开封地区电力通信监控系统的构建

戚晓勇

（开封供电公司，河南 开封 475004）

0 引言

随着电力系统的快速发展，电力通信系统也逐步从以载波、微波通信为主的时代，进入到以光纤通信为主的阶段，致使各类新型的通信设备越来越多地应用到电力通信系统。 随着设备的增多以及人员的精简，暴露出对通信设备巡视管理不到位、故障不能及时处理等问题。 由于通信设备的巡视检查、通信系统的运行管理占用大量的人力物力，越来越多的电力单位开始建设通信网监控系统，以提高通信系统的监控能力和管理能力。 开封地区在2008年底开始建设通信监控系统，在2009 年，按照分层的网络结构，建立了以开封地调为监控主站、辖区内220 kV 及以上变电站为监控子站的通信监控系统。

1 开封地区电力通信监控系统的结构

在开封地调17 楼通信机房建立一个地区主站，搭建综合监控系统平台，构建基础数据库及数据交换平台。 主站的通信综合监控系统由网络监视子系统、资源管理子系统、业务管理子系统、与外部系统接口及支持系统等部分组成。 监控的子站共计14 个，包括地调端的6 个机房，500 kV 祥符变电站，220 kV 杏花营变电站、前台变电站、明河变电站、赵岗变电站，110 kV 杞县微波站等。

1.1 硬件结构

1.1.1 监控主站结构

开封地调监控主站配置2 台服务器、1 台磁盘阵列、1 台方式工作站、1 台调度工作站、2 台协议转换机、2 台前置机、1 台单向隔离装置设备。 这些设备构成通信网监控系统的硬件平台，通过配置的网络交换机，组成局域网（简称LAN）的网络结构。 组网图如图1 所示。

监控系统各设备的主要有9 个功能：（1） 服务器（数据库/应用）采用标准的数据库管理系统，储存历史数据，提供应用服务。 数据库服务器采用双机热备运行机制，以双芯跳线连接，实时监测另一台主机的运行状况，在故障发生时能快速切换，保证服务不中断。 服务器配置SAS 适配卡，用于连接存储设备，并配置集群软件，实现两台服务器双机热备份。 在集群内，集群软件监视数据服务器所有硬件和软件状态，故障发生时进行快速切换。 故障检测、快速切换的过程完全是自动的，无需操作员的任何干预。 （2）前置机负责地调监控主站与省调、综合监控系统和D-MIS 系统的互联及数据通信。 2 台前置机都安装集群软件，当集群软件发现主（备）前置机出现网络或硬件故障时，应用服务切换到备（主）前置机，实现双前置机热备份。 （3）串口服务器通过串口收集监控信息，通过网络送往协议转换机。 （4）协议转换机对网管设备、智能设备（光传输、微波、接入、交换、电源等）进行协议转换，并将获得的信息通过以太网送往数据服务器。 （5）方式工作站主要给系统管理人员提供资源管理功能，负责整个通信网内各种设备的资源录入和统计、 工单调度、电路调配等工作。 （6）调度工作站主要提供给调度人员全网的监视功能， 实时显示网络各种告警信号，并具备声光告警方式。 （7）网络交换机具备GE 光接口或电接口与传输设备连接能力， 支持路由和VLAN 配置， 实现不同地区网络之间的相互隔离。主备服务器、工作站、协议转换机、主备前置机、单向隔离器等设备配置两块网卡， 一块连接主交换机，另一块连接备用交换机，通过对主备交换机的设置，达到双网的目的。 （8）正向物理隔离装置分别接到两台交换机， 实现综合监控系统到DMIS 系统的数据单向传输。 （9）采集器实现光设备、PCM 设备等机架告警和机房环境（烟感、温湿度、水浸）采集，以及空调控制。

1.1.2 监控子站结构

监控子站通过光传输系统以太网接口接入地区主站，微波监控子站通过2M 通道接入地区主站。监控子站主要由数据采集器、接口服务器组成。 采集器实现监控子站内光设备、PCM 设备等机架告警和机房环境（烟感、温湿度、水浸）采集，以及空调控制。 接口服务器通过串口收集监控信息，通过网络送往协议转换机。 接口服务器还将收集的监控信息通过RS232/485 接口送到站内综自系统。 监控子站组网图如图2 所示。

图2 开封地调监控子站组网图Fig.2 Monitoring sub-station group network of Kaifeng area

1.2 软件配置

电力通信监控系统配置综合网管系统软件，满足监控系统的网络监测、资源管理、业务管理等功能要求。 操作系统在服务器端配置为Windows 2000、2003/Unix 操作系统，客户端配置Windows XP操作系统。 数据库软件配置Oracle 9i 标准版，进行系统数据存储与管理。 此外，还需要配置部分支撑软件、开发工具及其他软件，如配置矢量图形编程平台Visual Graph 1.6， 完成在C/S 终端上矢量图形的呈现与编辑；配置MapxInfo MapX 5.0，完成在C/S 终端上GIS 数据呈现； 配置防病毒软件Sophos Anti-Virus，进行全网安全防护；配置协议转换软件，完成传输、电源、交换、微波、接入等各类型设备协议转换；配置与其他系统的接口软件等。

2 开封通信监控系统的组网原则

2.1 开放性与标准化原则

监控系统满足支持C/S、B/S 的体系结构。

2.2 可扩展性原则

采用模块化结构，便于扩充和引入新的模块。系统应支持在线平滑扩容， 不同阶段开发的产品系统应具有良好的兼容性。 硬件设备及系统软件应充分考虑不同生产厂家的一致性和兼容性。

2.3 可靠性和安全性原则

监控系统应支持容错处理， 采用容错机制、高可靠性双机或其他硬件安全保障措施。 监控系统应能在硬件和软件发生故障时具有自控能力， 不致引起全系统瘫痪，还应具有自纠能力，即在故障发生后，能迅速再启动，恢复正常运行。 硬件的组装过程应有严格的质量控制，确保长期使用的高稳定性和高可靠性。

2.4 可移植性原则

监控软件开发过程中应实现跨操作平台移植。

3 电力通信监控系统的建设方案

电力通信监控系统平台是电力通信网统一的信息模型、数据库、软件框架和数据交换平台。 在此平台上构建网络监视子系统、资源管理子系统、业务管理子系统。 网络监视子系统提供告警和性能数据的实时监控、处理、存储、查询统计和分析功能；资源管理子系统提供全网资源信息的实时存储、处理、呈现、统计、查询和分析功能；业务管理子系统提供工单管理、值班日志、统计分析和报表等功能。

3.1 网络监控子系统建设方案

3.1.1 主站监控内容

（1）通过协议转换接入主站通信机房各种网管设备、智能设备的告警信息。 （2）通过直采方式实现主站通信机房的机架告警和环境（温湿度、烟感）监测。 （3）接入开封地区监控子站的监控信息，并实现远程配置。 （3）存储、处理管辖范围内的监控数据，通过列表、图形、语音、短信等方式呈现各种监控信息。 （4）实现监控信息的查询和统计功能。

3.1.2 子站监控内容

（1）采集机房环境数据。 （2）采集通信设备的协议或干节点告警。 （3）监控信息本地保存。 （4）监控信息具备同时向主站和站内综自系统转发功能。

3.1.3 监控量说明

（1）电源系统。可以通过对本身具备智能监测模块的电源设备做协议转换，实现监测，也可以通过加装数据采集单元，直接采集电源设备信息。 （2）交换设备。 对本身具备管理接口的交换设备进行协议转换，或者是通过加装数据采集单元，直接采集交换设备告警信息。 （3）传输/接入设备。 对具备网管或智能接口的传输/接入设备， 通过协议转获取信息，或者是对不具备网管及智能接口的传输/接入设备直接采集设备的机架告警信息。（4）机房环境。 加装数据采集单元，直接采集机房环境信息，包括机房温湿度、水浸和烟雾告警信息。

3.2 资源管理子系统建设方案

资源管理子系统基于C/S 体系结构，包括资源数据管理、拓扑管理、配置信息管理、高级应用等模块。 资源数据管理包括资源建模、数据采集、资源同步、资源数据核查等。 拓扑管理是以资源数据为基础，与网络监视、系统配置功能相结合，以各种视图方式实现拓扑管理。 拓扑管理的图形设计可与后台数据库实时关联，支持多级图层及常见图形编辑格式，提供各种方便的图形维护手段；动态反映网络视图中对象的增删情况。 配置信息包括网元基本信息、位置信息、工程数据信息、物理设备信息、通道基本信息、电路配置信息等。 高级应用模块包括资源统计分析、方式调度管理、故障智能诊断、检修预处理。

3.3 业务管理子系统建设方案

业务管理子系统能够实现工单管理、值班日志管理、运行公文发布管理和日常安全管理等功能模块。 工单管理是业务管理子系统中的一个重要模块，实现电路调度工单管理、计划检修工单管理、故障工单管理、缺陷工单管理等功能。 值班日志管理为维护人员日常工作提供记录手段。 维护人员可以通过值班日志管理功能进行日常工作内容的记录、生成缺陷报告、交接班操作，查询以往的工作记录、交接班记录、缺陷报告统计分析等操作。运行公文发布管理主要是业务管理子系统面向系统内各有关单位发布有关运行管理的文件、管理办法等，为各级用户提供及时、可靠、高效率的业务管理和信息服务。日常安全管理模块主要实现了安全简报管理、安全记录管理以及安全教育培训管理等。

4 通信设备接入监控系统的方法

4.1 深圳华为OSN3500、OSN7500 型光纤传输设备接入方法

OSN3500 型设备37 槽位、OSN7500 型设备34槽位的AUX 辅助接口板上有两个RJ45 接口ALMO1 和ALMO2，可以引出两路告警。 OSN3500型设备37 槽位AUX 辅助接口板如图3 所示，RJ45接口定义图如图4 所示：

图3 OSN3500 型设备37 槽位AUX 辅助接口板Fig.3 AUX auxiliary interfce board of OSN3500 equipment 37 trench

华为OSN3500、OSN7500 型光纤传输设备RJ45接口与监控子站DQU-K 接线图如图5 所示。

4.2 深圳华为SBS155/622 型光纤传输设备接入方法

图4 RJ45 接口定义图Fig.4 RJ45 interface

图5 华为OSN3500、OSN7500 型光纤传输设备RJ45 接口与监控子站DQU-K 接线图Fig.5 RJ45 interface of Huawei OSN3500, OSN7500 fiber optic transmission equipment and DQU-K wiring diagram of monitoring sub-station

SBS155/622 型光纤传输设备在机架顶上有2个DB-9 针型插座，两个插座的针脚定义相同。 1、6针脚引出主要告警，3、7 针脚引出紧急告警，告警类型为节点型。

华为SBS155/622 型光纤传输设备DB-9 插座与监控子站DQU-K 接线图如图6 所示。

图6 华为SBS155/622 型光纤传输设备DB-9 插座与监控子站DQU-K 接线图Fig.6 DB-9 socket of Huawei SBS155/622 fiber optic transmission equipment and DQU-K wiring diagram of monitoring sub-station

4.3 依赛XDM1000 型光纤传输设备接入方法

依赛XDM1000 型光纤传输设备顶端有个50芯孔型插座。 端口14、47 为常开节点，表示紧急告警；端口15、48 为常开节点，表示主要告警；端口16、49 为常开节点，表示次要告警；端口17、50 为常开节点，表示告警。 其中端口14、15、16、17 为公共端。

依赛XDM1000 型光纤传输设备50 芯孔型插座与监控子站DQU-K 接线图如图7 所示。

图7 依赛XDM1000 型光纤传输设备50 芯孔型插座与监控子站DQU-K 接线图Fig.7 50-core hole-type socket of Yisai XDM1000 fiber optic transmission equipment and DQU-K wiring diagram of monitoring sub-station

5 结语

随着电力通信监控系统在开封地区的建设投运，通过对电源系统、交换设备、传输/接入设备等重要通信设备以及机房环境的实时监控，实现了设备及故障的管理、告警及性能的统计分析，大大缩短了通信电路故障恢复时间，提高了通信系统的可靠性，提升了管理的效率。实践证明：建设通信监控系统是提高通信设备运行率，实现集中维护及通信站无人值守、提高通信系统管理水平的有效方法。 本文介绍了开封地区电力通信监控系统的系统结构、建设方案、组网原则，归纳总结了通信设备接入监控系统的具体方法，希望对建设电力通信监控系统具有一定的借鉴意义。

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