高速公路沿線機房智能管理系統(tǒng)建設(shè)實施方案

趙金嬋

(山西省自動化研究所，山西 太原 030012)

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高速公路沿線機房智能管理系統(tǒng)建設(shè)實施方案

趙金嬋

(山西省自動化研究所，山西 太原 030012)

摘要：通過實現(xiàn)環(huán)境參數(shù)、監(jiān)控設(shè)備等的集中監(jiān)控、集中維護、集中管理獲得直觀的統(tǒng)計分析報告，采用先進的“預警”維護方式徹底解決落后的人工被動的維護方式，精確定位故障，可以提高供配電系統(tǒng)運行的可靠性、安全性、先進性，也為了提高高速公路的生產(chǎn)及管理效益，管理自動化水平，減輕高速公路管理人員的勞動強度，減少值班維護人員，降低運行維護成本。為變電所的安全和可靠運行提供有力保障，防范于未然從而極大的提高辦公效率。

關(guān)鍵詞：實時監(jiān)控；人機界面；物聯(lián)網(wǎng)；管理自動化

1高速公路機房智能管理系統(tǒng)的背景及目標需求

1.1背景

機房設(shè)備運行和數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩鷻C房所處環(huán)境有很大的關(guān)系。高速公路對沿路機房動力環(huán)境及安防問題提出了新的需求，急切需要實現(xiàn)漏水、煙霧、溫濕度、電量、門磁、亮化控制、人員入侵等信息進行集中監(jiān)控管理、統(tǒng)計分析[1]。通過實現(xiàn)環(huán)境參數(shù)、監(jiān)控設(shè)備等的集中監(jiān)控、集中維護、集中管理獲得直觀的統(tǒng)計分析報告，采用先進的“預警”維護方式徹底解決落后的人工被動的維護方式，精確定位故障，可以提高供配電系統(tǒng)運行的可靠性、安全性、先進性，也為了提高高速公路的生產(chǎn)及管理效益，管理自動化水平，減輕高速公路管理人員的勞動強度，減少值班維護人員，降低運行維護成本。為變電所的安全和可靠運行提供有力保障，防范于未然從而極大的提高辦公效率[2]。

圍繞高速公路沿線機房的動力環(huán)境及安防監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)項目，在多次調(diào)研、反復論證的基礎(chǔ)上，編寫了高速公路沿線機房的動力環(huán)境及安防監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)項目實施方案。此系統(tǒng)工程跨越安防、電氣設(shè)備、計算機設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)智能、通信技術(shù)等多項專業(yè)領(lǐng)域，是基于物聯(lián)網(wǎng)思想的系統(tǒng)集成技術(shù)解決方案[3]。

1.2目標需求

建設(shè)一個成功的高速公路機房智能管理綜合系統(tǒng),應(yīng)綜合利用多種技術(shù)手段，從實際出發(fā)，使集中監(jiān)控系統(tǒng)達到最大的可用性、可靠性和安全性。實現(xiàn)以下功能，以達到對變電所監(jiān)控無人值守的目的。

1) 實時監(jiān)控，報警響應(yīng)時間迅速。

2) 系統(tǒng)性能與系統(tǒng)規(guī)模的無關(guān)性。

3) 實現(xiàn)無人或少人值守的能力。

4) 系統(tǒng)必須具有防網(wǎng)絡(luò)攻擊功能。

5) 系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸路徑具有必要的冗余設(shè)計，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

6) 具備在線升級的能力，并兼容第三方硬件的能力。

7) 統(tǒng)一的中文人機界面。

2機房智能管理系統(tǒng)建設(shè)項目技術(shù)方案

高速公路智能管理系統(tǒng)的基本組成包括：終端監(jiān)控設(shè)備層、通信層、機房管理軟件，以下為分別論述。

2.1終端監(jiān)控設(shè)備層

2.1.1環(huán)境監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集

終端監(jiān)控設(shè)備層包含環(huán)境監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集，可以通過模擬量或數(shù)字量實現(xiàn)對機房內(nèi)水浸、煙霧、溫濕度、門磁、紅外報警、手動報警的數(shù)據(jù)采集。

采集子系統(tǒng)是數(shù)據(jù)采集并處理和分發(fā)的中心，具有如下特點[4]：

1) 監(jiān)控命令的上承下達、監(jiān)控數(shù)據(jù)(告警數(shù)據(jù)、實時監(jiān)測數(shù)據(jù)等)的分析、處理等。

2) 具備接受控制命令并對設(shè)備實施控制操作的能力。

3) 監(jiān)控主機將監(jiān)控數(shù)據(jù)發(fā)送給交換機組成的傳輸子系統(tǒng)。

2.1.2機房照明監(jiān)控

通過TS-IP-PDU/MOD-8實現(xiàn)對機房照明的智能化管理。除了在監(jiān)控中心可以遠程監(jiān)測機房照明狀態(tài)以及實現(xiàn)遠程開關(guān)控制，變電所本地也可以手動開關(guān)照明。系統(tǒng)能最大化地降低照明本身的運營成本，且由于減少了開燈時間，延長了燈具壽命，進一步提高了經(jīng)濟效益。

TS-IP-PDU/MOD-8有8路回路控制，從而實現(xiàn)8個回路亮化的控制，可以通過擴展模塊實現(xiàn)更多路數(shù)的監(jiān)控[5]。

2.1.3機房風機監(jiān)控

通過TS-IP-PDU/MOD-8實現(xiàn)對機房風機的智能化管理，可根據(jù)變電站內(nèi)外的環(huán)境條件溫差引入室外清潔的冷空氣對變電站內(nèi)進行自然降溫，同時排出變電站內(nèi)的熱空氣，從而達到在常年大多數(shù)條件下替代空調(diào)制冷的效果，避免了空調(diào)長時間的運行所造成的電能浪費，有效降低變電站空調(diào)的運行時間，達到降低通信機房電能消耗的目的。同時能實現(xiàn)變電所遠程操控功能[6]。TS-IP-PDU/MOD-8帶有風機狀態(tài)監(jiān)測功能，整個系統(tǒng)通過DC24 V電源供電，帶有4～8個電源輸出，可以帶動8路AC/DC風機工作。

2.2通信層

監(jiān)控系統(tǒng)中的終端監(jiān)控設(shè)備層、服務(wù)器和監(jiān)控管理軟件等全部通過以太網(wǎng)連接，采用以太網(wǎng)的優(yōu)點是系統(tǒng)擴展容易。也可在數(shù)據(jù)傳輸方面組成冗余環(huán)網(wǎng)，保證監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

為了安全起見，在監(jiān)控系統(tǒng)局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間采用硬件安全網(wǎng)關(guān)，它可通過監(jiān)測、限制、更改跨越安全網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)流，盡可能地對外部屏蔽網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的信息、結(jié)構(gòu)和運行狀況，并通過檢測阻斷威脅，以及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)加密等手段來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和信息的安全，防止非法入侵。

機房監(jiān)控數(shù)據(jù)采集和控制都是以以太網(wǎng)形式進行傳輸和組網(wǎng)，為保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可以采用百兆環(huán)網(wǎng)的組網(wǎng)方式。

2.3機房監(jiān)控管理軟件

2.3.1計算機系統(tǒng)

操作系統(tǒng)選用Windows系列，其中服務(wù)器采用Windows 2000 Server以上操作系統(tǒng)，監(jiān)控主機和業(yè)務(wù)臺采用Windows 2000 Professional及以上操作系統(tǒng)，計算機內(nèi)存8G以上，雙核處理器。

2.3.2監(jiān)控管理軟件TS-MCSS-V1.1

監(jiān)控軟件TS-MCSS-V1.1位于數(shù)據(jù)采集的最頂端，下接端局變電所的一體化采集器、智能設(shè)備等，它接收從采集器及各種智能設(shè)備上報的數(shù)據(jù)。監(jiān)控主機采集各設(shè)備的數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)進行處理，依據(jù)不同設(shè)備的具體情況進行數(shù)據(jù)分析、歸納、整理，得到設(shè)備當前的運行狀況(例如是否產(chǎn)生告警信號、數(shù)據(jù)如何保存、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等)后上送到監(jiān)控站中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，利用操作系統(tǒng)提供的多線程、多進程、異步處理、標準網(wǎng)絡(luò)接口等新特性實現(xiàn)了系統(tǒng)的設(shè)置靈活、反應(yīng)迅速、性能穩(wěn)定等特點。

3機房智能管理系統(tǒng)施工布局圖設(shè)計

隧道機房智能管理系統(tǒng)設(shè)計見圖1，隧道機房智能管理系統(tǒng)配置見表1。

圖1　隧道機房智能管理系統(tǒng)配置圖

名稱面積檢測點使用設(shè)備數(shù)量備注隧道變電所機房4900×2800綜合環(huán)境監(jiān)測TS-MCS01/SM1監(jiān)控主機照明/風機控制TS-IP-PDU/MOD81遠程電源管理控制器煙感煙感傳感器4入侵紅外探測器1溫濕度智能溫濕度傳感器2聲光報警器聲光報警1水浸水浸傳感器4門磁傳感器門狀態(tài)檢測1雙控開關(guān)雙控開關(guān)3軟件設(shè)計軟件調(diào)試1

4結(jié)束語

總的看來，該系統(tǒng)的應(yīng)用，可以提高供配電系統(tǒng)運行的可靠性、安全性、先進性，也為了提高高速公路的生產(chǎn)及管理效益，管理自動化水平，減輕高速公路管理人員的勞動強度，減少值班維護人員，降低運行維護成本。為變電所的安全和可靠運行提供有力保障，防范于未然從而極大的提高辦公效率。

參考文獻

[1]何洋，范中山，陳洪濤.高速公路沿線設(shè)施智能防盜系統(tǒng)[J].公路交通科技,2013(6)：217.

[2]陳曼娜.高速公路路燈電纜防盜監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用方案[J].中國交通信息化，2011(3):116.

[3]李永亮，王中華，錢宜升，等.高速公路電纜防盜聯(lián)動機制探討[J].公路交通科技，2010(7)：305.

[4]孫文進，魏偉，王中華.“四防”技術(shù)在高速公路電纜防盜中的研究與應(yīng)用[J].西部交通科技，2010(2)：107.

[5]黃冠群.淺談高速公路智能管理系統(tǒng)的建設(shè)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014(16)：198.

[6]王忠軍，張似華.高速公路智能化管理理論與實踐[M].鄭州： 河南人民出版社，2010.

Construction Plan for Intelligent Room Management System Along with the Highway

Zhao Jinchan

(ShanxiAutomationResearchInstitute,TaiyuanShanxi030012,China)

Abstract:By implementing the centralized monitoring, centralized maintenance and centralized management for environmental parameters and monitoring equipment, the intuitive statistical analysis report is gotten. The advanced “early warning” maintenance mode is adopted to completely resolve the outdated and passive artificial maintenance way, pinpoint the faults and can improve the operation reliability, security and advancement of the supply and distribution electricity system. It can also improve the production and management efficiency in expressway and the automation level of management; reduce the labor intensity of highway management staff; reduce the maintenance personnel on duty and lower the operation and maintenance costs. It takes preventive measures to greatly improve the office efficiency and provide effective protection for the safe and reliable operation of the substation.

Key words:real-time monitoring; HMI; internet of things; management automation

收稿日期：2016-03-24

作者簡介：趙金嬋(1963- )，女，工程師，研究方向：信息技術(shù)研究。

文章編號：1674- 4578(2016)03- 0036- 02

中圖分類號：TP 308；TP 319

文獻標識碼：A