置功能相結(jié)合，以各種視圖方式實(shí)現(xiàn)拓?fù)涔芾怼?拓?fù)涔芾淼膱D形設(shè)計(jì)可與后臺數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)，支持多級圖層及常見圖形編輯格式，提供各種方便的圖形維護(hù)手段；動(dòng)態(tài)反映網(wǎng)絡(luò)視圖中對象的增刪情況。 配置信息包括網(wǎng)元基本信息、位置信息、工程數(shù)據(jù)信息、物理設(shè)備信息、通道基本信息、電路配置信息等。 高級應(yīng)用模塊包括資源統(tǒng)計(jì)分析、方式調(diào)度管理、故障智能診斷、檢修預(yù)處理。

3.3 業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)建設(shè)方案

業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)工單管理、值班日志管理、運(yùn)行公文發(fā)布管理和日常安全管理等功能模塊。 工單管理是業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)中的一個(gè)重要模塊，實(shí)現(xiàn)電路調(diào)度工單管理、計(jì)劃檢修工單管理、故障工單管理、缺陷工單管理等功能。 值班日志管理為維護(hù)人員日常工作提供記錄手段。 維護(hù)人員可以通過值班日志管理功能進(jìn)行日常工作內(nèi)容的記錄、生成缺陷報(bào)告、交接班操作，查詢以往的工作記錄、交接班記錄、缺陷報(bào)告統(tǒng)計(jì)分析等操作。運(yùn)行公文發(fā)布管理主要是業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)面向系統(tǒng)內(nèi)各有關(guān)單位發(fā)布有關(guān)運(yùn)行管理的文件、管理辦法等，為各級用戶提供及時(shí)、可靠、高效率的業(yè)務(wù)管理和信息服務(wù)。日常安全管理模塊主要實(shí)現(xiàn)了安全簡報(bào)管理、安全記錄管理以及安全教育培訓(xùn)管理等。

4 通信設(shè)備接入監(jiān)控系統(tǒng)的方法

4.1 深圳華為OSN3500、OSN7500 型光纖傳輸設(shè)備接入方法

OSN3500 型設(shè)備37 槽位、OSN7500 型設(shè)備34槽位的AUX 輔助接口板上有兩個(gè)RJ45 接口ALMO1 和ALMO2，可以引出兩路告警。 OSN3500型設(shè)備37 槽位AUX 輔助接口板如圖3 所示，RJ45接口定義圖如圖4 所示：

圖3 OSN3500 型設(shè)備37 槽位AUX 輔助接口板Fig.3 AUX auxiliary interfce board of OSN3500 equipment 37 trench

華為OSN3500、OSN7500 型光纖傳輸設(shè)備RJ45接口與監(jiān)控子站DQU-K 接線圖如圖5 所示。

4.2 深圳華為SBS155/622 型光纖傳輸設(shè)備接入方法

圖4 RJ45 接口定義圖Fig.4 RJ45 interface

圖5 華為OSN3500、OSN7500 型光纖傳輸設(shè)備RJ45 接口與監(jiān)控子站DQU-K 接線圖Fig.5 RJ45 interface of Huawei OSN3500, OSN7500 fiber optic transmission equipment and DQU-K wiring diagram of monitoring sub-station

SBS155/622 型光纖傳輸設(shè)備在機(jī)架頂上有2個(gè)DB-9 針型插座，兩個(gè)插座的針腳定義相同。 1、6針腳引出主要告警，3、7 針腳引出緊急告警，告警類型為節(jié)點(diǎn)型。

華為SBS155/622 型光纖傳輸設(shè)備DB-9 插座與監(jiān)控子站DQU-K 接線圖如圖6 所示。

圖6 華為SBS155/622 型光纖傳輸設(shè)備DB-9 插座與監(jiān)控子站DQU-K 接線圖Fig.6 DB-9 socket of Huawei SBS155/622 fiber optic transmission equipment and DQU-K wiring diagram of monitoring sub-station

4.3 依賽XDM1000 型光纖傳輸設(shè)備接入方法

依賽XDM1000 型光纖傳輸設(shè)備頂端有個(gè)50芯孔型插座。 端口14、47 為常開節(jié)點(diǎn)，表示緊急告警；端口15、48 為常開節(jié)點(diǎn)，表示主要告警；端口16、49 為常開節(jié)點(diǎn)，表示次要告警；端口17、50 為常開節(jié)點(diǎn)，表示告警。 其中端口14、15、16、17 為公共端。

依賽XDM1000 型光纖傳輸設(shè)備50 芯孔型插座與監(jiān)控子站DQU-K 接線圖如圖7 所示。

圖7 依賽XDM1000 型光纖傳輸設(shè)備50 芯孔型插座與監(jiān)控子站DQU-K 接線圖Fig.7 50-core hole-type socket of Yisai XDM1000 fiber optic transmission equipment and DQU-K wiring diagram of monitoring sub-station

5 結(jié)語

隨著電力通信監(jiān)控系統(tǒng)在開封地區(qū)的建設(shè)投運(yùn)，通過對電源系統(tǒng)、交換設(shè)備、傳輸/接入設(shè)備等重要通信設(shè)備以及機(jī)房環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備及故障的管理、告警及性能的統(tǒng)計(jì)分析，大大縮短了通信電路故障恢復(fù)時(shí)間，提高了通信系統(tǒng)的可靠性，提升了管理的效率。實(shí)踐證明：建設(shè)通信監(jiān)控系統(tǒng)是提高通信設(shè)備運(yùn)行率，實(shí)現(xiàn)集中維護(hù)及通信站無人值守、提高通信系統(tǒng)管理水平的有效方法。 本文介紹了開封地區(qū)電力通信監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、建設(shè)方案、組網(wǎng)原則，歸納總結(jié)了通信設(shè)備接入監(jiān)控系統(tǒng)的具體方法，希望對建設(shè)電力通信監(jiān)控系統(tǒng)具有一定的借鑒意義。

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