[科普中国]-动力环境监控

动力及环境监控系统是采用数据采集技术、计算机技术和网络技术以有效提高通信电源系统、机房空调系统及环境维护质量的先进手段。动力及环境监控系统是对分布的各个独立的动力设备和机房环境监控对象进行遥测、遥信等采集，实时监视系统和设备的运行状态，记录和处理相关数据，及时侦测故障，并作必要的遥控操作，适时通知人员处理；实现基站的少人无人值守，以及电源、空调的集中监控维护管理，提高供电系统的可靠性和通信设备的安全性。1

背景介绍随着现代通信事业的迅猛发展、计算机的普及、基于网络应用不断深入扩展应用、日常生活及生产对网络和数据资源的依赖日益倍增，各行业（金融行业、通信运营商、电力行业、政府机构、大型企业、物业等）相应数据中心（IDC）、网络机房、数据业务机房、小区物业机房、通信基站、模块局（接入网）机房、通信母局等规模大小不等的机房不断涌现及扩容建设。

随着信息技术的发展和普及，计算机系统及通信设备数量与日俱增，规模越来越大，中心机房、计算机系统和通讯网络已成为各大单位业务管理的核心部分。为保证其安全正常运行，与之配套的机房动力系统、环境系统、消防系统、保安系统必须时时刻刻稳定协调工作。如果机房动力及环境设备出现故障，轻则影响电脑系统的运行，重则造成计算机和通信设备报废，使系统陷入瘫痪，后果不堪设想。因此对中心机房的动力及环境系统进行实时集中的监控极其必要。

伴随着机房投入使用前棘手问题随之产生：如何对动力设备实现有效的监控？如何有效地监测设备运行环境？如何对机房安保环境进行有效的监管？如何对提供核心服务的计算机、网络设备进行监控？如何将有限的运维力量发挥最大的效能？等等一系列问题将摆在面前，急待解决；作为机房的建设者、设计者、使用者都已充分意识到此问题。

基于以上的原因，面对棘手的问题，迫切需要一套综合的动力环境监控系统来解决上述存在的问题，本系统对分布的各个独立的动力设备和机房环境、机房安保监控对象进行遥测、遥信等采集，实时监视系统和设备、安保的运行状态，记录和处理相关数据，及时侦测故障，并作必要的遥控、遥调操作，适时通知人员处理；实现机房的少人、无人值守，以及电源、空调的集中监控维护管理，提高供电系统的可靠性和通信设备的安全性，为机房的管理自动化、运行智能化和决策科学化提供有力的技术支持。

系统功能监控对象动力环境监控系统的监测对象分为以下几类：

动力系统

交流供电系统：高低压配电、列头柜、UPS、ATS、柴油发电机、稳压器、逆变器等；

直流供电系统：整流电源、逆变器、蓄电池组、DC/DC变换电源、电操屏等；

环境系统

温湿度、水浸、液位、消防等；

空调及节能系统

普通空调、精密空调、大型冷水机组、新风系统、照明控制等；

安保系统

门禁管理、视频监控、入侵防盗、IP对讲等；

IT系统

服务器、路由器、交换机、防火墙、操作系统等；

基本功能机房动力设备通过智能数据接口（RS232、RS485、RS422）或者增加采集传感设备接入动力环境监控系统，实现设备运行正常状态监测、异常状态预测、在线智能故障诊断等功能。

动力设备及服务器、传输交换设备的工作环境，如温湿度、漏水、消防等环境参量监测、机房空调监测接入动力环境监控系统，实现数据实时监测、告警阀值设定、告警预测、告警时结合应急预案采取相应处理策略，确保工作环境处于健康状态，为设备可靠运行提供有力保障。

机房作为重要的区域，机房的安防环境需接入动力环境监控系统，实现对机房门禁管理、入侵防盗报警管理、视频监控、IP对讲等功能，确保机房的安全防范，实现远程无人值守管理，节约人力资源。

机房服务器、网络设备（交换机、路由器、交换机等）支持SNMP（简单网管协议），接入动力环境监控系统，实现对设备工作状态监控，设定告警阀值实现预警功能，及时掌握提供核心服务各设备健康指数。

监控系统需支持灵活的组网方式，可根据现场提供的资源组建监控网络，支持现场数据总线（RS485、RS422、RS232等）、TCP/IP、E1、ADSL、GPRS、3G（EVDO、HSDA、WCDMA）等方式组网。

对于分散的机房，需采用分布式应用、集中监控、统一管理的原则，实现机房无人值守。

系统性能指标上述方案设计的机房动力环境集中监控系统，具有或达到下列性能指标：

★系统软件、硬件均采用高度的模块化，具有很大的灵活性和扩展性，可以适应不同规模监控网络和不同数量监控对象的需求。

监控系统具有完善的自诊断能力，对测量数据本身，通信中断，软、硬件故障均能自动诊断故障；监控系统故障时不影响被监控设备的正常工作和控制功能。

监控系统所有软件均运行在WINDOWS操作系统环境下，有良好的人机对话界面，软件语言为中文，操作人员只需经过简单的培训即可对本系统进行操作；具有多种明显清晰的多媒体形式的故障告警显示功能，并能以电话、手机等其他各种形式给出告警。

监控测量系统具有良好的电磁兼容性，被监控设备处于任何工作状态下，监控系统均能正常工作；同时监控设备本身不产生影响被监控设备正常运行的电磁干扰。

监控系统可对不同接地要求的多种设备均可以接入监控，所有监控点的接入均没有破坏被监控设备本身的接地状态。

图像压缩采用最先进的MPEG 4压缩方式，帧速率为25帧/秒。

监控系统硬件的平均无故障时间大于200000小时。

整个系统响应时间小于5秒。

系统建设要点底端设备具备告警记录

传统的方式采用多串口卡或者多串口服务器通过底端监控主机运行采集程序进行数据处理，当监控主机异常（硬件故障、程序出错、病毒攻击等），监控将严重丢失/缺失，维护人员必须亲临现场排除故障。

系统应采用底端监控采集设备具备现场告警产生和记录功能，实现离线记录及存储、在线后自动上报；离线后定义的告警记录可通过电话短信模块将告警发送至管理责任人手机中，可做到短信或电话通知功能。

底端设备数据主动上传

系统底端监控采集设备采用主动上报机制，其与传统（多串口卡及多串口服务器）主从式点明机制有巨大的区别，主从式点明需对各个动力/环境设备进行完整的数据采集，动力设备对采集命令的响应时间由动力设备本身性能决定，响应速率有快有慢（单个设备时间长的10~20多秒才响应），并且逐一逐一单个响应。

系统应采用主动上报机制，由智能设备协议采集器完成前端数据采集和协议转换，转换成统一的通信协议与设备监控接入控制器通信（包括通信协议转换、通信波特率转换、地址转换）。

视频联动报警显示

系统需实现传统动环监控与视频监控、门禁管理、报警管理（入侵及防盗）高度集成，系统具备报警中心值守功能，当机房发生告警时，自动弹出告警的绑定视频图像，做到视频联动报警显示，做到报警可视化管理。通过视频联动，可实现远程视频复核。

报警通知

系统平台具备可靠的报警通知功能，为分两级报警功能：

1、 中心告警通知。监控中心收到告警信息后，如果在告警没被确认后若干分钟后（可设定），通过中心平台的报警设施自动通知责任人。可实现电话语音通知、短信内容通知。

2、 底端告警通知。在网络故障后，系统仍能通过底端报警设备自动通信责任人。实现电话语音通知、短信内容通知。

以上的报警通知功能，平台可对报警受理人员进行排班管理，如UPS、配电柜的告警08：00~18：00通知值班人员A，晚上18：00~08：00通知值班人员B；机房门禁的告警0：00~24：00通知维护人员C。可根据实际需要任意排班组合。

直观数据显示

系统必需具备直观的数据显示功能，可通过图控显示界面及数据列表显示界面展示机房动环信息。

告警预案

系统必须支持告警预案功能，可定义告警预案优先级，系统的区域支持树状节点，带节点区域归属功能，如果在上一级区域下已定义的告警与预案按区域组及区域归属优先级预案功能

IP对讲

为了对机房管理的及时性及便捷性，系统要求各个机房与监控中心安装对讲系统，采用IP网络双向语音对讲，实现底端呼叫中心、中心与底端喊话、监听（1对1,1对多）等功能，可实现远程电话会议、并能视频联动，调取绑定的视频图像同步对讲的功能，以便对现块人员身份确认及现场情况可视化管理。

布防撤防

动环监控与门禁一体的布撤防功能。动环监控系统要求将报警设备（红外双签、震动探测、门/窗磁等）与门禁设备管理功能集成在同一个设备监控接入控制器，以便门禁与报警系统一体化集成管理，布撤防在两个子系统之间有机结合，互为关联，杜绝使用独立报警主机与门禁系统进行频繁组合操作实现布撤防。比如：多次刷卡或者按键设防，合法刷卡进入同时自动撤防，平台软件可远程布、撤防。

门禁控制

动环监控系统，要求对各个机房出入口进行管控，可实现双向或单向刷卡进出，可以通过日程表设置不同的日期、时间段有不同开门模式，如：机房门上班的时间采用刷卡进出即可，而到了下班时间段门禁的进出模式自动切换为卡+个人密码。

普通机房上班期间刷卡开门，下班后刷+密码，防卡片丢失。

重点机房上班期间刷卡开门，下班后电话远程确认开门。要求离线也可以正常使用。

人员出入权限管理

动力环境监控系统可根据人员组进行授权，避免对人一个一个授权的繁琐操作，而且对于动环系统中已授权的工作人员因调动岗位发生变化可灵活将其授权进行转移，无需重将其资料删除再重新录入授权。授权方式以拖拉方式进行，操作方便、简洁、易学易懂。

视频联动抓拍

动力环境监控系统要求具有视频监控与门禁联动的功能，以便于实现发生报警时的快速视频切换和事后快速的视频查看。具体功能要求如下：

① 系统具有用于视频抓拍和视频存储的抓拍服务器，抓拍的视频和图片存储在抓拍服务器上，对于摄像头数量较少（小于200个摄像头）的小区可以将抓拍服务器和机房服务器合并，对于摄像头数量较多的小区必须配置1个或多个独立的抓拍服务器（每增加200个摄像头增加一个抓拍服务器）；

② 系统要求可以任意配置哪些报警和事件需要抓拍，用于抓拍的摄像头（支持1-3个摄像头同时抓拍）是哪些，是抓拍图片还是抓拍视频还是两者都要，同时要求可以配置抓拍从报警或事件发生的前多少秒到后多少秒的视频。

③ 当某个门点发生报警或重要事件时，总监控中心的值人员在告警工作站能同时在10秒内（网络通畅时）弹出发生报警的门点的电子地图和这个门点对应的所有摄像头（1-3个）的实时视频画面。

数据汇总

系统支持上下级服务器数据汇总功能，可实现多级联网架构，下一级服务器自动上报相关动环监控信息，自动同步到上一级服务器，上一级服务器可对管辖区域的所有监控测点信息。可在上一级服务器分析各接入点的动力监控数据，为用户提供更多的汇总数据。

视频抓拍查询

为便于机房管理人员时实现快速的抓拍视频检索，动力环境监控系统必须提供便捷的视频抓怕查询功能，具体如下：

首先系统可以在指定的范围（可以是全区区域机房、部分区域机房、某个特定的门、特定的设备、也可以是任意选定的范围）内查询指定的一种或多种类型的事件记录和报警记录，并输出到同一报表界面，并可以通过双击任意一条记录后弹出与之对应的抓拍视频和抓拍图像信息，并可以立即回放。

视频查看

由于动力环境监控系统中的摄像头的数量庞大，为了提高利用系统安装的大量摄像头处理突发事件的效率，动力环境监控系统必须提供与电子地图集成的实时视频查看功能。

动力环境监控系统要求将安装的所有摄像头放置到电子地图上，通过系统的电子地图界面可以快速的找到需要查看的摄像头，通过右键点击弹出该摄像头的实时视频。

火警联动

动力环境监控项目作为机房保障的工程，在火警时实现快速逃生关系到人员的生命安全。因此，动力环境监控系统必须满足紧急疏散及消防的需要，必须与消防联动，保证在火灾等紧急情况发生时系统自动将门锁打开，实现快速安全地疏散。

语音提示

为了人民群众可以更好的使用门禁系统，有效的提醒现场居住人员按正常的使用流程来进行操作，避免因为人员疏忽而降低了系统的安全性，因此要求门点现场必须具备语音提示功能。具体如下：

要求在需要播报和提醒的门点（可以在每个安装门禁的单元门和机房大门配置，也可以只在机房大门配置，具体根据项目资金情况确定）配置语音模块，对现场门点发生的事件进行相应的语音提示。动力环境监控系统可以通过工作站软件设定发生不同事件或者告警时播放不同的语音，这些语音素材可以通过平台下载到底端设备，确保即使在门禁控制器没有连接到平台时也能进行语音播报。如：正常刷卡时播放 “合法开门，请进”，门未关好时播放“门未关好，请关门”，非法入侵时播放“非法进入，请立即离开，平台已报警”。

同时可结合授权是否到期，提供个性化服务：如出入授权即将到期时，提前一个星期起进行语音播报，当持卡人员在门点刷卡时，系统自动提示：“此卡即将到期，请到管理中心续期！”

高集成度

由于动力环境监控系统必须实现全系统的数据汇总功能和各子系统的联动功能，因此，建设动力环境监控系统只能采用高集成度的单一平台，否则系统的各个部分将会变成孤岛，不能有效地实现信息汇总、轨迹查询、人口统计分析等功能，也不能实现包括视频联动抓拍、报警时视频画面实时弹出等联动功能。

单平台，高度集成性是指系统采用一套系统软件、一个数据库，实现动力环境监控中各子系统的集成和整合。动环监控、门禁管理、视频监控、访客管理、在线巡更、信息发布等能在系统中实现资源共享和信息互通，并实现监控图像与其它各子系统的实时联动和直观对应。

本词条内容贡献者为:

赵阳国 - 副教授 - 中国海洋大学