浅析高速公路机房智能管理系统实施方案

苏江峰

【摘 要】“十二五”期间，随着交通基础设施的大力发展，我国的高速公路里程不断的增长，高速公路主骨架网络也趋于完善。同时，随着高速公路信息化建设的不断深入开展，高速公路机房内各种动力及路况信息处理终端构成的信息化核心设备对运行环境的要求也愈发严格，尤其是现代化的高速公路机房建设更应该实现全面的数字化监控管理。因此，高速公路机房的智能管理系统得到了日益广泛的应用。

【关键词】高速公路；机房；智能管理系统

0 引言

近年来，我国的高速公路建设进入了跨越式发展的时期，年均增涨量在几千公里。随着高速公路的不断延伸，为道路运输行业的迅速发展创造了有利的基础条件，成为我国拉动内需、促进国民经济快速发展的重要因素之一。伴随着我国高速公路的快速发展，不断有新的高速公路监控机房和变电所投入使用，由于高速公路机房普遍存在分布零散、距离较远、所处地理环境一般比较复杂、不利于人工管理维护等客观情况。因此，高速公路对机房环境、安防及管理问题提出了新的需求。

高速公路机房的内部设备处于高速公路信息化发展建设的关键环节，是高速公路机电系统中承担动力、信息采集上传的核心部分，其运行环境及安防管理等问题不容忽视。机房内设备运行和数据采集、传输的稳定性、可靠性及安全性同机房内工作环境存在很大的联系，迫切需要实现对机房浸水、烟雾、温湿度、门禁、照明及通风控制等信息的集中监控管理和统计分析。

本文将结合十堰至天水高速公路甘肃段沿线机房的动力环境及安防监控系统的实施方案，综合运用监控、计算机网络、通信、系统集成等多项专业领域，探索基于物联网思维的高速公路机房智能管理系统技术方案。

1 机房智能管理系统技术方案

高速公路机房智能管理系统主要由以下3个部分组成，分别是终端设备层、通信传输层及监控管理层。

1.1 终端设备层

1.1.1 环境监控与数据采集

终端设备层主要包含环境监控及数据采集，可以通过模拟量或数字量实现对机房内浸水、烟雾、温湿度、门禁、照明及通风回路等信息的数据采集，并处理和上传至远端的监控管理中心，其具有如下特点：

（1）业务控制指令的上传下达、信息数据（报警数据、实时监测数据等）的分析、处理、上报等；

（2）具备接收远程控制指令并对本地设备实施相应操作的能力；

（3）终端主机将实时监测数据发送给由交换机、光传输网络等构成的通信传输系统。

1.1.2 机房照明监控

通过TS-IP-PDU/MOD8可实现对机房的照明智能化管理。除了在监控管理中心可以远程监测机房照明状态以及实现远程开关控制，机房本地也可以手动开关照明回路。可最大化的降低机房照明本身的运营成本，延长照明系统设备的使用寿命，进一步提高运营费效比。

TS-IP-PDU/MOD-8可实现8个照明回路的控制，通过扩展模块能够实现更多照明回路的集中监控管理。

1.1.3 机房风机监控

通过TS-IP-PDU/MOD-8可实现对机房风机系统的智能化管理。根据机房内外部的温差等环境因素，通过空气置换的方式对机房进行降温处理，从而达到在常年大多数条件下替代空调制冷的效果，避免了空调长时间运行所造成的电能浪费，有效降低变电站空调的运行时间，实现降低机房电能消耗的目的。

TS-IP-PDU/MOD-8带有风机状态监测功能，整个系统通过DC24V电源供电，带有4～8个电源输出，可以带动8路AC/DC风机工作。

1.2 通信传输层

终端设备层、监控管理层设备、软件等全部通过以太网连接，采用以太网的优点是系统易于扩展，为了保证数据传输的可靠性，在实际实施阶段也可采用冗余环网。

考虑到数据传输的安全性，在机房智能管理系统局域网和广域网之间采用了硬件防火墙，通过监测、限制和更改跨越安全网关的数据流，屏蔽系统内部的数据信息、结构和运行状态；并通过检测阻断威胁、数据加密等方式来实现网络和信息的安全，防范非法入侵。

1.3 监控管理层

监控管理层是机房智能管理系统远程控制及数据分析、处理的核心部分，主要由监控管理软件、服务器及业务工作站等机房设备构成。

监控管理软件作为系统的维护管理及操作平台，给管理人员提供了一个直观、简便的人机交互界面，系统的各项功能也集中的以图形化的方式体现，管理业务日常的监控、维护工作都是通过监控管理软件来完成的。

监控管理软件能够实时接收终端设备层通过通信传输层上报的各类监测数据及反馈信号，根据各子系统的具体情况对数据进行分析、统计、归档，实时反映各设备当前的运行状况（如报警信号、回路开闭、环境数据等）并上传至数据库服务器。系统具备设置可定制化、系统联动性迅速、数据可靠、稳定等特点。

监控管理软件的操作界面中主要包含如下内容，其中：

（1）左侧的导航按钮可切换到具体的传感器画面，查看其状态或操作控制；

（2）下方的报警信息反馈界面具备报警信息的查看、确认、导出等操作；

（3）主画面上温湿度显示实时采集数据，门禁系统通过动画显示开关状态；

（4）主画面上报警元素通过闪烁图标来表示报警信号。

2 机房智能管理系统实施后的功能性

十堰至天水高速公路甘肃段机房智能管理系统实施一年多以来，实现了以下功能，达到了对沿线变电所、机房监控管理、无人值守的目的。

2.1 环境数据监测

高速公路机房内运行着大量的精密贵重设备，这些设备的正常运行，对周围环境的要求非常高，要求环境长时间保持在一个相对较小的变化范围内，否则会影响设备寿命或导致损坏。根据机房的使用需求及运营单位的实际工作情况，配置了浸水探测器、温湿度传感器、烟雾感应器等环境监测设备，各类传感器通过TS-IP-PDU总线集中接入监控终端设备后完成采集信息的上传。管理人员可以对沿线各机房的实时运行状况进行远程监管；同时，系统对机房内的温度、湿度、水侵、烟雾等环境数据进行分析处理及归档，可按用户需求生成各类曲线和报表，方便了管理人员检查调用、历史查询和统计汇报等业务需求。

2.2 远程控制

监控管理软件通过对各机房环境采集数据的分析自动生成报警信号，报警信号通过系统预设能弹出告警窗口，并配合电子地图第一时间向管理人员显示；监控管理人员可配合视频监控平台软件对机房内的门禁、照明、通风系统进行远程控制，必要时可安排管养维护人员赴现场及时处理相关事宜。

2.3 门禁对讲

系统在各机房的门禁刷卡处配置了语音对讲设备。当管养维护人员忘记带门禁卡时，可通过对讲设备呼叫管理中心内的管理人员开启门禁设施，能够节省等待时间，提高管养工作效率。

2.4 配置维护

机房终端设备处理单元具备远程访问功能，可实现终端设备接入单元校时、重启、参数设置、软件升级、远程维护等功能。管理人员不必到达机房现场，就能够修改设备的各项参数，提高设备的维护效率。

3 结论

10天高速公路机房智能管理系统通过对沿线各机房环境参数、运行状态、安防门禁等进行实时监控管理并记录历史数据，实现了对机房环境参数、监控设备等的“集中监控、集中维护、集中管理”的维护管理目标要求，获得了直观的统计分析报告。

同时，系统采用先进的“预警”维护方式取代了以往被动的人工维护方式，实现了故障点的精确定位，提高了高速公路机电系统运行的稳定性和安全性，也提高了高速公路的管理及维护效益和自动化管理水平，有效降低了管理及维护人员的劳动强度、降低了运营维护成本。作为高速公路信息化建设持续改进的一部分，值得在今后的高速公路运管工作中大力推广并不断深入优化以实现更加高效、节能、绿色的高速公路机房运营管理方式。

[责任编辑：汤静]