水口集團統(tǒng)一信息機房監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

摘 要：水口集團公司機房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)各自獨立運行，沒有實現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)控管理平臺，造成機房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)功能集成度較低，數(shù)據(jù)分析能力參差不齊，無法保證統(tǒng)一協(xié)調(diào)各機房設(shè)備安全穩(wěn)定運行。本文針對上述問題，面向公司信息機房實際運行環(huán)境，提出一個統(tǒng)一信息機房監(jiān)控管理平臺系統(tǒng)的技術(shù)改造方案。其中，文中重點分析了系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵構(gòu)造技術(shù)及總體實現(xiàn)方案，最終以實際運行狀況進行有效性和可靠性驗證。

關(guān)鍵詞：機房監(jiān)控系統(tǒng)；動力設(shè)備測控；信息機房；傳感器技術(shù)

中圖分類號：TP277

機房監(jiān)控系統(tǒng)是采用集散監(jiān)控，在后端部署監(jiān)控主機及運行監(jiān)控軟件，以統(tǒng)一的界面對機房各個子系統(tǒng)集中監(jiān)控，實現(xiàn)機房所有的設(shè)備及環(huán)境的集中監(jiān)控和管理。目前，水口集團公司所轄的信息機房在建設(shè)初期獨立部署不同品牌的機房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，各監(jiān)控系統(tǒng)各自獨立運行，部署結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沒有實現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)控管理平臺，管理人員難以快速有效掌握獲取對機房運維和決策有用的信息和數(shù)據(jù)。造成機房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)功能集成度較低，數(shù)據(jù)分析能力參差不齊，管理界面各自獨立和不夠友好，配套產(chǎn)品使用率低，資源浪費，無法保證統(tǒng)一協(xié)調(diào)各機房設(shè)備安全穩(wěn)定運行，不能滿足智能電廠建設(shè)要求?？梢?，建設(shè)一套統(tǒng)一信息機房監(jiān)控管理平臺系統(tǒng)已經(jīng)迫在眉睫。

本文針對上述問題，面向公司信息機房實際運行環(huán)境，提出一個統(tǒng)一信息機房監(jiān)控管理平臺系統(tǒng)的技術(shù)改造方案。其中，文中重點分析了系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵構(gòu)造技術(shù)及總體實現(xiàn)方案，最終以實際運行狀況進行有效性和可靠性驗證。

1 總體設(shè)計方案

水口集團統(tǒng)一信息機房監(jiān)控系統(tǒng)是一個基于網(wǎng)絡(luò)的全數(shù)字化信息傳輸和管理系統(tǒng)，采用標(biāo)準(zhǔn)的互聯(lián)網(wǎng)通訊協(xié)議，能有效架構(gòu)于局域網(wǎng)/城域網(wǎng)/廣域網(wǎng)之上，并與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實現(xiàn)無縫連接。系統(tǒng)總體以二級級中心扁平化管理模式構(gòu)架，即在集團，電廠兩級管理中心，在機房部署UPS、電量檢測、溫濕度監(jiān)測、漏水檢測、門禁、視頻監(jiān)控、消防監(jiān)測、防盜監(jiān)控、精密空調(diào)等監(jiān)控傳感器，各個機房與監(jiān)控中心通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸，在統(tǒng)一平臺下平行監(jiān)控和集中管理，實現(xiàn)7×24×365的全面集中監(jiān)控和管理，保障機房環(huán)境及設(shè)備安全高效運行，實現(xiàn)最高的機房可用率，不斷提高運營管理水平。總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 水口集團統(tǒng)一信息機房監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 機房現(xiàn)場設(shè)備采集技術(shù)

現(xiàn)場設(shè)備采集技術(shù)由環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)和紅外報警系統(tǒng)構(gòu)成，主要采集設(shè)備包括：溫濕度、煙感、水浸、紅外探頭和視頻攝像頭、機房設(shè)備數(shù)據(jù)量采集模塊、配電監(jiān)控、安防監(jiān)控、門禁監(jiān)控等。

2.2 平臺管理技術(shù)

系統(tǒng)配置監(jiān)控主機，用于后端控制技術(shù)負(fù)責(zé)對信息機房運行狀態(tài)進行24小時數(shù)據(jù)監(jiān)控、分析、處理和存儲；監(jiān)控主機采集現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)并根據(jù)需要和異常報警情況及時把數(shù)據(jù)上傳監(jiān)控管理平臺，監(jiān)控管理平臺實時分析處理所有信息機房現(xiàn)場監(jiān)控主機采集的各種信息，實現(xiàn)對監(jiān)控數(shù)據(jù)的集中備份存儲，實現(xiàn)所有信息機房的紅外報警流程和方式的集中統(tǒng)一管理。

2.3 統(tǒng)一畫面切換及報警自動提示技術(shù)

當(dāng)操作者點擊主界面或功能模組界面上某一監(jiān)控設(shè)備后，畫面會自動切換到該設(shè)備的運行狀態(tài)圖或者彈出對相關(guān)設(shè)備的操作界面，以便管理人員查看和控制該設(shè)備。在有報警或異常狀態(tài)的情況下，有問題的監(jiān)控設(shè)備界面可以自動彈出，同時啟動幫助系統(tǒng)（調(diào)用知識庫），利用預(yù)存于知識庫中的信息給管理人員相應(yīng)的操作提示。當(dāng)現(xiàn)場發(fā)生異常情況，信息機房、通信機房的異常數(shù)據(jù)和對應(yīng)異常視頻集中匯總于（集團）上級統(tǒng)一管理平臺，集團統(tǒng)一管理并監(jiān)督管理所管轄信息機房、通信機房的環(huán)境數(shù)據(jù)并做出響應(yīng)。

3 系統(tǒng)架構(gòu)

統(tǒng)一信息機房監(jiān)控系統(tǒng)主要由以下四個部分組成：現(xiàn)場設(shè)備采集層、監(jiān)控主機、監(jiān)控管理平臺、WEB管理終端。

現(xiàn)場設(shè)備采集層由環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)和紅外報警系統(tǒng)構(gòu)成，主要采集設(shè)備包括：溫濕度、煙感、水浸、紅外探頭和視頻攝像頭、機房設(shè)備數(shù)據(jù)量采集模塊、配電監(jiān)控、安防監(jiān)控、門禁監(jiān)控等；監(jiān)控主機負(fù)責(zé)對信息機房運行狀態(tài)進行24小時數(shù)據(jù)監(jiān)控、分析、處理和存儲；監(jiān)控主機采集現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)并根據(jù)需要和異常報警情況及時把數(shù)據(jù)上傳監(jiān)控管理平臺；監(jiān)控管理平臺實時分析處理所有信息機房現(xiàn)場監(jiān)控主機采集的各種信息，實現(xiàn)對監(jiān)控數(shù)據(jù)的集中備份存儲，實現(xiàn)所有信息機房的紅外報警流程和方式的集中統(tǒng)一管理；WEB管理終端支持全中文界面，圖形化設(shè)計，支持電子地圖功能。界面的結(jié)構(gòu)、層次清晰明了，能夠?qū)崟r直觀地顯示設(shè)備的運行數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)，場景仿真。

電廠統(tǒng)一信息機房監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)不同專業(yè)權(quán)限登錄，各專業(yè)主界面包含所有子系統(tǒng)內(nèi)監(jiān)控設(shè)備的電子地圖，在該界面上可直接點擊子系統(tǒng)內(nèi)的任意監(jiān)控設(shè)備進入其運行狀態(tài)界面。同時，在本子系統(tǒng)的主界面上為各功能模組設(shè)置訪問按鈕，通過點擊進入各功能模組界面（電子地圖），以便對分組的監(jiān)控設(shè)備進行更清晰、更有針對性的監(jiān)控。

當(dāng)操作者點擊主界面或功能模組界面上某一監(jiān)控設(shè)備后，畫面會自動切換到該設(shè)備的運行狀態(tài)圖或者彈出對相關(guān)設(shè)備的操作界面，以便管理人員查看和控制該設(shè)備。在有報警或異常狀態(tài)的情況下，有問題的監(jiān)控設(shè)備界面可以自動彈出，同時啟動幫助系統(tǒng)（調(diào)用知識庫），利用預(yù)存于知識庫中的信息給管理人員相應(yīng)的操作提示。

系統(tǒng)提供集成開發(fā)環(huán)境，利用各種界面元素（例如按鈕、圓、矩形、直線、圖片、實時曲線、歷史曲線等）及編輯工具，使管理人員可以根據(jù)自己的需求設(shè)計個性化界面。例如對界面的框架結(jié)構(gòu)進行調(diào)整、對監(jiān)控單元的位置進行調(diào)整等。在使用過程中，對界面的修改應(yīng)能在線進行，修改效果即時生效。

系統(tǒng)平臺要求采用統(tǒng)一集中部署、分級授權(quán)、分布應(yīng)用的方式：分為集團，電廠兩級管理，信息機房和動力機房本地存儲并管理環(huán)境監(jiān)控數(shù)據(jù)，對本地環(huán)境變化做出響應(yīng)。當(dāng)現(xiàn)場發(fā)生異常情況，信息機房、通信機房的異常數(shù)據(jù)和對應(yīng)異常視頻集中匯總于（集團）上級統(tǒng)一管理平臺，集團統(tǒng)一管理并監(jiān)督管理所管轄信息機房、通信機房的環(huán)境數(shù)據(jù)并做出響應(yīng)。

4 系統(tǒng)實現(xiàn)與應(yīng)用

4.1 系統(tǒng)的實現(xiàn)

水口集團統(tǒng)一信息機房監(jiān)控系統(tǒng)基于“管理集中化”的設(shè)計理念和“無人值守化”的發(fā)展方向，在一個管理平臺上整合了動力設(shè)備測控（交直流配電、UPS電源、蓄電池組護）、環(huán)境監(jiān)測（溫濕度檢測、空調(diào)系統(tǒng)、泄漏檢測、新風(fēng)設(shè)備、消防系統(tǒng)）、安防監(jiān)控（圖像監(jiān)控、入侵偵測、門禁系統(tǒng)、燈控系統(tǒng)）、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測（網(wǎng)絡(luò)鏈路、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）等功能模塊，為信息系統(tǒng)核心設(shè)備的安全運行提供了強有力的保障，避免了因環(huán)境設(shè)備（如配電、UPS、空調(diào)等）出現(xiàn)故障，卻無法提前及時發(fā)現(xiàn)并排除故障，導(dǎo)致設(shè)備的損壞、通訊的中斷等，造成不可估量的經(jīng)濟損失。并成為多級架構(gòu)下的多機房（或基站等）集中管理解決方案，提高集團公司各信息機房的整體安全性和管理的及時性、科學(xué)性。

4.2 應(yīng)用實例

水口集團統(tǒng)一信息機房監(jiān)控系統(tǒng)以統(tǒng)一監(jiān)控平臺為基礎(chǔ)開發(fā)，無縫集成網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器監(jiān)控技術(shù)、WEB 技術(shù)，并融合了軟件工程、數(shù)據(jù)庫、軟硬件集成、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架等技術(shù)成果而構(gòu)造成統(tǒng)一的軟件平臺。支撐硬件上包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲以及數(shù)據(jù)表現(xiàn)設(shè)備，如以太網(wǎng)交換機、UPS、電量檢測、溫濕度監(jiān)測、漏水檢測、門禁、視頻監(jiān)控、消防監(jiān)測、防盜監(jiān)控、精密空調(diào)等監(jiān)控傳感器。同時，系統(tǒng)提供集成開發(fā)環(huán)境，利用各種界面元素（例如按鈕、圓、矩形、直線、圖片、實時曲線、歷史曲線等）及編輯工具，使管理人員可以根據(jù)自己的需求設(shè)計個性化界面。例如對界面的框架結(jié)構(gòu)進行調(diào)整、對監(jiān)控單元的位置進行調(diào)整等。在使用過程中，對界面的修改應(yīng)能在線進行，修改效果即時生效。表1為水口集團基層機房監(jiān)控系統(tǒng)主機及外設(shè)。

表1 基層機房監(jiān)控系統(tǒng)主機及外設(shè)

圖2 服務(wù)器與監(jiān)控單元

圖3 監(jiān)控設(shè)備

5 結(jié)論

水口集團統(tǒng)一信息機房監(jiān)控系統(tǒng)融合了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、WEB 技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架技術(shù)、軟件開發(fā)技術(shù)、軟硬件集成技術(shù)等技術(shù)的最新研究成果，解決因運行維護人員不足、監(jiān)控系統(tǒng)分散獨立、機房設(shè)備安全防護措施不足而造成使用不便，為信息機房管理提供一個有效的支撐平臺。

今后，系統(tǒng)將進一步集成入侵報警系統(tǒng)、設(shè)備業(yè)務(wù)告警等相關(guān)系統(tǒng)，共享信息資源，形成多系統(tǒng)相互聯(lián)動框架。同時，還將進一步研究繼電保護機房、自動化機房等新機房監(jiān)控技術(shù)，提升機房監(jiān)控的靈動性和智能監(jiān)控水平。

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作者簡介：顧尤青（1986.3-），女，信息網(wǎng)絡(luò)安全主辦，助理工程師，學(xué)士學(xué)位，研究方向：信息安全。

作者單位：福建水口發(fā)電集團有限公司，福州 350004