通信工程勘察設計輔助工具軟件開發(fā)

□ 文 李紅雙 黃少卿 孫淳曄 趙秋爽

1 引言

通信工程勘察是在通信項目立項后對機房環(huán)境進行的勘察工作，包括對機房空間、電源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、設備安裝位置、走線路由以及傳輸資源等進行勘察，從而確定主設備的安裝及布線方案，勘察工作是通信工程的必要準備，是后期工程設計的依據(jù)。

勘察設計人員進入機房勘察，首先要看的就是機房環(huán)境，勘察所安裝設備機房的電源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)是否能夠支撐新增設備需求。在傳統(tǒng)的勘察過程中，勘察人員都是通過用筆記錄機房電源系統(tǒng)的負載情況和機房空調(diào)的功率，然后在勘察結束后通過計算器計算電源系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)制冷量的剩余容量情況，經(jīng)常需要反復驗算，得出電源系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)是否能夠滿足機房新增設備需求的結論。由于計算過程繁瑣，計算時間較長，所以一般不能夠在勘察現(xiàn)場得出結論，勘察效率低且容易出錯，影響了勘察進度和勘察結果。

鑒于以上存在的問題，本文開發(fā)了一套機房空調(diào)及電源系統(tǒng)可用容量勘察工具，工具操作界面簡潔，數(shù)據(jù)輸入方便，計算速度快，結果準確?？辈烊藛T只需將現(xiàn)網(wǎng)電源系統(tǒng)總容量、各相輸出電流、功率因數(shù)等參數(shù)以及空調(diào)系統(tǒng)的數(shù)量、功率、機房面積、換熱效率等參數(shù)通過工具進行輸入，即可計算得出電源系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)可用容量的結果，方便勘察人員現(xiàn)場決策電源系統(tǒng)的使用方案，大大提高了勘察效率和勘察進度。

2 工具軟件功能實現(xiàn)

該工具使用Java作為編程語言，通過語言的平臺無慣性實現(xiàn)了多平臺可用能力；通過美觀可視界面，集成了電源系統(tǒng)及空調(diào)可用容量的計算能力。該工具使用了擴展的MVC架構，提高了工具的可擴展性，實現(xiàn)了平臺的低耦合高內(nèi)聚，具備系統(tǒng)資源消耗小、能力強的特點。

本工具實現(xiàn)的功能包括：UPS系統(tǒng)剩余可用容量測算、直流開關電源可用容量測算、機房空調(diào)制冷量測算等功能。

2.1 UPS系統(tǒng)剩余可用容量測算

（1）功能描述

本功能主要是通過在工具界面輸入UPS總容量（kVA）、功率因數(shù)（一般取0.9）、可用最高負載（取90%）及UPS各項輸出電流（A）等參數(shù)，通過算法計算，得出UPS單相最大可用電流（A）、系統(tǒng)單相剩余可用電流（A）等數(shù)據(jù)。工具界面如圖1所示。

圖1 UPS系統(tǒng)剩余可用容量測算工具界面圖

（2）算法及程序?qū)崿F(xiàn)

算法：UPS單相剩余可用電流=UPS容量（kVA）＊功率因數(shù)（0.9）＊可用負載（90%）/220V/3-現(xiàn)網(wǎng)平均單相輸出電流。

程序代碼：

/＊2.1+1ups事件處理

＊/

Begin

/＊獲取UPS三項輸入＊/

ups1sum <— A1 ADD B1 ADD C1

ups2sum <— SUM(A2,B2,C2)

currentload<— ups1sum ADD ups2sum

/＊計算maxload＊/

Assign maxloadofupsComputeAC.Compute(upsconfig)

/＊計算availableload＊/

availableload = maxloadifups -currentload;

END

/＊3.2+1ups事件處理

＊/

Begin

Assign values to ac2_sum1, ac2_sum2,ac2_sum3;

/＊計算最大負載電流＊/

ac2_maxload = ComputeAC.Compute(ac2_upsconfig);

ac2_curload = avg(ac2_sum1, ac2_sum2, ac2_sum3);

ac2_avalibleload=ac2_maxload- ac2_curload;

END

2.2 直流開關電源可用容量測算

（1）功能描述

本功能通過在工具界面輸入開關電源現(xiàn)網(wǎng)負載電流（A）、蓄電池組總容量（Ah）、蓄電池組數(shù)、配置的整流模塊標稱容量（A）、現(xiàn)網(wǎng)配置整流模塊數(shù)量、本期新增負載電流值（A）等參數(shù)，通過算法計算，得出本開關電源最大可用容量以及本次整流模塊擴容數(shù)量等數(shù)據(jù)。工具界面如圖2所示：

圖2 直流開關電源可用容量測算圖

（2）算法及程序?qū)崿F(xiàn)

算法：開關電源最大可用容量=蓄電池組總容量（Ah）＊電池組數(shù)＊18%。

擴容整流模塊數(shù)量=（開關電源現(xiàn)網(wǎng)負載電流+本期新增負載電流+蓄電池組總容量＊充電系數(shù)10%＊蓄電池組數(shù)）/整流模塊標稱容量+1（冗余）-現(xiàn)網(wǎng)配置整流模塊數(shù)量。

程序代碼：

/＊1.開關電源事件處理＊/

BEGIN

Attach Listener to btnNewButton

moduleNum.setText(String.valueOf(Check()));

maxload.setText(String.valueOf(CheckLoad()));

END

/＊Check、CheckLoad algorithm＊/

Begin Check()

warnmsg.setVisible(false);

IF ComputeDC.CheckLegal = true

return ComputeDC.Compute(variables);

ELSE

warnmsg.setVisible(true);

END Check()

Begin CheckLoad()

args = {battaryvolumn, batrownum};

result = ComputeDC.Compute MaxLoad(args[0], args[1]);

IF result NOT EQ NULL

return result

ELSE

return 0

END CheckLoad()

2.3 機房空調(diào)制冷量測算等功能

（1）功能描述

本功能通過在工具界面輸入機房配置的空調(diào)總冷量（kW）、顯熱比（0.9）、機房面積（平方米）、空調(diào)制冷的換熱效率（一般取0.8）、現(xiàn)網(wǎng)機房設備實際功率（kW）等參數(shù)，通過算法計算，得出本機房空調(diào)顯冷量、圍護結構傳熱量、空調(diào)實際可用制冷量、加電后空調(diào)可用剩余容量等數(shù)據(jù)。工具界面如圖3所示：

圖3 機房空調(diào)制冷量測算運行圖

（2）算法及程序?qū)崿F(xiàn)

算法：顯冷量=空調(diào)總冷量＊顯熱比；

圍護結構傳熱量=機房面積＊每平方米傳熱量200W（經(jīng)驗值）；

空調(diào)可用制冷量=顯冷量-圍護結構傳熱量；

本期后空調(diào)還可支撐新增設備功率=空調(diào)可用制冷量＊空調(diào)制冷換熱效率（0.8，經(jīng)驗值）-現(xiàn)網(wǎng)設備功率-本期新增設備功率。

程序代碼：

BEGIN

air_xianleng = air_max ＊ air_factor;

air_chuanre = air_mianji＊expValue / Kil;

air_available = air_xianleng -air_chuanre;

air_onload = air_available-air_usedair_newin;

IF air_onload<= 0

ShowWarnMsg()

ELSE

ShowSucs

END

3 軟件工具特性

本軟件工具是基于Java語言進行編碼，通過對UPS、開關電源、空調(diào)等實體對象進行持久化，實現(xiàn)了編碼的簡單性、多態(tài)性和面向?qū)ο蟮目煽繉崿F(xiàn)。由于Java虛擬機的平臺無關性，該工具具備在Linux、Windows、Android、iOS等多平臺運行的特性，實現(xiàn)了一次編碼，隨處可用的極強擴展性。

底層技術采用內(nèi)存動態(tài)回收和完善的異常處理機制，工具在實際運行過程中，減少了對設備資源的占用，減輕了系統(tǒng)消耗。在安全性能上，保證了工具在接收到錯誤輸入時，能夠正確處理亂碼等問題。為加快編程進度并優(yōu)化界面展示，本成果使用了WindowsBuilder組件進行UI設計和編碼，通過可視化開發(fā)界面，對復雜事件和界面進行處理，極大地提高了代碼效率，優(yōu)化了顯示效果。

本套工具采用了典型的MVC（模型、視圖、控制）架構進行平臺搭建。底層模型層，對實體對象進行抽象，同時對數(shù)據(jù)定義了接口和Dao操作；業(yè)務邏輯層，對諸如UPS電流換算、空調(diào)可用能力換算等進行函數(shù)聲明，實現(xiàn)了業(yè)務邏輯；控制層，通過合理的調(diào)用業(yè)務邏輯和實體對象數(shù)據(jù)，將計算結果導向?qū)奶幚斫缑?，實現(xiàn)了合理控制；表現(xiàn)層，通過Java的SwingUI組件，合理化布局數(shù)據(jù)顯示效果，從設計人員方便使用的視角來呈現(xiàn)計算結果。

4 結束語

機房電源系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)剩余容量的核算原本是由電源專業(yè)和空調(diào)專業(yè)設計人員來完成，每次主設備專業(yè)設計人員進入機房勘察，都需要電源專業(yè)和空調(diào)專業(yè)的設計人員進行配合，消耗人工成本較多，同時由于電源專業(yè)和空調(diào)專業(yè)的設計人員較少，經(jīng)常會影響到主設備專業(yè)的勘察進度。

本軟件工具的出現(xiàn)將空調(diào)系統(tǒng)和電源系統(tǒng)的容量核算過程進行了程序化和標準化，使用方便、簡單，非電源和空調(diào)專業(yè)的設計人員都可以使用，不需要掌握特別多的電源和空調(diào)的專業(yè)知識，普及率高，適用性強。本工具的使用，可大大減少主設備專業(yè)設計人員對電源和空調(diào)專業(yè)設計人員的依賴性，取消了電源專業(yè)和空調(diào)專業(yè)設計人員的參與環(huán)節(jié)，將電源專業(yè)設計人員從輔助主設備專業(yè)進行機房勘察的環(huán)節(jié)中解脫出來，降低了人工成本，提高了勘察效率，同時避免了人工計算造成的誤差，大大提升了準確率?！?/p>