高鐵站信息機房電源設(shè)備運維監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

李然

（沈陽鐵道科學(xué)技術(shù)研究所有限公司，沈陽110000）

1 問題提出

目前，高鐵站信息機房的供電方式是由外部兩路供電接入UPS電池組，經(jīng)穩(wěn)壓器和配電柜后向計算機、服務(wù)器、交換機等網(wǎng)絡(luò)信息設(shè)備進行供電。該供電方式可以避免因為停電而造成機房內(nèi)的信息設(shè)備停止工作、數(shù)據(jù)丟失等情況的出現(xiàn)。但是，供電電源設(shè)備在運行過程中也存在著安全隱患，如UPS電池組在放電過程中容易發(fā)生膨脹、漏液，以致短路，甚至爆炸，造成火災(zāi)。為了避免安全事故的發(fā)生，當(dāng)前采用人工巡檢的方式定期對機房供電電源設(shè)備的運行狀態(tài)進行檢測，但是，由于機房數(shù)量較多，該巡檢方式始終存在實時性差、效率低、工作量大等問題。

因此，有必要研究和開發(fā)適用于高鐵車站信息機房供電電源設(shè)備運行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，便于運維人員實時掌握其運行狀態(tài)，實現(xiàn)高鐵車站信息機房供電電源設(shè)備更加高效的運維管理。

2 設(shè)計方案分析

對高鐵車站信息機房供電源設(shè)備主要是指UPS電源和蓄電池組進行更加高效的運維和管理，應(yīng)滿足如下要求：

1）設(shè)計適合高鐵車站信息機房內(nèi)的UPS電源和蓄電池組數(shù)據(jù)采集設(shè)備，并對數(shù)據(jù)協(xié)議進行解析處理，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，以實現(xiàn)統(tǒng)一的分析處理。

2）設(shè)計適合高鐵車站信息機房電源設(shè)備集中管理的綜合平臺。平臺架構(gòu)要求支持本地處理分析，并同時支持遠(yuǎn)程傳輸功能，實現(xiàn)本地和遠(yuǎn)程同時監(jiān)控的功能，方便運維人員及時方便掌握設(shè)備運行情況。

3）設(shè)計遠(yuǎn)程報警方式。當(dāng)系統(tǒng)采集設(shè)備運行數(shù)據(jù)，并與預(yù)先設(shè)置的閾值進行對比分析后，產(chǎn)生告警事件，系統(tǒng)通過短信網(wǎng)關(guān)直接將告警信息發(fā)送到運維人員和管理人員的手機，以便實時掌握告警，及時處理，降低風(fēng)險。

因此，設(shè)計的系統(tǒng)能夠處理來自現(xiàn)場各個采集設(shè)備的實時數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)通過后臺服務(wù)的模式受理、分析、處理、校驗等過程，保證報警信息及時、正確地得到記錄分析，為維護部門提供日常維護報表、性能狀況統(tǒng)計報表等分析數(shù)據(jù)[1]。

3 系統(tǒng)架構(gòu)

高鐵站信息機房電源設(shè)備運維監(jiān)控系統(tǒng)采用B/S3層架構(gòu)，總體上分為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)分析存儲層和應(yīng)用層，如圖1所示。

圖1 高鐵站信息機房電源設(shè)備運維監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)圖

3.1 數(shù)據(jù)采集層

數(shù)據(jù)采集層由UPS電源數(shù)據(jù)采集設(shè)備和無線式蓄電池組數(shù)據(jù)采集設(shè)備組成，主要實現(xiàn)對UPS電源和蓄電池組數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)發(fā)。UPS電源數(shù)據(jù)采集設(shè)備是采集UPS電源設(shè)備運行參數(shù)，并傳輸給控制主機進行分析并存儲，同時，將UPS通信接口由RS232/RS485/RS422類型轉(zhuǎn)換成RJ45接口，并通過TCP/IP協(xié)議進行傳輸轉(zhuǎn)發(fā)。無線式蓄電池組數(shù)據(jù)采集設(shè)備是采用無線式電池內(nèi)阻采集技術(shù)對單支蓄電池運行參數(shù)進行采集并傳輸給控制主機進行分析并存儲。

3.2 數(shù)據(jù)分析存儲層

數(shù)據(jù)采集層由控制主機和數(shù)據(jù)存儲庫組成，主要實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的分析和存儲。控制主機主要作用是對前端采集的數(shù)據(jù)進行分析處理轉(zhuǎn)發(fā)。將一些非重要的監(jiān)控信息進行處理后，其余關(guān)鍵信息轉(zhuǎn)發(fā)給主控計算機，保存在數(shù)據(jù)存儲庫中[2]。

3.3 業(yè)務(wù)層

業(yè)務(wù)層主要實現(xiàn)對數(shù)據(jù)處理和展示，主要包括系統(tǒng)登錄、系統(tǒng)信息展示、系統(tǒng)事件查詢、報警信息查詢、短信接收人員信息管理、歷史記錄查詢等。

4 功能設(shè)計

高鐵站信息機房電源設(shè)備運維監(jiān)控系統(tǒng)功能采用模塊化設(shè)計方法，分為登錄模塊、用戶管理模塊、查詢模塊、UPS電源監(jiān)控模塊、蓄電池組監(jiān)控模塊和短信報警模塊組成，如圖2所示。

圖2 高鐵站信息機房電源設(shè)備運維監(jiān)控系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

1）登錄模塊實現(xiàn)用戶登錄功能。用戶輸入用戶名和密碼，系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)進行對比，數(shù)據(jù)匹配則允許進入，數(shù)據(jù)不匹配需重新登錄[3]。

2）用戶管理模塊實現(xiàn)設(shè)置用戶可以瀏覽的區(qū)域權(quán)限，從而使每個監(jiān)控管理人員具備不同的管轄權(quán)限。

3）查詢模塊包括告警查詢、歷史查詢和告警日志查詢。告警查詢可以查詢?nèi)我鈺r間段的告警，并列出告警的開始時間、結(jié)束時間、處理結(jié)果、處理時間。歷史查詢是選擇任意一個監(jiān)測點、設(shè)置查詢的時間段即可以得到相應(yīng)數(shù)據(jù)的一個歷史運行曲線。告警日志查詢是通過設(shè)置查詢時間段、管理人員、告警方式來查詢相應(yīng)的告警發(fā)送情況。

4）UPS電源監(jiān)控模塊是通過通信接口協(xié)議調(diào)取UPS本身的內(nèi)部偵測系統(tǒng)檢測其運行狀態(tài)和參數(shù)，實現(xiàn)對機房內(nèi)UPS電源的實時監(jiān)控。

5）蓄電池組監(jiān)控模塊實現(xiàn)對單支蓄電池運行參數(shù)包括單體內(nèi)阻、內(nèi)部溫度、電池電壓等和蓄電池組運行參數(shù)包括電池組的充放電電流、環(huán)境溫度等進行監(jiān)控，一旦各參數(shù)出現(xiàn)超限情況立即報警。

6）短信報警模塊實現(xiàn)系統(tǒng)在監(jiān)測設(shè)備運行過程中產(chǎn)生的告警信息通過短信的方式發(fā)送給運維管理人員。

5 結(jié)語

高鐵站信息機房電源設(shè)備運維監(jiān)控系統(tǒng)在本溪站進行現(xiàn)場測試的過程中運行穩(wěn)定，效果良好，滿足現(xiàn)場運維管理的要求。高鐵站信息機房電源設(shè)備運維監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)Ω哞F信息機房電源設(shè)備進行監(jiān)控與值守，并通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)集中處理，發(fā)現(xiàn)異常情況立即發(fā)出報警信息，在現(xiàn)場監(jiān)控的基礎(chǔ)上能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，豐富了高鐵站信息機房管理手段，進一步提高了自動化運維管理水平和效率。