高速公路設(shè)備機房智慧動環(huán)管控系統(tǒng)研究

彭啟章

一、概述

高速公路機房（包括收費站、隧道配電房以及中心機房）是整個信息網(wǎng)絡(luò)工程的中樞，是數(shù)據(jù)傳輸中心、處理中心和交換中心，因此隧道機房必須為機房的電氣系統(tǒng)提供正常的運行環(huán)境，一旦機房環(huán)境設(shè)備出現(xiàn)故障，嚴重威脅到整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)的正常傳輸、存儲，進而影響到系統(tǒng)運行的可靠性，如果未能及時處理故障，將導(dǎo)致硬件設(shè)備損壞，甚至隧道交通事故的發(fā)生，造成嚴重后果。

通過先進的技術(shù)手段以及監(jiān)測系統(tǒng)，對無人值守機房進行全面的監(jiān)控是確保高速公路安全高效營運的重要手段。所以，我們需要在機房內(nèi)設(shè)置智能檢測設(shè)備，以便加強機房的安防門禁、室內(nèi)環(huán)境、供電狀況、火災(zāi)報警等進行監(jiān)測，并將監(jiān)測結(jié)果上傳至監(jiān)控中心，便于監(jiān)控人員及時發(fā)現(xiàn)異常情況，及時進行后續(xù)處理。同時為方便運維管理，可對每次運維工作進行自動記錄與過程跟蹤。

二、系統(tǒng)研究的意義

目前我國正在大力推行智慧高速公路建設(shè)，尤其是全國ETC一張網(wǎng)的建設(shè)，大大提高了對設(shè)備機房保障系統(tǒng)的智慧化管控要求。大部分高速公路在建設(shè)期間已經(jīng)從一些方面考慮了機房保障系統(tǒng)，但由于在設(shè)計時間上比較靠前，很多智慧化功能沒有考慮進去，所以本方案將根據(jù)高速公路設(shè)備機房現(xiàn)狀并結(jié)合高速營運管理需求，對路段監(jiān)控中心以及全線收費站設(shè)備機房進行智慧化升級改造，從而實現(xiàn)“安全、可控、智慧”的一體化智慧設(shè)備機房動環(huán)管控系統(tǒng)。

系統(tǒng)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、5G無線通信、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人臉識別、指紋識別、移動應(yīng)用APP等先進技術(shù)，打造一個技術(shù)先進、無縫對接未來5G應(yīng)用、大數(shù)據(jù)、人工智能等新方向的新型智慧管控系統(tǒng)。

一體化智慧設(shè)備機房動環(huán)管控系統(tǒng)主要是對機房安全運行提供信息化以及智慧化管控手段，實現(xiàn)核心保障系統(tǒng)運轉(zhuǎn)狀態(tài)監(jiān)測，包括保安門禁系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)和消防系統(tǒng)等，同時對室內(nèi)溫度和濕度、配電系統(tǒng)的電壓、電流進行實時監(jiān)控，并能夠及時做好數(shù)據(jù)標(biāo)記，以便于機房控制與管理，確保機房高效運營?？梢?，加強機房動力設(shè)備監(jiān)測及環(huán)境監(jiān)控顯得極其重要。

三、系統(tǒng)需求分析

高速公路機房需要建立環(huán)境、動力、消防聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，統(tǒng)一接入監(jiān)控中心。前端系統(tǒng)可以接入網(wǎng)絡(luò)溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對機房溫濕度信息的采集。中心控制室具備前端所有監(jiān)控網(wǎng)點集中管控功能，并做出報警預(yù)警統(tǒng)計、聯(lián)動等功能。

1.通過智能動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)機房溫度、濕度監(jiān)控，且可以監(jiān)控配電柜電量、開關(guān)以及消防系統(tǒng)的運行等。此外，還可以實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控、煙感系統(tǒng)監(jiān)控等。

2.隧道機房作為高速公路設(shè)備機房中重要區(qū)域，為了營造良好的安防環(huán)境，應(yīng)設(shè)置動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)IP對講、自動報警管理，加強機房視頻監(jiān)控，實現(xiàn)門禁管理，防止入盜行為的發(fā)生，確保機房的安全防范。

3.全部監(jiān)控在信息中心集中監(jiān)控，系統(tǒng)具備手機微信、短信等報警功能。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

四、智慧動環(huán)管控系統(tǒng)的組成

1.智能動環(huán)智能管理系統(tǒng)軟件

在智能動環(huán)智能管理系統(tǒng)中，軟件系統(tǒng)操作界面主要采用全中文進行操作，以方便用戶及時查看智能設(shè)備系統(tǒng)的運行情況。與此同時，監(jiān)控管理系統(tǒng)可以及時發(fā)現(xiàn)機房內(nèi)部異常情況，并利用軟件界面進行報警，或者采用信息、電話等多種方式通知監(jiān)控管理人員，以便能夠及時對異常情況進行反饋。監(jiān)控客戶端借助現(xiàn)場集中監(jiān)控平臺，可以直觀地查看到現(xiàn)場各監(jiān)控子系統(tǒng)的運行情況，并能進行必要的控制。系統(tǒng)具備豐富的日志管理和報表管理功能。

2.智能動環(huán)監(jiān)控一體化服務(wù)器

智能動環(huán)監(jiān)控一體化服務(wù)器集成了各種設(shè)備接口，可接入機房溫濕度檢測器、配電柜智能儀表、UPS、消防火災(zāi)檢測器、智能空調(diào)、發(fā)電機、門禁設(shè)備、入侵防盜報警設(shè)備、視頻攝像機、IP對講等設(shè)備。

五、系統(tǒng)具體功能

1.溫濕度監(jiān)控

溫濕度傳感器信號通過串口傳輸線纜至智能動環(huán)監(jiān)控一體化服務(wù)器。當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)超出上下限報警值時，智能動環(huán)監(jiān)控一體化服務(wù)器可以聯(lián)動各種本地設(shè)備，動環(huán)智能管理系統(tǒng)軟件能發(fā)出報警信息通知監(jiān)控員，以便進行下一步的快速處理。

2.門禁管理

在機房重要的出入口加裝電插鎖或磁力鎖，接入專用電源后把控制與反饋電纜敷設(shè)至智能動環(huán)監(jiān)控一體化服務(wù)器，由智能一體化服務(wù)器控制門的開關(guān)以及實時反饋門的開關(guān)狀態(tài)等信息。管理人員可在手機APP上實時遙控、遙測門禁狀態(tài)等信息。

3.UPS監(jiān)測

在UPS監(jiān)測工作中，主要是采用485通訊協(xié)議對設(shè)備的運行參數(shù)和各部件進行遠程監(jiān)測。485通訊協(xié)議通過傳輸線纜傳輸至智能動環(huán)監(jiān)控一體化服務(wù)器，由主機實時判斷 UPS的部件是否發(fā)生報警，當(dāng) UPS的某部件發(fā)生故障或數(shù)據(jù)越限時，主機馬上報警，智能管理系統(tǒng)軟件立刻彈出相應(yīng)的報警界面窗口。

4.智能空調(diào)監(jiān)測

此功能是利用485通訊協(xié)議對設(shè)備的運行參數(shù)和各部件進行遠程監(jiān)測。485通訊協(xié)議通過傳輸線纜傳輸至智能動環(huán)監(jiān)控一體化服務(wù)器，通過系統(tǒng)軟件對空調(diào)運行狀態(tài)進行監(jiān)測，再通過通訊協(xié)議對設(shè)備的運行參數(shù)、狀態(tài)進行遠程監(jiān)測。報警時，可通過所彈出的報警窗口中相應(yīng)顏色的改變來分辨報警，同時系統(tǒng)將發(fā)出報警短信息，通知值班人員或相應(yīng)的主管人員。通過歷史記錄直觀看出空調(diào)機的運行品質(zhì)。

5.市電配電柜開關(guān)監(jiān)控

通過狀態(tài)采集系統(tǒng)對市電配電柜開關(guān)狀態(tài)進行監(jiān)測。實時判斷市電配電柜的開關(guān)狀態(tài)，當(dāng)配電柜的開關(guān)狀態(tài)發(fā)生變化時，主系統(tǒng)立刻彈出相應(yīng)的報警界面窗口，同時監(jiān)控主機發(fā)出報警短信息。

6.火災(zāi)報警監(jiān)測

火災(zāi)煙感報警器等火災(zāi)報警設(shè)備可以接入智能動環(huán)監(jiān)控一體化服務(wù)器。

7.發(fā)電機監(jiān)控

機房發(fā)電機是機電系統(tǒng)運行安全穩(wěn)定的重要保障，所以發(fā)電機狀態(tài)監(jiān)測是動環(huán)監(jiān)控的重要組成。發(fā)電機監(jiān)控功能可以在無人值守的情況下對各種突發(fā)事件進行24小時不間斷的監(jiān)控，同時將報警信息上傳給值班人員，做到第一時間反應(yīng)并處理供電故障。

六、系統(tǒng)界面展示

七、結(jié)語

高速公路設(shè)備機房智慧動環(huán)管控系統(tǒng)在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行軟硬件的優(yōu)化配置，此系統(tǒng)作為一套高效的智能化系統(tǒng)，通過建立一體化監(jiān)控指揮平臺，實現(xiàn)高速公路設(shè)備機房的數(shù)據(jù)采集、分析、展示等，可為高速公路智慧化運營管理提供更加全面、高效、可靠的手段，實現(xiàn)高速公路經(jīng)營的經(jīng)濟效益與社會效益。