“一帶一路”沿線國家動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)定制化策略

陳百利，吳延軍，路 旭

（1.廣東郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510630；2.深圳力維智聯(lián)技術(shù)有限公司，廣東 深圳 518000）

0 引 言

隨著我國與“一帶一路”沿線國家在信息通信領(lǐng)域的合作加強(qiáng)，中國通信企業(yè)的產(chǎn)品和工程項目出口國外，并為這些國家建設(shè)通信基礎(chǔ)設(shè)施和實現(xiàn)通信服務(wù)提供幫助，為通信行業(yè)發(fā)展注入了新的動力，促進(jìn)各國共同發(fā)展[1]。

動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)作為保障新一代通信網(wǎng)絡(luò)可靠穩(wěn)定運行的重要組成部分，被用來監(jiān)控通信機(jī)房的動力設(shè)備及環(huán)境，保障機(jī)房動力設(shè)備能夠?qū)崟r可靠地運行，確保機(jī)房環(huán)境條件滿足通信設(shè)備運行要求。我國動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)有相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可供參照，運營商也會制定符合自身需要的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，但國際上沒有統(tǒng)一的動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致工程建設(shè)和系統(tǒng)驗收時因標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一而出現(xiàn)產(chǎn)品重新被定義或增加新的外延等情況，從而使得產(chǎn)品無法按時按需交付[2]。

在國外，動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)一般作為通信主設(shè)備的配套產(chǎn)品進(jìn)行同步建設(shè)，實時監(jiān)測通信電源及機(jī)房環(huán)境的運行狀態(tài)，保障通信設(shè)備運行的安全性。各國動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的整體框架基本一致，主要監(jiān)控內(nèi)容也大致相同，但由于國家基礎(chǔ)設(shè)施、人文社會、自然條件以及管理服務(wù)等方面存在差異，且每個國家都有特定的需求，因此產(chǎn)品內(nèi)容及形式有很大的不確定性。在產(chǎn)品研發(fā)和工程實施時只能根據(jù)各國的需求進(jìn)行定制化研發(fā)，這無疑增加了通信企業(yè)的負(fù)擔(dān)，同時也增加了現(xiàn)場返工的幾率。因此，如果能夠提前了解各國的應(yīng)用場景，在產(chǎn)品研發(fā)定制前明確該國的個性化需求，并給出定制化應(yīng)對策略，可以高效完成產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)品建設(shè)，提高設(shè)備管理的能力和水平，推動國際動環(huán)監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)的制定。

1 應(yīng)用場景分析

1.1 典型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的典型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為樹形集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)劃分按管理級別自頂向下進(jìn)行[2]。在被監(jiān)控站點設(shè)置監(jiān)控單元，通過不同的方式采集被監(jiān)控設(shè)備的運行狀態(tài)參數(shù)。一個系統(tǒng)可以設(shè)置多個監(jiān)控中心，監(jiān)控單元將采集的信息逐級上傳到監(jiān)控中心，而各級監(jiān)控中心下發(fā)信息時也逐級向下發(fā)送到下級監(jiān)控中心及相應(yīng)監(jiān)控單元，逐級對被監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行實時采集和相應(yīng)的管理服務(wù)。監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在實際應(yīng)用中大多會根據(jù)管理需要進(jìn)行擴(kuò)展，從而形成不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

1.2 特定應(yīng)用場景分析

根據(jù)國外動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的工程建設(shè)經(jīng)驗和維護(hù)管理經(jīng)驗，將動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的需求和管理設(shè)定了多個不同的特定應(yīng)用場景，并從基礎(chǔ)設(shè)施、人文社會、自然條件以及管理服務(wù)等幾個維度進(jìn)行分析，分析魚骨圖如圖1所示。

圖1 特定應(yīng)用場景魚骨圖分析

1.2.1 基礎(chǔ)設(shè)施

各國供電基礎(chǔ)設(shè)施不同，在供電穩(wěn)定性上存在差異，有些地區(qū)會經(jīng)常出現(xiàn)停電、缺相、過電壓以及電壓浪涌等情況，甚至根本無市電供應(yīng)。有些地區(qū)因市電供應(yīng)不足會采用以油機(jī)供電為主，市電供電為輔的非常規(guī)供電模式。此外，有些地區(qū)還大規(guī)模采用風(fēng)能和太陽能供電。

供電標(biāo)準(zhǔn)方面，每個國家的電壓和頻率標(biāo)準(zhǔn)可能都不一致，線電壓一般從100 V到240 V，交流頻率一般為50 Hz或60 Hz[3]，直流供電方面大多采用的是-48 V供電，但也有部分地區(qū)或站點使用24 V供電。

在監(jiān)控內(nèi)容上，由于被監(jiān)控設(shè)備的品牌和型號眾多，因此各站點的監(jiān)控信息不完全一致。監(jiān)控對象主要以動力設(shè)備和環(huán)境參量為主，動力設(shè)備包括市電、油機(jī)、開關(guān)電源、空調(diào)以及蓄電池等，環(huán)境參量包括溫濕度、煙感、紅外以及水浸等。此外，有些國家會將鐵塔信號、消防信號、防盜信息、路燈信號以及門禁信息等納入到動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，補(bǔ)充監(jiān)控對象。

1.2.2 管理服務(wù)

站點建設(shè)方面存在單運營商獨享一個站點或多運營商共享站點的情況。共站站點的電力計費方式包括平均分?jǐn)傆嬞M和根據(jù)各自電力能耗情況精細(xì)化計費等。而監(jiān)控中心的值班方式可以是動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)獨立值班，也可以與其他專業(yè)系統(tǒng)統(tǒng)一值班或遠(yuǎn)程值班等。

運維管理模式包括自維和代維兩種。由于運營商的組織架構(gòu)不同，運維管理流程也存在很大的差別。一些運維管理初具規(guī)模的地區(qū)會根據(jù)不同被監(jiān)控設(shè)備的特點及運維要求實施不同的運維管理模式。針對蓄電池組，系統(tǒng)要對落后的單體進(jìn)行判斷并及時處理，針對空調(diào)，系統(tǒng)要根據(jù)室內(nèi)環(huán)境情況對空調(diào)進(jìn)行啟動或停止控制，實現(xiàn)節(jié)能管控，針對電力使用情況，需要對用電異常進(jìn)行檢測，并對特定時間的供電方式進(jìn)行管理。

用戶呈現(xiàn)方式上，各地區(qū)在報表形態(tài)、數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方式、告警呈現(xiàn)方式以及圖形呈現(xiàn)方式等方面也存在差別。它們會根據(jù)自身的管理特點和管理流程制作符合自己特色的報表，在實時數(shù)據(jù)呈現(xiàn)上會從不同維度呈現(xiàn)不同的內(nèi)容，在告警呈現(xiàn)上會根據(jù)地域、告警緊急程度以及重點關(guān)注的內(nèi)容呈現(xiàn)不同的告警內(nèi)容，圖形呈現(xiàn)方式有2D、3D或VR等。在防止偷盜的處理上，各地區(qū)會根據(jù)經(jīng)常被盜的設(shè)備或能源提出自己的防盜管理要求，并對其進(jìn)行獨立管控。

1.2.3 自然條件

每個國家或地區(qū)所處的地理位置不同，分為高溫地區(qū)、高濕地區(qū)、高寒地區(qū)、干燥地區(qū)、高海拔地區(qū)以及沙漠地區(qū)等。自然條件的不同會對動環(huán)監(jiān)控設(shè)備產(chǎn)生非常大的影響，因此需要根據(jù)不同地區(qū)的氣候和天氣條件選擇不同的應(yīng)對策略。

2.1 觀察組與對照組母嬰結(jié)局對比 觀察組新生兒窒息、病死、缺氧缺血性腦病(HIE)、RDS、宮內(nèi)感染發(fā)生率均較對照組高，剖宮產(chǎn)、產(chǎn)褥期感染發(fā)生率較對照組高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(均P<0.05)。見表1。

1.2.4 人文環(huán)境

各國的風(fēng)俗習(xí)慣、宗教信仰、人員素質(zhì)以及官方文字語言等都存在差異，建設(shè)動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)時要考慮這些要素，在呈現(xiàn)方式上不應(yīng)出現(xiàn)與當(dāng)?shù)仫L(fēng)俗習(xí)慣和宗教信仰相沖突的信息，并考慮當(dāng)?shù)氐恼Z言使用特點、文字的本地化以及本地語言與官方文字的切換等。在人員素質(zhì)方面要考慮管理人員、值班人員以及維護(hù)人員等的文化水平和專業(yè)技術(shù)能力的掌握程度，從而避免系統(tǒng)使用時出現(xiàn)一些不必要的麻煩。

2 特定應(yīng)用場景系統(tǒng)應(yīng)對方案

設(shè)計動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)時應(yīng)充分尊重當(dāng)?shù)厝藛T的使用習(xí)慣，不僅要考慮系統(tǒng)的通用性，還要考慮特定應(yīng)用場景的差異，采取通用化和定制化兼顧的設(shè)計方案和措施保證系統(tǒng)安全可靠，并滿足本地化需求。

2.1 供電場景

供電應(yīng)用場景的應(yīng)對措施主要包括5個方面。一是市電標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，可采用85～264 V寬電壓設(shè)計，50～60 Hz適配，或根據(jù)不同地區(qū)的電壓標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計不同的電源模塊，做到不同電源標(biāo)準(zhǔn)的模塊替換[4]。二是市電經(jīng)常性停電，可配置大容量蓄電池組，并監(jiān)測停電后蓄電池剩余的支撐時間，為移動油機(jī)調(diào)度管理和本地區(qū)油機(jī)配置提供參考[5]。三是油機(jī)主用/市電備用，需加強(qiáng)油機(jī)的監(jiān)控內(nèi)容，考慮油機(jī)和電池供電的轉(zhuǎn)換頻度，在具有兩臺油機(jī)的情況下考慮策略切換，并增加油機(jī)偷油、漏油以及加油等狀態(tài)的采集和判斷[6]。四是無市電場景，可采用太陽能或風(fēng)能等綠色能源，并能夠?qū)μ柲芑蝻L(fēng)能的供電狀態(tài)及運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，確保設(shè)備正常使用。五是多供電方式切換，當(dāng)存在多種供電方式時可加裝ATS，實現(xiàn)油機(jī)與市電、油機(jī)與油機(jī)以及太陽能與風(fēng)能等的切換，并記錄每種方式的站點供電記錄，分析供電切換是否為最優(yōu)狀態(tài)[7]。

2.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸

動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)需支持多種傳輸方式，包括電口、光口、網(wǎng)口、虛擬通道以及無線傳輸?shù)龋⒏鶕?jù)站點傳輸特點進(jìn)行選擇。設(shè)計可替換的傳輸模塊接口，按需適配。網(wǎng)絡(luò)傳輸差時可采用主備傳輸接口，如有線/無線主備用自動切換，或任意兩種傳輸方式的主備用自動倒換，倒換過程中需進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存。如果網(wǎng)絡(luò)中斷頻繁，需設(shè)計本地持久化保存機(jī)制，確保網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后保存數(shù)據(jù)能夠重傳。使用光纖接口時，需關(guān)注站點是多模還是單模光纖，避免出現(xiàn)不匹配而無法通信的情況。

2.3 站點側(cè)場景

監(jiān)控單元應(yīng)具有可擴(kuò)充接入監(jiān)控點的能力，如可擴(kuò)充接入消防信號、防盜信號以及路燈信號等，設(shè)備應(yīng)預(yù)留相應(yīng)的擴(kuò)展接入監(jiān)控點。由于站點的多樣性，可將其劃分成多個典型的站點類型，實現(xiàn)同類型站點的可復(fù)制和頂層可配置，減少現(xiàn)場配置的難度。當(dāng)多個供應(yīng)商共享一個站點時，所配置的電表需能夠區(qū)分不同供應(yīng)商使用的電量，以確保電費計量正確。監(jiān)控單元應(yīng)具有可編程能力，實現(xiàn)對現(xiàn)場不同品牌、不同型號設(shè)備的現(xiàn)場編程接入，支持遠(yuǎn)程下載。

2.4 運維管理場景

通過監(jiān)控蓄電池組單體電壓和內(nèi)阻對蓄電池組落后單體進(jìn)行辨別，實現(xiàn)蓄電池組精細(xì)化管理。根據(jù)室內(nèi)溫度定時開啟或關(guān)閉空調(diào)，延長空調(diào)使用壽命，實現(xiàn)站點空調(diào)的節(jié)能管控。應(yīng)對報表進(jìn)行定制管理，以滿足不同用戶的需求。同時，各地區(qū)組織管理和事件處理的流程不同，可采用自動化派單與手動派單結(jié)合的模式實現(xiàn)日常派單流程的定制化。當(dāng)運維人員對設(shè)備進(jìn)行管理時，可設(shè)定操作權(quán)限、管理范圍以及維護(hù)內(nèi)容等劃定管理界限，也可設(shè)計專門的智能運維管理系統(tǒng)實現(xiàn)運維管理[8]。除此之外，需根據(jù)站點的實際情況選擇合適的鑰匙管理方案，可以使用智能鑰匙柜或門禁管理系統(tǒng)等[9]。通過GIS等方式定位站點，方便安裝和維護(hù)人員查找站點位置，及時響應(yīng)，并根據(jù)人員素質(zhì)設(shè)置不同的操作級別，滿足不同人群的需求。

不同地區(qū)不同站點的監(jiān)控內(nèi)容和程序邏輯要求均不相同，將站點差異化屬性下載到制定站點監(jiān)控設(shè)備，避免因站點配置變更而二次或多次下站，還需提供站點側(cè)設(shè)備遠(yuǎn)程一鍵式下載服務(wù)。此外，應(yīng)增加蓄電池和空調(diào)室外機(jī)等易盜設(shè)施監(jiān)控模塊，必要時可根據(jù)用戶投資增加視頻監(jiān)控或告警圖片監(jiān)控，提高防盜等級。

2.5 自然環(huán)境場景

高溫地區(qū)應(yīng)選擇耐高溫器件，并根據(jù)IEC 60065標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行高溫測試，現(xiàn)場工程使用耐高溫線材，且安裝時可在設(shè)備外側(cè)加裝防熱棉[10]。高濕地區(qū)應(yīng)將電子器件的接觸電流限值減半。沙漠地區(qū)應(yīng)注意密封防沙塵處理，無密封條件時需確保設(shè)備外殼保護(hù)等級不低于IP54的防護(hù)等級，且機(jī)房外墻不開孔，設(shè)備安裝位置應(yīng)離地面一定高度，空氣冷卻機(jī)組應(yīng)安裝空氣濾清器[11]。干燥地區(qū)要注意靜電干擾，應(yīng)選用外殼為抗靜電材料的設(shè)備，安裝時注意接地。高寒地區(qū)應(yīng)使用耐寒設(shè)備，站點施工時需在混凝土墻面覆蓋塑料薄膜或毛氈等[12]。高海拔地區(qū)具有散熱慢、絕緣差以及滅弧能力弱等特點，器件選擇需要單獨考慮，必要時需采用專門的高海拔地區(qū)設(shè)備[13]。

3 監(jiān)控系統(tǒng)的定制化

由于系統(tǒng)在特定應(yīng)用場景的差異，產(chǎn)品實現(xiàn)時，從設(shè)備單元、系統(tǒng)服務(wù)管理到界面呈現(xiàn)方式都需要進(jìn)行定制，并設(shè)計可替換的模塊，實現(xiàn)部分功能的模塊化和組態(tài)化。分析不同應(yīng)用場景，可定制功能及服務(wù)如圖2所示。

圖2 動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的定制化

由圖2可知，動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)實際上是一個定制化程度較高的系統(tǒng)，從底層的設(shè)備采集單元，到中心的服務(wù)管理，再到客戶端呈現(xiàn)等都有很多定制要素，因此將產(chǎn)品輸出到國外時需根據(jù)各地區(qū)的實際應(yīng)用需求，做好產(chǎn)品規(guī)劃，避免出現(xiàn)返工等不必要的問題。

4 結(jié) 論

動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)雖然在組網(wǎng)架構(gòu)和監(jiān)控方式等方面大致相同，但應(yīng)用場景的差異會使各國存在大量定制化需求，同時隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，在管理層次、顯示方式以及設(shè)備運維等方面的定制化要求會逐步增加。因此進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計或系統(tǒng)建設(shè)時需要充分考慮這種定制化差異，更好地滿足實際需求。在后續(xù)的研究中應(yīng)不斷完善和細(xì)化產(chǎn)品需求，從而更好地推動動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，盡可能減少產(chǎn)品的定制，形成產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化需求。