通信電源機房環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化和升級圖改進

1、通信電源、機房環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化和升級(圖)課題的發(fā)現(xiàn)與討論1. 課題的提出電源、機房環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)，將原來相對分散的各個機房的電源、空調(diào)設(shè)備的運行狀態(tài)和環(huán)境數(shù)據(jù)進行了集中，方便了監(jiān)控。然而隨著我國通信事業(yè)的發(fā)展，通信布局從原來的大型母局式轉(zhuǎn)變到接入設(shè)備更靠近用戶的模塊局方式，模塊局的數(shù)量逐年遞增，監(jiān)控中心通信服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的負(fù)載能力基本上已經(jīng)達到了滿負(fù)荷。另外，隨著電源技術(shù)的發(fā)展，智能化的設(shè)備也要求接入到系統(tǒng)中，這就帶來了系統(tǒng)響應(yīng)緩慢，查詢歷史數(shù)據(jù)時間太長以及頻繁告警等問題。因而，對電源、機房環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)進行系統(tǒng)優(yōu)化和升級勢在必行。2. 現(xiàn)有系統(tǒng)分析通信電源、機房環(huán)境集中

2、監(jiān)控系統(tǒng)主要存在以下問題：首先，系統(tǒng)運行以數(shù)據(jù)庫為核心，要求中心數(shù)據(jù)庫實時更新，這就造成了對中心數(shù)據(jù)庫的訪問過于頻繁，壓力過大。其次，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器是下端前置設(shè)備和上端管理節(jié)點的連接通道，如果它出現(xiàn)問題，會引起系統(tǒng)的癱瘓。最后，現(xiàn)有的通信服務(wù)器數(shù)量雖多，但它們之間不能進行靈活的切換。這樣造成了兩方面問題，一是系統(tǒng)的中心通信服務(wù)器主備用功能不強；二是可能出現(xiàn)中心通信服務(wù)器的負(fù)載不均衡現(xiàn)象，當(dāng)大多數(shù)端局都連在一個通信服務(wù)器上時，就會出現(xiàn)問題。系統(tǒng)優(yōu)化和升級的具體操作1. 改造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)目前的集中監(jiān)控系統(tǒng)（以下簡稱：監(jiān)控系統(tǒng)）多采用兩級結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)監(jiān)控量越來越大。 圖1 目前監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖因此，我們采用三

3、層結(jié)構(gòu)（見圖2），即市中心（SC）層、區(qū)域中心（SS）層和監(jiān)控單元（SU）層，各層的軟件通過數(shù)據(jù)交換協(xié)同工作，共同實現(xiàn)電源、機房環(huán)境集中監(jiān)控的要求。區(qū)域中心（SS）設(shè)在集中監(jiān)控中心（SC）下，它所監(jiān)控的范圍是所在工作區(qū)域系統(tǒng)內(nèi)的動力設(shè)備及環(huán)境。在此層，設(shè)置主備兩臺服務(wù)器，提高系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性，并能任意增加區(qū)域監(jiān)控終端和統(tǒng)計管理終端。同時，它還負(fù)責(zé)處理各通信局（站）監(jiān)控單元（SU）采集來的數(shù)據(jù)，并將處理過的數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心，以緩解監(jiān)控中心的壓力，提高了系統(tǒng)查詢、下發(fā)數(shù)據(jù)的運行速度。圖2 改造后的結(jié)構(gòu)圖這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是：1. 組網(wǎng)方便、靈活，大大減輕了中心的負(fù)荷壓力，解決了系統(tǒng)瓶頸問題。2.

4、物理區(qū)域分布，使一個區(qū)域節(jié)點故障不會影響其他區(qū)域節(jié)點，提高了系統(tǒng)的可用性和可靠性。3. 系統(tǒng)接入能力強，理論上可以無限接入，并可組成多級結(jié)構(gòu)，可在監(jiān)控網(wǎng)內(nèi)任意地點安裝監(jiān)控終端。湖南移動機房動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)為三層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：集中監(jiān)控中心（CSC）、區(qū)域監(jiān)控中心（LSC），基站（局）級的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、動作執(zhí)行單元（對于獨立監(jiān)控為FSU，對于干接點為采集器）。即：全省一個集中監(jiān)控中心（CSC），以本地網(wǎng)為單位的14個區(qū)域監(jiān)控中心（LSC），每個縣一個監(jiān)控終端。仍然綜合利用原有監(jiān)控中心的設(shè)備，對于不足部分進行補充，補充的設(shè)備主要是前置采集機和監(jiān)控中心的傳輸設(shè)備和接入設(shè)備。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：（圖一

5、：6個地市機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖）簡化獨立監(jiān)控方式的現(xiàn)場監(jiān)控單元FSU連接機房內(nèi)各種智能或非智能設(shè)備以及各種環(huán)境量的采集。FSU對監(jiān)控對象進行數(shù)據(jù)采集，并能接收監(jiān)控對象的告警數(shù)據(jù)（包括事件），通過A接口把這些數(shù)據(jù)上行傳送給LSC。FSU通過A接口接收LSC下行傳送過來的控制命令（包括設(shè)置命令等），F(xiàn)SU把這些命令直接或通過翻譯之后發(fā)送到受控設(shè)備及采集器，并對受控設(shè)備及采集器進行直接控制。2.2簡化獨立監(jiān)控子系統(tǒng)組網(wǎng)及結(jié)構(gòu)我公司建設(shè)的機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)基站部分是利用基站BTS與BSC之間現(xiàn)有2MB電路中的空閑時隙，采用數(shù)字時隙分插復(fù)用的辦法來完成基站的環(huán)境監(jiān)控信息傳輸?shù)摹?該方案是

6、利用BTS具有菊花鏈母站的能力，將BTS設(shè)置為菊花鏈連接方式，在BTS設(shè)備后的NIU（網(wǎng)絡(luò)接口單元）接入FSU，猶如FSU是該BTS的下級菊花鏈基站一樣，將空閑時隙接入FSU，通過基站的2MB至BSC，通過BSC的時隙交叉功能將基站2MB中的動環(huán)告警信息所占用的時隙抽取出來，組成單獨的2MB電路，通過DXC設(shè)備交叉壓縮成幾個2M，經(jīng)時隙轉(zhuǎn)換設(shè)備YTD-2000ETII接入動環(huán)區(qū)域監(jiān)控中心。DXC設(shè)備支持交叉、復(fù)用和解復(fù)用、分發(fā)各種信息等應(yīng)用，提供任意兩個64kb/s時隙之間可編程的無阻塞交叉連接（2048*2048 64K交叉）。YTD-2000ETII 時隙轉(zhuǎn)換設(shè)備可通過一條2M線路處理 3

7、1 路串口數(shù)據(jù)，并以 10Base-T 接口連接到監(jiān)控中心局域網(wǎng)。這種組網(wǎng)及結(jié)構(gòu)如下圖所示：BTS 基站基站采集器監(jiān)控對象網(wǎng)絡(luò)接口單元E1E1E1BSC區(qū)域監(jiān)控中心（圖二：湖南移動機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)簡化獨立監(jiān)控子系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖2）簡化獨立監(jiān)控簡化獨立監(jiān)控設(shè)備監(jiān)控的對象和內(nèi)容以及設(shè)備配置如下表：監(jiān)控對象監(jiān)控內(nèi)容設(shè)備名稱單位數(shù)量環(huán)境門磁門磁開關(guān)個1煙霧煙霧傳感器個1溫度溫度傳感器個1開關(guān)電源依協(xié)議開關(guān)電源協(xié)議轉(zhuǎn)換器臺1電池組電池總電壓電池總電壓傳感器個1空調(diào)工作空調(diào)工作狀態(tài)傳感器個1開/關(guān)機市電停電停電隔離取樣器臺1防雷器防雷器個1復(fù)位器復(fù)位器個1采集器簡化獨立基站集中監(jiān)控儀臺1傳輸設(shè)備E1線

8、路時隙插入器臺1增加協(xié)議轉(zhuǎn)換器由于缺乏統(tǒng)一的要求與規(guī)范，不同廠家生產(chǎn)的智能設(shè)備通信協(xié)議各不相同，不利于智能設(shè)備的集中監(jiān)控。CPEM8581按照智能設(shè)備協(xié)議與智能設(shè)備通信，保存獲得的數(shù)據(jù)，然后把上述數(shù)據(jù)按照標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議上傳；或者把來自上位機的控制命令轉(zhuǎn)換成智能設(shè)備的格式，并傳送到智能設(shè)備。從而實現(xiàn)各種不同的智能設(shè)備協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。2. 優(yōu)化數(shù)據(jù)庫，修改表結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫開銷中的90%以上都是重復(fù)信息。系統(tǒng)升級后，對這些信息進行了過濾，減輕了系統(tǒng)的負(fù)荷。另外，由于監(jiān)控規(guī)模不斷擴大，形成了數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)庫表，不易于管理。針對這個問題，我們采用了更先進的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。具體操作是：取消端局分表結(jié)構(gòu)，將

9、端局表合并為一個表，包括主機表、機房表、設(shè)備表、設(shè)備狀態(tài)表等。修改后的數(shù)據(jù)庫表增加了表的檢索能力和檢索速度。3. 修改告警數(shù)據(jù)傳輸方式目前監(jiān)控系統(tǒng)告警查詢采取查告警表的方式，導(dǎo)致告警表的任務(wù)異常繁忙，嚴(yán)重時會影響監(jiān)控系統(tǒng)正常運行。升級后，通過軟件與監(jiān)控模塊建立的通信協(xié)議機制，不斷的輪詢，判斷接收數(shù)據(jù)的合理性或?qū)⒔拥降目刂茢?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為監(jiān)控模塊能識別的控制命令。通信服務(wù)器到監(jiān)控中心主機的告警采用通知方式，告警反應(yīng)時間比原來更快。具體操作是：監(jiān)控工作站增加服務(wù)端口（3388），負(fù)責(zé)接收告警、門禁及操作記錄等信息。告警信息由通信服務(wù)程序直接傳送到監(jiān)控工作站，不再通過報警表傳遞。通信服務(wù)器程序服務(wù)端口（8

10、300）增加功能，提供告警、門禁及操作記錄等信息。監(jiān)控工作站的更具情況可直接向通信服務(wù)程序查詢。4. 歷史數(shù)據(jù)傳輸目前的歷史數(shù)據(jù)傳輸時間太過集中，造成整點時刻網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫繁忙，并存在歷史數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。升級后，每個局的歷史數(shù)據(jù)在不同時刻傳輸，傳送時刻由系統(tǒng)采用隨機數(shù)方法產(chǎn)生。此外，在監(jiān)控前置機中給每一個歷史數(shù)據(jù)塊增加上傳標(biāo)志，標(biāo)明該歷史數(shù)據(jù)塊是否已經(jīng)成功上傳；如上傳失敗，則繼續(xù)將歷史數(shù)據(jù)上傳到通信服務(wù)器。同樣，電池曲線也增加上傳標(biāo)志，以保證電池曲線在上傳失敗后能繼續(xù)上傳到通信服務(wù)器。5. 配置表同步現(xiàn)運行的監(jiān)控系統(tǒng)各個監(jiān)控部分之間缺乏配置同步機制，維持系統(tǒng)配置一致比較麻煩。針對這一問題，我們建立

11、了配置表同步機制。配置同步的邏輯采用自頂向下的方式，首先由監(jiān)控工作站或管理工作站開始，先將配置更改信息寫入數(shù)據(jù)庫操作記錄表，然后由通信服務(wù)器讀入配置更改信息，再由通信服務(wù)器將此信息發(fā)送給監(jiān)控前置機。監(jiān)控工作站采取查操作記錄表方式更新本機配置。自動配置更新可按如下層次更新，包括：端局層、機房層、監(jiān)控器層、設(shè)備層、變量層。6. 遠(yuǎn)程控制本系統(tǒng)采用TCP/IP作為基本的通信協(xié)議，但現(xiàn)有遠(yuǎn)程控制都通過通信服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫中轉(zhuǎn)，過于依賴中心服務(wù)器，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)以下問題：1、控制信息回饋不及時，不能準(zhǔn)確提示控制成敗標(biāo)志。2、延長了控制操作的時間，存在控制不及時的隱患。3、數(shù)據(jù)庫或通信服務(wù)器出現(xiàn)問題時，不能執(zhí)

12、行遠(yuǎn)程控制操作。升級后，改變遠(yuǎn)程控制邏輯，由監(jiān)控工作站直接控制監(jiān)控前置機。這樣帶來了以下好處：1、控制操作執(zhí)行速度快，不存在延時問題。2、信息回饋準(zhǔn)確及時。3、在通信服務(wù)器或數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)問題時，不影響遠(yuǎn)程控制操作。7. 系統(tǒng)時間監(jiān)控前置機對時系統(tǒng)存在問題，有時會出現(xiàn)錯誤時間。針對這一問題，我們修改了系統(tǒng)對時邏輯。當(dāng)連續(xù)對時三次以上，不出現(xiàn)較大間隔時間誤差時，視為正確時間，否則視為錯誤時間。最大誤差間隔時間可調(diào)，一般設(shè)為對時周期的25倍。8. 告警過濾產(chǎn)生誤告警的幾種主要原因見表1。表1 產(chǎn)生誤告警原因列表系統(tǒng)某些誤告警不能屏蔽，會產(chǎn)生頻繁告警。通過以下操作，可減少系統(tǒng)誤告警數(shù)量。告警次數(shù)過濾：以

13、超過告警線的次數(shù)來判斷是否產(chǎn)生告警/解除，當(dāng)連續(xù)n次以上超過告警線才產(chǎn)生告警/解除，否則視為誤告警處理。次數(shù)n可以設(shè)定為010；次數(shù)設(shè)為0時，視為告警次數(shù)過濾無效。告警延時過濾：以超過告警線的時間來判斷是否產(chǎn)生告警/解除，超過最大告警延時時間才產(chǎn)生告警/解除，否則視為誤告警處理。延時時間有效數(shù)據(jù)為0.560秒，超出此范圍視為告警延時無效；當(dāng)不使用告警延時功能時，應(yīng)設(shè)為0。告警死區(qū)過濾：當(dāng)監(jiān)控量超過告警線產(chǎn)生告警后，如果監(jiān)控量在告警線上下波動，沒有超過死區(qū)上下線，不產(chǎn)生重復(fù)告警及告警解除。告警死區(qū)設(shè)為0時，視為告警死區(qū)過濾無效。告警死區(qū)值根據(jù)具體情況指定，一般設(shè)為量程的2%左右。同時，系統(tǒng)只將對

14、用戶有用的報警和事件記錄放入信息欄。9. 復(fù)位控制針對目前監(jiān)控前置機在系統(tǒng)通信中斷時復(fù)位頻繁，造成硬盤等故障發(fā)生率提高的問題，我們在監(jiān)控前置機增加系統(tǒng)通信斷復(fù)位次數(shù)限制，避免系統(tǒng)頻繁重啟。次數(shù)可指定，默認(rèn)為3。10. 智能化設(shè)備的接入升級后的監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)對任意智能設(shè)備的接入，但相對于通信接口間的硬件轉(zhuǎn)換，通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換相對要復(fù)雜一些。其實現(xiàn)方式一是局方智能設(shè)備智能接口直接連接到監(jiān)控系統(tǒng)嵌入式監(jiān)控設(shè)備上，由其將轉(zhuǎn)換過的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議傳送到上位機；二是直接將局方智能設(shè)備智能接口接到上位機上，通過軟件實現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換。無論是嵌入式監(jiān)控設(shè)備還是上位機，都可以根據(jù)智能設(shè)備及智能協(xié)議不同插入不同的協(xié)議模塊。監(jiān)控系

15、統(tǒng)使用的軟件協(xié)議轉(zhuǎn)化器是在局站中心的計算機中運行的，只占有很少的資源。它是一個小的轉(zhuǎn)換程序，在編寫時就能根據(jù)智能設(shè)備廠家提供的通信協(xié)議，將廠家提供的所有設(shè)備數(shù)據(jù)接入到監(jiān)控系統(tǒng)，可以方便我們詳細(xì)全面地了解智能設(shè)備的運行狀況。但是，監(jiān)控系統(tǒng)不建議使用硬件協(xié)議轉(zhuǎn)換器，因為這樣增加了成本，并且在通信鏈路上增加了一個環(huán)節(jié)，影響了系統(tǒng)的安全性。此外，由于這種硬件協(xié)議轉(zhuǎn)換器是各個監(jiān)控廠家自己生產(chǎn)的，當(dāng)局端有新增設(shè)備時，會產(chǎn)生一系列問題。11. 增加圖像監(jiān)控國家相關(guān)部門已下達機房改造的規(guī)定，一些大型的機房已慢慢成為無人職守型。為了保證上述機房的安全運行要求，升級后的系統(tǒng)增加了圖像監(jiān)控功能，能夠隨時觀察到機房的

16、運行情況，并能得到相關(guān)的錄像資料。升級后的系統(tǒng)狀況如下。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：采用三級系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括遠(yuǎn)程現(xiàn)場、監(jiān)控區(qū)域和監(jiān)控中心三級。傳輸方式：PCM-2M通信線路連接或采用E1抽時隙復(fù)用數(shù)據(jù)方式。監(jiān)控現(xiàn)場：每個現(xiàn)場可接若干臺攝像機，攝像機的鏡頭和云臺可控。告警聯(lián)動：可以任意監(jiān)視各個現(xiàn)場，并接收各現(xiàn)場的報警信息，及時切換至告警現(xiàn)場，并可將現(xiàn)場情況錄像。12. 改進圖形界面改進后的監(jiān)控系統(tǒng)圖形監(jiān)控界面具有組態(tài)功能，并提供了多種圖形控件，包括所需的組件和畫面制作向?qū)У?。界面中每一簡單的控?線條、文本、按鈕等)均有影響其外觀的屬性。其中靜態(tài)屬性在系統(tǒng)投入運行后保持不變；動態(tài)屬性則隨系統(tǒng)運行過程中I/O設(shè)備數(shù)據(jù)

17、的變化而變化。動態(tài)屬性的組態(tài)過程即完成動畫連接，如果用戶對自動生成的監(jiān)控系統(tǒng)的圖形界面不滿意，還可以進行任意修改和編輯。在圖形界面上還根據(jù)用戶需要安置這些組件，如報警信息顯示，報表組態(tài)及打印，查詢和顯示等組件模塊。13. 無線的人機界面針對當(dāng)前移動領(lǐng)域的發(fā)展及應(yīng)用情況，監(jiān)控系統(tǒng)具備了手機短信息模塊，可將各類型的報警信息即時傳送到相關(guān)維護人員，并可進行簡單的交互控制。14. 增加基于B/S結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程WEB實時監(jiān)控B/S結(jié)構(gòu)，即Browser/Server（瀏覽器/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)，在傳統(tǒng)的C/S結(jié)構(gòu)中間加上一層WEB服務(wù)層，把原來客戶機所的功能交給WEB服務(wù)層來實現(xiàn)。它有三層結(jié)構(gòu)：表示層（用戶界面）

18、，功能層（WEB服務(wù)器）和數(shù)據(jù)層（數(shù)據(jù)庫服務(wù)器）。與C/S結(jié)構(gòu)相比，B/S結(jié)構(gòu)有以下優(yōu)點：(1） 用戶端只需安裝單一的瀏覽器軟件（如IE），界面統(tǒng)一，使用簡單。(2） 由于客戶端無須安裝專用軟件，系統(tǒng)升級時只需更新WEB服務(wù)端的軟件，使系統(tǒng)易于維護。(3） 采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議，HTTP協(xié)議，有良好的廣域網(wǎng)支持，擴展性好，易于實現(xiàn)多用戶監(jiān)控，信息共享程度高。采用B/S結(jié)構(gòu)開發(fā)的實時遠(yuǎn)程WEB監(jiān)控系統(tǒng)提供了完整清晰的動態(tài)監(jiān)控過程。頁面以秒為單位自動刷新。刷新時，整個文件重新執(zhí)行一次到數(shù)據(jù)庫的連接、查詢和顯示，能將數(shù)據(jù)的變化及時反映給用戶。通過屏幕流程圖數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)表格的配合使用，完成了對設(shè)備

19、從整體到細(xì)節(jié)的監(jiān)控。15. 增加停電來電,強制開門,室內(nèi)外紅外盜警短信平臺機房出現(xiàn)什么異常情況能第一時間通過短信平臺將信息發(fā)送到相關(guān)人員的手機上,了解機房的狀態(tài),進一步提升了機房的安全性.16. 改用門禁系統(tǒng)改用門禁系統(tǒng)可以解決機房鑰匙多亂雜的問題,不必為鑰匙的問題而發(fā)愁了,一張門禁卡根據(jù)需要設(shè)置不同的權(quán)限,只有相關(guān)權(quán)限的人才能進入.17. 增加室內(nèi)外的紅外盜警裝置由于視頻監(jiān)控成本太高,有些機房可以改用紅外盜警裝置,根據(jù)報警數(shù)據(jù)與門禁數(shù)據(jù)核對是否是自己人.優(yōu)化和升級后系統(tǒng)的性能1. 響應(yīng)速度升級后，監(jiān)控中心對監(jiān)控數(shù)據(jù)的響應(yīng)速度有了明顯的提高，報警數(shù)據(jù)從現(xiàn)場發(fā)生到監(jiān)控中心的反應(yīng)時間在10秒以內(nèi)。2. 通信的主備路由功能系統(tǒng)升級后，增加了系統(tǒng)通信的主備路由功能，主服務(wù)器運行主通信服務(wù)程序，備用服務(wù)器運行備用通信服務(wù)程序。當(dāng)主服務(wù)器失效時，系統(tǒng)自動切換到備用服務(wù)器上，使用備用數(shù)據(jù)庫和備用通信服務(wù)程序。端局可以動態(tài)的接入任意一個中心通信服務(wù)器，由此在中心實現(xiàn)動態(tài)的負(fù)載均衡和通信備份功能，再不會因為某一臺通信服務(wù)器的故障而使中心和端局的通信中斷。當(dāng)前通過97網(wǎng)接入的局向，可以配置一個撥號解調(diào)器，當(dāng)97網(wǎng)