探討物聯網技術在公路機房智能化管理中的運用

張偉

（甘肅路橋飛宇交通設施有限責任公司，甘肅 蘭州 730030）

0 引言

公路存在較多機房，各個機房距離較遠，環境復雜，分散在各個區域，管理難度較大，人力管理成本較高，但是，公路機房中的設備在整個公路的機電系統中發揮著重要的作用，任何一個機房中的設備出現問題，都會對整個系統產生影響。物聯網技術促進了公路機房的創新發展，改變了傳統的機房管理方式，公路機電系統更加穩定和安全，機房管理更加方便和高效。

1 公路機房管理需求分析

在機房管理系統中運用物聯網技術，能夠對各個設備進行集中控制，將各個設備和系統連接起來，實現遠程控制和實時監測，公路機電系統出現故障之后，還能夠對各個機房設備的運行數據進行監測和分析，快速找到故障的部位，了解故障的原因，及時進行維修，有效降低了人工管理的成本和機房維護的成本。對公路機房管理系統進行設計時，要考慮機房管理的實際需求，公路機房管理系統對動力環境監測和安全防護提出了明確的需求，要想讓機房管理更加高效和有效，需要解決信息監控、數據統計分析、預警維護等方面的問題，對溫濕度等環境條件進行監測，對設備運行參數進行監測，對外部入侵和內部故障進行監測，根據監測情況和數據分析結果自動生成報告，滿足預警和維護的要求。公路機房管理系統和機電系統還要提高自動化水平，引入自動化控制技術，減輕值班人員和管理維護人員的工作壓力，增加公路機房系統的可靠性和自動性。

2 公路機房智能化管理系統的構建策略

2.1 系統構成

公路機房智能化管理系統主要包括四個部分：首先是終端監控設備層，能夠對照明、風機等設備的運行情況進行監控；其次是監控主機設備層，整個系統最關鍵的就是智能監控主機；另外兩個部分是通信層和集控站層，具有數據傳輸功能和集中控制功能。公路機房智能化系統包含不同類型的設備，如計算機設備和電氣設備，計算機設備可以對監測數據進行處理。遠程電源控制器在系統中起到重要的作用，可以根據監測需求安裝不同類型的傳感器，將傳感裝置連接到系統上，使用以太網，形成冗余環網，建立集中監控系統平臺，監控主機可以獲取傳感器的監測數據，控制器可以對設備進行自動化控制。系統具有完善的監控功能，可以對動力設備進行監控，對外部環境進行監控，還可以在安防和消防等方面進行監控。系統的主要架構如圖1所示。

圖1 公路機房智能管理系統

2.2 動力監測

動力監測分為以下6 種：①配電柜監測，公路機房的配電柜比較特殊，安裝配電柜時，需要考慮配電柜的各項性能，對配電柜的參數進行監測，根據實際的需求監測配電柜中的參數，如輸入電壓和輸入電壓的數值，監測功率和電能等參數。②智能開關監測，運用智能化技術，在技術的幫助下，了解開關狀態，對開關進行控制。③防雷器監測，該裝置需要安裝到配電柜中，在監測中，可以判斷防雷器的具體情況。④直流電源監測，監測的對象是電能儲蓄的設備，可以監測設備的電壓電流情況，掌握設備所處環境的溫度情況。⑤UPS 監測，監測蓄電池組、整流器等部件的運行情況，獲取輸入參數和輸出參數，記錄電壓、電流、功率、時間、溫度等數據。⑥柴油發電機監測，能夠監測發電機的運行狀況，獲取發電機的電壓和電流等數據，獲取油箱壓力數據，獲取水箱溫度數據，獲取柴油余量數據，根據監測結果進行控制。

2.3 環境監測

環境監測分為以下5 種：①溫濕度監測，監測公路機房中的環境條件，公路機房設備對運行環境有嚴格的要求，如果溫度或濕度不符合設備運行環境要求，有可能會出現故障，為了讓設備穩定運行，要對環境進行監測，實時監測溫度和濕度，將監測數據傳輸到主機上，當溫度或濕度超過規定的標準后，系統就會自動進行報警，值班人員收到報警信號后，可以安排專門的人員進行處理，以免出現安全事故。②漏水監測，要保證機房和管道的密封性，如果出現漏水問題，水分流入正在運行的設備中，設備和線路就會發生故障，監測設備可以對門窗和水管等部位進行監測，當這些部位漏水時，監測裝置能夠及時發現漏水問題，啟動報警裝置，及時處理漏水部位，對漏水處進行密封處理。③中央空調監測，監測裝置可以監測中央空調的設備和電路，判斷中央空調當前的狀態，了解電路運行情況，智能化管理系統具有紅外線遠程操控功能，可以在遠程操控中改變中央空調的運行狀態，調整機房內部的溫度。④精密空調監測，監測裝置能夠精確測量空調的回風溫度和回風濕度，了解各個部件的運行情況，對冷凝器德和壓縮機等裝置進行實時監測，遠程控制空調裝置，在中央系統上啟動裝置，或者讓空調裝置停止運行，以此來改變機房內部的溫濕度。⑤新風機監測，公路機房智能化管理系統還可以監測和控制新風機，掌握風機當前的運行情況，根據機房的環境情況開啟或關閉新風機，調整新風量。

2.4 安防監測

安防監測分為以下3 種：①門禁監測，在公路機房中安裝門禁系統，設置進出權限，只有授予權限的工作人員能夠自由進出機房，向工作人員發放門禁卡，通過刷卡開啟機房大門，門禁卡和權限的設置能夠讓工作人員在權限范圍內工作，避免無關人員進入機房內部，使設備受到破壞。工作人員每次刷卡，系統都會記錄刷卡信息，以此來了解各個機房中的人員情況。②紅外監測，機房中安裝紅外監測系統，公路機房禁止無關人員進入，如果其他人員私自進入或者強行闖入公路機房，紅外監測系統能夠發現違規進入機房的人員，系統會發出報警信號，管理人員會立即趕到現場，將擅自進入機房的人員驅趕出去。③視頻監控，在機房內部安裝視頻監控設備，視頻監控是一種比較常用的監控方式，任何人員進入機房之中，都會被監控視頻記錄下來，工作人員對機房設備進行維修時，監控視頻也會進行記錄。當工作人員正常進行操控時，系統不會發出警報，如果工作人員違規進入其他區，或者進入的時間超過規定時間，系統就會發出警報。

2.5 消防監測

消防監測系統中最重要的就是煙感裝置，漏水和明火都會使設備發生故障，特別要注意機房中的明火，出現明火之后，要立即進行控制，以免發生更嚴重的安全事故，煙感裝置能夠感應機房內部的煙霧，發現煙霧后，快速啟動報警器，將明火撲滅。在機房智能化管理系統的設計中，可以單獨設計消防系統，將新的消防系統和原本的消防系統相結合，實現消防聯動，保證公路機房的安全。

3 公路機房智能管理系統的子系統設計

3.1 環境監測子系統

公路機房中存在著各種機電設備，這些設備全都包含在電子信息系統中，根據相關規范的要求，要對電子信息系統所處的環境進行控制，如果環境中存在大量的粉塵，機電設備的振動沖擊力度較大，將會使個別部件出現嚴重的磨損和腐蝕等問題，機電系統還會出現錯誤運行的情況，大大縮短機電設備的使用壽命。必須要根據規范的要求進行管理，對機房設備的運行環境進行監測和控制，在環境監測子系統的設計中，連接浸水探測器，及時感知漏水問題；在機房中安裝溫濕度傳感器，實時監測機房的溫度和濕度；安裝煙霧感應器，及時識別煙霧和發出警報，避免出現火災等事故；將消防設備連接到環境監測子系統中，系統收到煙霧感應裝置的警報后，直接控制消防設備，消除機房火災。環境監測子系統能夠判斷機房設備是否處于漏水、漏液的狀態，工作人員可以在子系統中查看溫度和濕度，各個感應裝置采集信號后，將信號發送到智能采集終端上，通過RS232/RS485 總線進行連接和傳輸，將環境參數上傳到智能化管理系統中[1]。

3.2 配電監測子系統

機房中存在多個供配電設備，系統可以對配電柜、柴油發電機、EPS、UPS 的運行狀態進行監測。配電監測子系統能夠采集信號，對供配電設備進行監測和控制，發生故障后及時報警。SNMP 模塊具有監控作用，能夠進行網格化監管和遠程控制，獲取設備運行的實時數據。應當在設備中安裝SNMP 模塊，如果設備無法和該模塊兼容，就要和設備制造商進行溝通，獲取供配電設備的通信協議。

3.3 設備運行監控子系統

公路機房中的設備可以分為兩大類別，一類是通用IT 設備，這類設備主要包括計算機和交換機等，對這些設備進行維護和管理時，需要使用敏捷管理控制器，利用敏捷管理控制器監控各個設備的元件，發現服務器等通用設備處于故障狀態時，及時進行預警；另一類設備是專用設備，這類設備功能性較強，包括控制器、報警主機等，專用設備主要負責監控、通信等工作，設備運行監控子系統以專用設備為主，可以對這類設備的運行情況進行實時監測和遠程控制。

設備運行監測子系統有4 個功能：①IT 設備狀態管理功能，系統能夠獲取中央處理器等元件的數據，了解各個元件的基本情況，掌握電源、內存和硬盤等部件的數據信息。②遠程控制功能，管理人員可以進行遠距離操控，為設備配備BIOS 和RAID，根據工作需要啟動設備或者關停設備，在系統上進行重新安裝。③能耗管理功能，系統可以對各個設備運行的能耗進行監測，如果某個設備能耗過大，超過標準值，系統就會自動預警，啟動應急預案。④智能分析和智能決策功能，在實時監測中獲取設備的相關信息，記錄電壓、能耗、溫度等數據，建立數據庫，根據數據的類型進行劃分，如環境數據庫和運行參數的數據庫。得到監測數據后，采用人工智能算法，對設備的數據進行分析，構建模型，做出預測[2]。

3.4 網絡傳輸子系統

機房的位置比較分散，單個機房的數據量較少，如果在所有機房中建設專用網絡，將會浪費資源，產生較大的成本，為滿足數據傳輸的要求，同時還要考慮經濟性，可以將主傳輸網絡連接到公路監控系統網絡中，通過共用網絡的方式進行傳輸，將機房設備中的敏捷管理器和SNMP 模塊等部件連接到最近的監控系統專網上[3]。

3.5 功能管理子系統

公路機房智能化管理系統具有可視化功能，可以通過組態圖的方式現實設備運行狀態，工作人員還可以通過Web 瀏覽的方式查看監測數據。系統還具有報警功能，與各個感應裝置相連，設置預警指標，如果監測數據超出指標，就會發出警報，設置了多個報警級別，按照事故的嚴重程度采用不同的應對方法。系統具有報表管理功能，系統可以將監測數據整理成日志和報表，按照日期、名稱、數據等方式進行記錄，自動生成不同類型的圖表。系統存在著安全管理功能，采用分布式授權管理的方式，對工作人員進行授權，只有獲得授權的人員能夠訪問和控制系統[4]。

4 結語

公路機房包含各種設備，要想讓設備安全、穩定運行，需要對公路機房設備進行管理，為了提高管理效率、降低管理成本，增加設備運行的可靠性，可以對物聯網技術進行運用，提高管理系統的智能化水平，實時監測公路機房設備的運行環境和運行參數，對各個設備進行自動化控制和遠程控制。