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1、油田通讯网环境动力监控系统改进方案余忠凯 赵丹颖 刘振民 方海棠新疆塔里木油田通信公司 库尔勒 841000 1 改进后的网络结构和主要功能新疆塔里木油田改进后的环境动力监控系统主要是对辖区内的31个通信局点的环境动力进行监控，即主要利用现场传输资源，实现对电源、蓄电池（要求监控到蓄电池单体电压及标识电池表面温度）、智能空调、机房环境等要素的实时监控。1.1 网络结构综合考虑系统功能、可靠性、实时性及成本， 改进后系统的网络结构如图1所示。由图1可以看出，塔里木油田通信公司机房环境动力监控系统具有二级网络结构，分为集中监控中心（CSC）及端局机房设备监控单元（FSU），属于星型网络。1.2 远
2、端局点FSU的组成和功能根据各端局的不同要求，从系统的紧凑性、经济性及可靠性考虑，塔里木油田通信公司在每个机房采用多功能一体化监控模块来完成环境动力监控系统的数据采集、智能协议解析及上传任务。该种一体化监测模块可提供4路智能协议口，同时传送16路遥测量、10路遥信量和8路遥控量。其中，智能协议口主要完成对智能设备的监控，如通信电源、智能空调及接入蓄电池监控仪；遥测量AI主要完成温度、湿度等监控量的接入，可在监控中心准确读出现场数值；遥信量主要完成具有开关量性质的环境量的监控，如红外、烟感等；遥控量主要完成远程控制，如开关灯和空调等。远端局点FSU结构如图2所示。多功能一体化监控模块支持2 Mb
3、it/s、E1时隙、IP、公务信道等多种传输方式，根据现场情况，我们选用E1时隙组网，30个机房的监控数据只占用一条2 Mbit/s线路即完成了监控任务，每个机房只占用一个时隙（64 kbit/s）的传输资源。机房端局的FSU主要实现以下监控功能：（1）周期采集传感器信号，有告警信息随时上报，实现告警联动；（2）随时接收并快速响应来自监控中心的控制命令，接收上级发送的时钟校准命令并校准时钟；（3）将采集到的图像信息通过网络视频服务器进行编码，通过2 Mbit/s通道上传至监控中心；（4）实时接收监控中心送来的控制信号，转发给云台镜头控制器，以便实现对云台和摄像机镜头的控制，如云台的上下左右转动
4、和镜头的焦距调节等。1.3 CSC的组成和功能监控中心对各个端局FSU的数据进行存储、处理，实时显示告警数据并告警，其结构如图3所示。监控中心是由数据库服务器、综合业务台、数据前置机、声光报警仪、短信模块等组成。其中，综合业务台包含报警监控软件模块、报表软件模块、配置管理软件模块等；数据库服务器主要用于存放系统所有的数据（包括配置信息、告警阈值设置信息、安全及操作员权限信息、操作维护记录、告警记录等），它只是被动地响应来自其他业务台的请求（查询、读、写等操作），并将结果返回给请求者；其他业务台以客户的方式对数据库服务器的数据进行访问，这种C/S方式极大地提高了数据的处理效率，允许多个客户同时访
5、问数据库服务器，实现了数据的实时处理，此外，还具有文件存档功能，存档的文件能在硬盘上保存1年以上。监控中心所有业务台软件模块全部选用中文操作及显示界面，包括6个功能模块，分别实现告警管理、配置管理、报表管理、安全机制、门禁管理和Web浏览等6项系统主要功能。以下主要就配置管理和Web浏览等两项功能作重点介绍。（1）配置管理主要用于监控对象和监控系统自身的增加、修改和删除的管理，具有支持数据互导、维护和恢复的功能；能以方便、简捷的方式进行基本数据和网络结构的创建以及数据配置和维护，对数据进行维护的同时能够自动维护相关联的数据；具有远程监控管理功能，可远程配置及修改现场参数。配置信息可从全网的角度
6、反映整个网络的拓扑结构，为用户进行日常的操作维护（如告警监视）提供基础。配置信息采用图形和文本相结合的手段。拓扑视图允许用户根据管理需要灵活地定义和修改，定义和修改时有严格的安全控制机制。（2）Web浏览功能Web浏览的主要功能是查询和统计，不进行控制，在数据的显示和分析上集中了业务台和报表台的部分功能。在实时数据显示上可对局点内的设备用树状列表展开，根据选择实时查询设备的监测数据详细页面，并可链接进行监测量的历史数据分析。在报表部分主要根据要求对常用报表进行查询和统计，并可采用灵活的模糊查询方式，操作简便，符合日常网络应用习惯。2 效果分析2.1 高度的可靠性集中监控系统是一个对安全性要求很
7、高的系统，各种告警信息和数据必须万无一失地、实时地向监控中心上报。本方案对系统安全性、稳定性进行了周密的考虑，主要表现在以下方面。（1）系统中的设备、装置均选用具有先进技术、应用广泛且成熟的产品，并对所有硬件设备制定了一整套完善的测试方案。（ 2 ） 确保告警信息实时传递，做到可视可闻，并可利用手机短信进行传递，保证了用户设备故障和告警及时发现并排除。（3）自动检测系统中的重要设备，能结合现场传输设备对出现的故障进行侦测定位并将数据实时传送至CSC。2.2 平滑的升级能力和强大的兼容性由于本方案的传输系统提供了针对不同系统和接口的IP透明传输功能，同时在前置机上预留了至少4个RS232接口。因
8、此，除了系统数据外，传输系统可以把不同系统的数据传输到监控中心，由监控中心的报警分发台负责分别派送至不同系统的业务台，这样就可将其他的交换网管系统、SDH网管系统、图像安保等监控系统一并纳入到本系统中，以利于将来的综合网管。2.3 良好的可维护性本方案的网络为星型结构，被监控点分散且与中心距离较远。为便利地做好系统维护工作，我们在监控中心提供了软件远程在线下载和升级功能。通过在远端采集模块内置闪存，内置的单板程序就可以通过下载技术远程升级。当被监控端局的软件需要升级时，只需在监控中心远程下载更新程序。利用此功能，维护人员不需要亲自到每一个远端局点，在监控中心就可完成远端局点数据采集设备软件的升
9、级换代。可远程下载的软件除各端局的前端采集设备的单板软件之外，还包括各端局的前置机软件。通过集中操作维护台，能够在监控中心的操作维护台上对监控中心及各个远端局点重要的、需要长期稳定运行的、本身不带人机操作界面的设备提供一个统一的、功能强大的、操作相对简便的操作维护界面，使得维护人员在监控中心就能够对全网电源设备的运行状态进行检测。操作维护台软件能提供对通信线路逐级环回直到远端局前置机的手段，可以检测监控中心及端局前置机重要系统设备（如E1接口板、图像编解码板等）的当前状态、单板状态，利用这些测试手段，能够在监控中心对出现的故障进行最大限度的故障分析及定位，从而为操作维护工作提供便利。3 现场实
10、施中应注意的问题（1）供电问题受环境所限，远端通信机房往往无法提供有保障的、电压稳定的交流电源。这就要求我们在方案设计中，充分利用现场直流通信电源和蓄电池组，明确现场监控设备的选型和电源接入方式（合理配备直流协议转换器、逆变器、UPS等），以避免交流供电对监控系统本身造成的损害。（2）监控设备的安装一方面要考虑与原有设备协调，另一方面要有利于系统布线就近安装。监控现场大多处于强电磁干扰环境，因而传感器、变送器应尽量靠近原始测量点，以提高测量精度和安全性。智能门禁读卡器应尽量靠近所控制的门并埋入墙内，控制器应尽量装在房屋内，以减少人为破坏的机会。控制器应尽量安装在靠近读卡器的位置，门禁电源、出门
11、按钮等安装在操作方便、不影响机房美观的位置。摄像机需要环境有一定的亮度以保证摄像效果。一般彩色摄像机对亮度的要求最低为3 lux，即相当于面积为10 m10 m、高3 m的房间至少需要2盏60 W的白炽灯或2盏40 W的日光灯。在距离摄像机镜头的正前上方较近的位置不能有日光灯，以避免日光灯的闪烁、强逆光影响图像的质量。对于不规则房间，则需要对光线死角加设照明灯具以便摄像。（3）系统布线连接在任何情况下都不允许将屏蔽线作为信号线，所布线缆必须用套管加以保护。交流线和直流线必须分开敷设，直流线和信号线、视频线、2 Mbit/s线可以布放在一起。传感器、变送器的信号输入线、电源线、信号输出线需经过接线端子排转接。导线与导线之间的连接采用两线对接后加H压接端子压接或焊接的方式，单芯硬线之间采用焊接再用绝缘胶带缠绕保护接头。线管、线槽内布线时，不要把线布放得太满，应当留有30%的空间。所有线缆必须加标签，以便于今后维护。（4）屏蔽及接地监控设备接地一定要直接接到机房接地柱或保护地排上，不能只是接到开关电源的接地排上；多个监控设备可以级联接地；交流供电的摄像机的保护地线应当悬空，不能接机房的保护地排；所有电缆的屏蔽线必须接地，如果附近高频干扰严重，可以考虑采用两端接地的方式。
