通信電源集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的構(gòu)建

一、引言

隨著技術(shù)創(chuàng)新的持續(xù)推進(jìn)，通信設(shè)備自動(dòng)化控制能力得到全面提升，這為行業(yè)內(nèi)的監(jiān)測(cè)管理體系建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[1]。在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)持續(xù)優(yōu)化的過(guò)程中，其體系架構(gòu)得以逐步完善。作為支撐通信網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行的核心單元，通信電源的技術(shù)升級(jí)必須與通信行業(yè)的整體發(fā)展節(jié)奏保持同步。為此，相關(guān)領(lǐng)域有必要將研發(fā)重心轉(zhuǎn)向通信電源的集中監(jiān)測(cè)技術(shù)，通過(guò)分階段實(shí)施智能化改造方案，全面提升供電設(shè)備的監(jiān)控效能。通信電力集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)在各地供電設(shè)施（含電源及配套空調(diào)設(shè)備）部署智能傳感終端，借助數(shù)字化管控平臺(tái)對(duì)運(yùn)行參數(shù)實(shí)施動(dòng)態(tài)追蹤，不僅實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程測(cè)控等核心功能，更建立起故障預(yù)警與快速響應(yīng)機(jī)制，確保異常狀況能在最短處置周期內(nèi)獲得有效解決。

二、通信電源集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的構(gòu)成

（一）整體架構(gòu)

通過(guò)對(duì)通信電力系統(tǒng)核心設(shè)施的運(yùn)行機(jī)理分析可見(jiàn)，該管理平臺(tái)的核心職能聚焦于關(guān)鍵設(shè)備的全周期管控。借助集成化的輸入輸出模塊與中央處理器協(xié)同運(yùn)作，系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)采集各類設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，并對(duì)其工作效能進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估。這種智能化的監(jiān)管模式不僅實(shí)現(xiàn)了設(shè)備狀態(tài)的持續(xù)追蹤，更通過(guò)分布式計(jì)算架構(gòu)構(gòu)建起多維度的數(shù)據(jù)分析體系，使得管理人員能夠基于可視化界面及時(shí)掌握系統(tǒng)整體運(yùn)行態(tài)勢(shì)。

（二）軟件特點(diǎn)

通信電源監(jiān)控系統(tǒng)作為覆蓋范圍廣泛且響應(yīng)需求迫切的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其運(yùn)行效率主要體現(xiàn)在實(shí)時(shí)響應(yīng)能力上。

從系統(tǒng)架構(gòu)層面分析，監(jiān)控主機(jī)的操作系統(tǒng)選擇并不完全受限于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換形式，但必須滿足實(shí)時(shí)處理、并行任務(wù)調(diào)度及網(wǎng)絡(luò)交互能力三項(xiàng)核心指標(biāo)[2]。在電力監(jiān)控領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用中，WindowsNT憑借其多線程用戶管理機(jī)制成為主流網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，而OS9系統(tǒng)則以精準(zhǔn)的任務(wù)時(shí)序控制特性著稱，同時(shí)兼容標(biāo)準(zhǔn)化的TCP/IP通信協(xié)議?；厮菰缙诩夹g(shù)發(fā)展階段，諸如DOS、Windows3.1/3.2等單線程操作系統(tǒng)，由于缺乏并發(fā)處理能力和網(wǎng)絡(luò)接口支持，已無(wú)法適應(yīng)當(dāng)代電力監(jiān)控對(duì)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸與多節(jié)點(diǎn)協(xié)同作業(yè)的技術(shù)要求。

三、通用電源集中監(jiān)控管理系統(tǒng)具體構(gòu)建

（一）監(jiān)控系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)

在實(shí)際應(yīng)用中，監(jiān)控系統(tǒng)主要包括五個(gè)部分：系統(tǒng)互聯(lián)、人機(jī)交互、管理、監(jiān)測(cè)和支持。

該體系框架被劃分為六個(gè)具有明確職能的管理模塊。在通信功率優(yōu)化層面，通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)通信模塊的運(yùn)行參數(shù)，不僅優(yōu)化了設(shè)備維護(hù)效率，還顯著降低了技術(shù)人員的操作復(fù)雜度；引入可視化操作界面與語(yǔ)音指令系統(tǒng)后，企業(yè)決策層能夠依據(jù)多維數(shù)據(jù)看板實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)度；借助物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議打通設(shè)備間的數(shù)據(jù)鏈路，推動(dòng)管理架構(gòu)形成層級(jí)分明的模塊化體系；異常狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元?jiǎng)t構(gòu)建起包含預(yù)警閾值設(shè)定與故障代碼解析的閉環(huán)反饋機(jī)制。

（二）監(jiān)控管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

基于實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的規(guī)劃設(shè)計(jì)，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)建了包含監(jiān)測(cè)中心、監(jiān)測(cè)站及SU功能單元的三級(jí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系。在設(shè)備運(yùn)行架構(gòu)中，用戶行為監(jiān)測(cè)模塊作為整個(gè)架構(gòu)的基石，被部署于底層監(jiān)測(cè)單元中。通過(guò)這種層級(jí)化布局，系統(tǒng)最終形成了集成化監(jiān)測(cè)與管理框架[3]

本研究構(gòu)建了模塊化分層的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ?。所有SU組件單元內(nèi)部均內(nèi)置獨(dú)立電力模塊，其運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)與故障預(yù)警信息通過(guò)實(shí)時(shí)采集裝置進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并同步上傳至中央處理終端。基于這一特性，系統(tǒng)采用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行組網(wǎng)，由于各SU組件僅與核心監(jiān)測(cè)設(shè)備建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，無(wú)須與外部設(shè)備形成數(shù)據(jù)交互通道，從而確保了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的封閉性與安全性。

（三）監(jiān)控管理系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)

該軟件采用模塊化設(shè)計(jì)構(gòu)建層次分明的架構(gòu)體系，顯著提升了后期維護(hù)效率。通過(guò)系統(tǒng)化功能拆分與迭代優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)組件邏輯適配，形成符合工程規(guī)范的解決方案。系統(tǒng)運(yùn)行后，啟動(dòng)模塊完成硬件與數(shù)據(jù)的初始化配置；數(shù)據(jù)獲取單元持續(xù)接收模擬與數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)算法進(jìn)行特征提取與分析；人機(jī)接口單元?jiǎng)討B(tài)調(diào)整界面，確保指令響應(yīng)與可視化效果；主控程序監(jiān)測(cè)各功能單元狀態(tài)，并依據(jù)電源協(xié)議評(píng)估供電穩(wěn)定性，異常時(shí)觸發(fā)告警；通信模塊負(fù)責(zé)與外圍設(shè)備的數(shù)據(jù)交互，同時(shí)處理SS類告警解碼與應(yīng)急響應(yīng)。

（四）監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸

數(shù)據(jù)傳輸是監(jiān)控系統(tǒng)的核心，通信鏈路異?？梢l(fā)設(shè)備狀態(tài)失控。為增強(qiáng)數(shù)據(jù)可靠性，系統(tǒng)構(gòu)建多重交互鏈路。核心處理節(jié)點(diǎn)整合解析與采集功能，并與分布式終端直連，提升操作界面與設(shè)備間的協(xié)同效率。該模塊持續(xù)監(jiān)測(cè)區(qū)域設(shè)備參數(shù)，采用分級(jí)傳輸機(jī)制將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳至控制中心，同時(shí)實(shí)現(xiàn)告警生成與故障信息的雙向反饋。

（五）智能設(shè)備接入情況

在智能設(shè)備與監(jiān)控主機(jī)的交互體系中，通信協(xié)議的適配轉(zhuǎn)換主要由專用硬件裝置完成，其核心基于微型計(jì)算機(jī)平臺(tái)，集成中央處理器、可編程存儲(chǔ)器及多組通信端口。該設(shè)備通過(guò)雙端串行接口搭建數(shù)據(jù)通道，用于連接智能終端與監(jiān)控主機(jī)，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)協(xié)議間的高效轉(zhuǎn)換。為確保運(yùn)行穩(wěn)定，裝置需滿足兩項(xiàng)基本要求：一是至少具備兩個(gè)串行端口，分別用于對(duì)接智能設(shè)備與主控系統(tǒng);二是具備協(xié)議編譯能力，能將終端設(shè)備的原始數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為監(jiān)控系統(tǒng)可識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)格式，并將轉(zhuǎn)換算法固化于非易失存儲(chǔ)器內(nèi)。

此類協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置作為數(shù)據(jù)交互的橋梁，廣泛應(yīng)用于多種通信規(guī)約并存的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。其結(jié)構(gòu)中包含可擦寫(xiě)存儲(chǔ)器、隨機(jī)存儲(chǔ)模塊及RS-232/485等接口，在多協(xié)議智能終端接入統(tǒng)一平臺(tái)的場(chǎng)景下，獨(dú)立轉(zhuǎn)換裝置相較于內(nèi)嵌于主機(jī)的集成方式更具適應(yīng)性和可靠性。雖然存在將協(xié)議轉(zhuǎn)換功能集成至監(jiān)測(cè)主機(jī)的方案，但在復(fù)雜通信環(huán)境中，這種方法不僅提升了主機(jī)運(yùn)算壓力，還可能導(dǎo)致軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降。因此，在工程實(shí)踐中，獨(dú)立的轉(zhuǎn)換裝置更為常用，尤其是在需要兼容多品牌、多協(xié)議設(shè)備的場(chǎng)景中效果更佳。

此外，行業(yè)正逐步推動(dòng)構(gòu)建統(tǒng)一通信規(guī)約體系，以提升異構(gòu)設(shè)備接入效率和系統(tǒng)兼容性。這一標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)對(duì)于簡(jiǎn)化系統(tǒng)部署、降低維護(hù)成本以及提高整體運(yùn)行效率具有重要意義。

（六）監(jiān)控系統(tǒng)的入網(wǎng)監(jiān)測(cè)

監(jiān)控系統(tǒng)的入網(wǎng)監(jiān)測(cè)面臨諸多挑戰(zhàn)，主要受以下因素制約：首先，技術(shù)檢測(cè)工作需依托明確的標(biāo)準(zhǔn)和流程，盡管現(xiàn)有部分技術(shù)規(guī)范已建立，但在實(shí)際應(yīng)用中尚難形成系統(tǒng)化、可靠的判定依據(jù)。其次，監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)穩(wěn)定性、軟件功能完備性及響應(yīng)時(shí)效性要求更高，多個(gè)技術(shù)要素相互關(guān)聯(lián)，評(píng)估過(guò)程復(fù)雜。再次，作為集成軟硬件資源的大型實(shí)時(shí)系統(tǒng)，只有在運(yùn)行參數(shù)與性能標(biāo)準(zhǔn)完全匹配的前提下，監(jiān)控系統(tǒng)才能發(fā)揮預(yù)期效果，否則在響應(yīng)速度、數(shù)據(jù)處理等核心方面的缺陷將嚴(yán)重影響其運(yùn)行質(zhì)量。此外，通信方式與條件的限制也對(duì)檢測(cè)造成一定困難。

盡管如此，為突破技術(shù)瓶頸，工程團(tuán)隊(duì)仍積極探索創(chuàng)新路徑，構(gòu)建多維度參數(shù)檢測(cè)體系和動(dòng)態(tài)效能評(píng)估模型。通過(guò)持續(xù)追蹤設(shè)備運(yùn)行軌跡及深入分析數(shù)據(jù)特征，技術(shù)人員可繪制出具預(yù)測(cè)能力的性能圖譜，為系統(tǒng)優(yōu)化迭代提供科學(xué)依據(jù)，展現(xiàn)出重要的實(shí)踐價(jià)值。

四、通信電源集中監(jiān)控管理系統(tǒng)維護(hù)

（一）電源設(shè)備管理

首先，需要強(qiáng)化對(duì)電力裝置的全周期監(jiān)管。作為支撐通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)轉(zhuǎn)的核心基礎(chǔ)設(shè)施，電力裝置與普通通信設(shè)備存在本質(zhì)差異，這類大型機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效能直接決定著通信系統(tǒng)的能源保障水平。在現(xiàn)實(shí)運(yùn)維中，由于缺乏對(duì)供電設(shè)備的系統(tǒng)性重視，部分通信系統(tǒng)不僅面臨電能供給不均衡的隱患，還暴露出維護(hù)資金配置失當(dāng)?shù)葐?wèn)題?；诖?，建立涵蓋設(shè)備全生命周期的檢測(cè)體系顯得尤為迫切，這是構(gòu)筑可信賴通信生態(tài)的基礎(chǔ)條件。本研究聚焦于通過(guò)創(chuàng)新技術(shù)集成與應(yīng)用示范，在提升電力裝置性能指標(biāo)的同時(shí)，著力構(gòu)建信息交互的冗余保障機(jī)制，進(jìn)而形成具有電網(wǎng)適配性的可靠性評(píng)價(jià)規(guī)范。供電系統(tǒng)規(guī)劃應(yīng)當(dāng)立足可持續(xù)發(fā)展視角，綜合考慮設(shè)備荷載特性、區(qū)域環(huán)境特征、運(yùn)行模式差異及技術(shù)迭代趨勢(shì)，制定具有前瞻性的部署方案，并在實(shí)施階段確保設(shè)計(jì)理念的完整落地。

（二）通信電源的專業(yè)化管理

為實(shí)現(xiàn)通信電力系統(tǒng)的專業(yè)化運(yùn)營(yíng)體系，需要構(gòu)建專職管理團(tuán)隊(duì)并設(shè)立獨(dú)立監(jiān)管部門，形成分層維護(hù)架構(gòu)以確保電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)作。電力設(shè)備的智能化管控體系必須同步建立，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程提升運(yùn)維效能。首先需優(yōu)化供電保障機(jī)制，引入設(shè)備自診斷模塊集成實(shí)時(shí)告警與運(yùn)行日志功能，借助數(shù)字化手段強(qiáng)化基礎(chǔ)設(shè)施可靠性。其次應(yīng)在電網(wǎng)架構(gòu)中嵌人冗余監(jiān)測(cè)單元，對(duì)關(guān)鍵參數(shù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤。當(dāng)數(shù)據(jù)波動(dòng)頻率超出閾值時(shí)，系統(tǒng)隱患風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)將呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)攀升，這就要求構(gòu)建預(yù)測(cè)性維護(hù)模型實(shí)現(xiàn)故障預(yù)判。通過(guò)持續(xù)完善子系統(tǒng)容災(zāi)能力，供電網(wǎng)絡(luò)的故障發(fā)生率可得到有效抑制，進(jìn)而形成良性運(yùn)行循環(huán)。最后在管理策略制定時(shí)，需遵循實(shí)用性原則而非盲目追求技術(shù)復(fù)雜度，只有建立全景化態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)，才能精準(zhǔn)定位潛在風(fēng)險(xiǎn)節(jié)點(diǎn)，在異常萌芽階段及時(shí)啟動(dòng)處置預(yù)案。

（三）系統(tǒng)定期檢測(cè)與校準(zhǔn)

為確保中央通信電力監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)持續(xù)性可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)施周期性維護(hù)成為不可或缺的環(huán)節(jié)。首先應(yīng)當(dāng)圍繞核心功能模塊設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)流程，具體包含數(shù)據(jù)采集單元、主控單元、人機(jī)交互界面及通信協(xié)議接口等關(guān)鍵組成部分。在實(shí)踐過(guò)程中，需著重考察信息傳輸?shù)倪B貫性、多協(xié)議適配能力以及硬件接口的物理狀態(tài)，通過(guò)建立動(dòng)態(tài)評(píng)估機(jī)制來(lái)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)綜合效能。針對(duì)傳感元件可能產(chǎn)生的漂移現(xiàn)象，運(yùn)用基準(zhǔn)參數(shù)比對(duì)法進(jìn)行精密校準(zhǔn)，從而消除測(cè)量偏差的潛在風(fēng)險(xiǎn)。與此同時(shí)，建立硬件巡檢制度，通過(guò)預(yù)防性維護(hù)手段及時(shí)識(shí)別電容器、繼電器等易損件的早期老化跡象，必要時(shí)進(jìn)行預(yù)更換操作。根據(jù)運(yùn)行日志分析結(jié)果，對(duì)控制程序?qū)嵤┌姹镜鷥?yōu)化，在消除代碼冗余的同時(shí)增強(qiáng)數(shù)據(jù)加密強(qiáng)度。

（四）故障預(yù)警與應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制

建立高可靠性的故障預(yù)判與應(yīng)急處置體系，是保障業(yè)務(wù)連續(xù)性和縮短服務(wù)中斷時(shí)長(zhǎng)的關(guān)鍵舉措。該體系需集成智能監(jiān)測(cè)模塊與多維度告警功能，通過(guò)實(shí)時(shí)采集運(yùn)行參數(shù)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)追蹤，并建立分梯度的預(yù)警觸發(fā)標(biāo)準(zhǔn)。常規(guī)告警信息可通過(guò)API接口與郵件推送實(shí)現(xiàn)同步傳遞，而涉及核心業(yè)務(wù)的關(guān)鍵警報(bào)則需觸發(fā)聲光報(bào)警裝置，直接聯(lián)動(dòng)值班工程師進(jìn)行人工干預(yù)。當(dāng)突發(fā)性異常事件發(fā)生時(shí)，平臺(tái)需啟動(dòng)智能容錯(cuò)程序，在局部單元失效情況下維持核心服務(wù)不中斷。配套建設(shè)的專業(yè)應(yīng)急小組應(yīng)建立雙周輪訓(xùn)制度，通過(guò)模擬數(shù)據(jù)中心斷電、網(wǎng)絡(luò)鏈路中斷等典型場(chǎng)景，持續(xù)優(yōu)化處置流程的響應(yīng)時(shí)效，最大限度降低運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)業(yè)務(wù)造成的經(jīng)濟(jì)損失。

五、結(jié)束語(yǔ)

為保障電信網(wǎng)絡(luò)平穩(wěn)運(yùn)行，開(kāi)發(fā)并部署高效的監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)成為電力中心運(yùn)維的核心任務(wù)?；趦杉?jí)監(jiān)測(cè)架構(gòu)，該方案深度整合變電站現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控與中央管理平臺(tái)，形成覆蓋電力設(shè)施全生命周期的監(jiān)管體系。系統(tǒng)采用分層架構(gòu)與模塊化設(shè)計(jì)，不僅提升運(yùn)行穩(wěn)定性與維護(hù)效率，還為功能擴(kuò)展提供技術(shù)空間。通過(guò)引入智能感知模塊與多協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，有效解決傳統(tǒng)設(shè)備互操作問(wèn)題，并增強(qiáng)系統(tǒng)擴(kuò)展性。配合巡檢、參數(shù)校準(zhǔn)及異常預(yù)警機(jī)制，方案大幅提升供電網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和故障響應(yīng)速度。技術(shù)演進(jìn)趨勢(shì)下，設(shè)備監(jiān)管體系正向智能集成、自主運(yùn)行發(fā)展，結(jié)合深度學(xué)習(xí)與大數(shù)據(jù)分析構(gòu)建健康評(píng)估模型，提升異常檢測(cè)準(zhǔn)確率。新型通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)設(shè)備間高效協(xié)同，網(wǎng)絡(luò)安全則通過(guò)分層加密保障。課題還創(chuàng)新構(gòu)建以無(wú)線傳感矩陣為核心的采集框架，借助動(dòng)態(tài)頻譜感知優(yōu)化信道資源分配，顯著增強(qiáng)系統(tǒng)在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的魯棒性。

作者單位：廖海林莊燦冰朱航倪利國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司紹興供電公司

參考文獻(xiàn)

[1]通信局（站）電源、空調(diào)及環(huán)境集中監(jiān)控管理系統(tǒng)第1部分：系統(tǒng)技術(shù)要求：YD/T1363.1-2023[S].

[2]董子奇，林通，周鴻喜，等.面向數(shù)據(jù)采集與集中監(jiān)控的電力通信電源系統(tǒng)研究[C]/中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)電力通信專業(yè)委員會(huì).中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)電力通信專業(yè)委員會(huì)第十四屆學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.國(guó)家電網(wǎng)有限公司信息通信分公司；，2024：216-218.

[3]鄭智浩.通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)在電力通信中的應(yīng)用研究[J].通信電源技術(shù)，2021，38（08）：230-232.