AIS基站機房動力及環境監控系統建設的分析和探索

◎ 蔡慶斌　汕頭航標處

AIS基站機房動力及環境監控系統建設的分析和探索

◎ 蔡慶斌汕頭航標處

AIS基站內設備較多，發熱量大，且機房為封閉空間，需保持恒溫恒濕狀態，但是現實卻是大多數的AIS基站依托于燈塔或通信運營商的基站進行建設，臨近海邊且較為偏遠，部分AIS基站無人值守，如何保障機房環境及設備安全高效運行，確保AIS信號可利用率達標，具有很強的必要性。本文將重點分析和探索如何建設AIS機房動力及環境監控系統。

AIS 基站機房 環境監控

AIS（船舶自動識別系統）是實現船岸良好通信、保障船舶安全航行的導助航系統，為海事及航保部門履行管理和服務職能提供了強有力的支持和保障。AIS基站作為收發AIS信號的基礎設施，對轄區AIS系統的正常運行至關重要，需保持24小時無間斷地發揮作用。由于大多數的AIS基站依托于燈塔或通信運營商的基站進行建設，臨近海邊且較為偏遠，部分AIS基站無人值守，對AIS基站機房的綜治管理和效能管理形成了威脅。此外，由于AIS基站內設備較多，發熱量大，且機房為封閉空間，需保持恒溫恒濕狀態。因此，建設AIS基站機房動力及環境監控系統，實現對機房周邊治安環境、機房內部溫濕程度，以及供電系統和機房設備運行狀況的遠程集中監控，保障機房環境及設備安全高效運行，確保AIS信號可利用率達標，具有很強的必要性。本文將重點分析和探索如何建設AIS機房動力及環境監控系統。

1.系統設計原理

AIS機房動力及環境監控系統由數據采集及數據管理兩大部分組成（設計框圖如下圖所示），由于AIS機房一般均有市電和網絡接入，因此該系統的電力供應和網絡均從AIS機房原有系統接入，本文不再贅述。

（1）數據采集部分：通過溫濕度監測、漏水監測、UPS監測、空調監測、煙感監測、紅外探測、振動監測、市電監測、視頻監測等傳感器實時探測相關數據（各類傳感設備可根據實際需求增減），經智能數據采集模塊接收整合后，接入機房中的主機，再從各AIS機房中的主機經網絡傳輸至數據處理部分。

（2）數據處理部分：經網絡傳輸的各AIS機房監測數據在監控管理中心中的監控主機中顯示，并可在監控管理中心進行調閱、匯總、收集、打印、存檔等數據處理，在出現設備異常時可以短信、語音電話、聲光等多種形式報警通知管理人員。接入監控管理中心的內部網絡人員和遠程用戶還可通過授權訪問監控主機，獲取監控數據。

通過該系統建設，可使AIS機房實現遠程監控、無人值守、集中管理，為AIS機房高效管理和安全運營提供有力保障。

AIS機房動力及環境監控系統組成框圖

2.系統建設原則

（1）經濟性和先進性。采用網絡型監控設備，通過具備國際標準的傳感器實時采集相關數據，并由網絡傳輸至監控管理中心，其建設成本遠低于采用RTU模塊、PLC模塊、PCI數據采集卡、工控機、組態軟件等傳統數據采集模式，建設周期和維護成本也僅為傳統模式的一半。

（2）安全性和穩定性。適應監控數字化、網絡化發展趨勢，采用內部局域網或廣域網通信和管理，穩定性及安全系數較高。運用TCP/IP協議使各AIS機房與監控管理中心建立聯系，實現對AIS機房動力設備、機房環境、安全保衛、消防、視頻圖像等信息的實時集中監控。

（3）實時性和擴展性。采用采集、解析、傳輸和報警一體化設計，報警便捷多樣、數據顯示及時、數據記錄完整、數據分析直觀。系統以模塊化設計，具備開放性，可根據需求整合各類模塊或各種網絡接入方式的監控系統，再與監控管理中心的內部網絡系統連接。機房大小和周邊環境差異較大，要求系統能根據各機房實際情況進行數據采集功能的自主增減，以便能隨時適應對系統進行擴容或降耗。

3.系統建設目標

（1）實時記錄：可不間斷地實時采集和記錄機房內溫度、濕度、漏水、供電等情況等各項參數情況以及周邊治安視頻圖像，以數字、圖形及視頻等方式進行實時顯示和記錄監測信息。

（2）超限報警：當采集和記錄的數據超過設定的限制值時，通過多種方式進行報警或提示監控管理人員，便于監控管理人員及時掌握故障信息并排除故障。

（3）遠程聯網：通過各類網絡接入，AIS機房可以自動將動力和環境參數傳輸到監控管理中心，監控人員可以實時了解機房情況。

（4）拓展監測：與監控管理中心連接的單位內部網絡中的用戶，在經過授權后，可通過計算機、手機等終端設備讀取監控主機上的實時數據，實現遠程監測。也可通過設置，將系統故障信息實時發送至經過授權的用戶。

（5）數據處理：根據用戶需求，可顯示各傳感器的實時及歷史數據，便于用戶掌握和分析系統運行狀況；可自動保存、備份、打印、歸檔數據，并可定時自動或人工手動輸出不同格式的報表，便于管理數據。

（6）權限管理：可根據需求，對多個AIS機房分別進行授權管理，并可對管理人員進行分級授權，以保證只有授權的工作人員才可進行相應的管理和操作，進一步保障系統安全。

（7）系統拓展：數據采集端預留相應的接口，可根據需求增加監測項目，如：增加門禁闖入端口、壓力測試端口等。

4.系統建設方案

根據當前AIS基站機房的實際情況，其動力和環境監控系統一般包含以下子系統：視頻監控子系統、UPS監測子系統、配電監測子系統、漏水檢測子系統、溫濕度監測子系統，各子系統統一接入到智能數據采集模塊，再經網絡接入監控管理中心。各子系統的建設方案如下：

（1）視頻監控子系統。通過攝像設備分別對機房室內、室外圍墻、進場道路進行連續監控，并將數據存儲到硬盤錄像機中（硬盤錄像機可放置在AIS機房的機柜中，按照可連續記錄30天以上數據配置），接入智能數據采集模塊后，經網絡傳輸至監控管理中心，監控人員可按照權限通過計算機或手機實時監控機房內部及周邊環境，同時，該子系統可通過管理軟件設置區域闖入告警、人臉捕捉識別等功能，對異常闖入情況進行報警提示。

（2）UPS監控子系統：實時監控各AIS機房內UPS設備狀況，實時顯示并保存各UPS通訊協議所提供的能遠程監測的運行參數和各部件狀態，判斷UPS是否發生報警，當UPS的某部件發生故障或數值越限時，監控主系統發出報警。監控內容一般包括：①輸入電量：電壓、電流、頻率等；②輸出電量：電壓、電流、功率等；③電池電量：電壓、后備時間等；④電池狀態：充/放電，是否故障等；⑤內部運行狀態：UPS模式、逆變器、整流器、電池、輸入/輸出狀態等；⑥告警提示：UPS內部情況、及電量是否正常等。在監測界面中以具體數值實時顯示UPS運行參數，并通過不同顏色區分啟動、未啟動及設備異常等工作狀態，出現異常狀況時，通過設定方式提醒管理人員。

（3）配電監控子系統：對機房內市電配電柜、ups配電柜、切換柜等各類配電柜的進線電量、配電屏及主要開關狀態實施監測。通過在配電柜上的輸入處安裝電量檢測儀，監測市電輸入的電壓（三相）、電流（三相）、頻率和功率等；用電源轉換模塊連接到開關的輸出，經過off觸點或D8H轉換模塊的輸出轉換，實時監測重要開關端狀況。監控軟件可實時顯示并保存各配電柜總進線的各監測參數的數值，實時顯示并保存各被監測開關的工作狀態。當監測的電壓或電流超過設定的允許值或開關異常跳閘時，監控系統發出報警信息。監控內容一般包括：①輸入電量：各相電壓、電流及頻率等；②負載電量：各相電壓、電流、頻率、功率因素及功率等；③內部設定點情況：過載、過壓等實時監測。

（4）漏水檢測子系統：采用線式漏水監測控制器，根據現場實際選擇漏水感應繩，圍繞空調及其排水管進行布設，漏水監測控制器通過RS-485總線直接連接到多串口擴展單元，實時檢測各監控點漏水狀況，并以電子地圖方式實時顯示并記錄漏水感應繩感應到的漏水狀態、漏水位置及漏水控制器的狀態。當空調或其沿線水管漏水時，監控主系統發出報警，并通過相應的圖示和文本顯示漏水發生的位置。

（5）溫濕度監測子系統：在機房內的重要區域及重要機柜內安裝溫濕度傳感器，其輸出數據信息通過多串口擴展單元接入監控服務器進行處理，實時監控各個區域的絕對溫度和相對濕度，并以電子地圖方式實時顯示并記錄每個溫濕度傳感器所檢測到的室內溫度與濕度的數值，顯示一段時間內的變化情況曲線圖。當任意一個溫濕度傳感器檢測到的數據超過設定的上限或下限時，監控主系統發出報警。