电信动环监控系统易忽略的问题及解决方案

王从阁

摘 要：作为通信系统的重要组成部分，移动基站可以为移动终端提供系统接口和无线功能。近年来，随着通信技术特别是4G网络的飞速发展以及5G网络的商业应用，移动基站的数量大大增加。但是，由于我國地理的特殊性，移动基站具有位置分散、环境恶劣和电力不稳定的特点，因而实时监测基站的动力和环境显得尤为重要。本文对电信动环监控系统易忽略的问题及解决方案进行分析，以供参考.

关键词：电信动环监控;系统问题;解决方案

引言

通过应用动环监控系统，所有独立设置的动力设备、机房环境参数等均可以实现采集，能够实时性检测系统与设备的运行状态，结合运行数据的提取与监控，达到及时确定故障情况的效果，第一时间通知相关工作人员展开处理，因此有着极高的建设与优化价值。

1智能动环监控单元

1.1 FEU边缘节点计算的自动化

随着5G网络的推广，基站的扩展和物联网技术的发展，越来越多的传感器投入监控，平台容量和运营难度爆炸性加剧。十多种类型和数百万个FSU设备需要升级。完全依赖于不同区域的供应商来更新版本非常困难，因为这样会导致系统更新工作量巨大，并且软件可能缺失健壮性。因此，有必要对该系统进行改造。通过分析平台软件的结构，业务流程，边缘节点计算的功能，FSU的核心芯片以及嵌入式系统的算法，结合密集监控平台的功能规范，本文提出一种自动嵌入式访问单元FEU，该单元将终端计算功能移至FSU操作系统中，并使每个基站都可以作为分布式单元进行计算。在此基础上，改造接入终端并启动FSU自动化项目。

1.2自动FEU的突出优势

使用自动FEU有6个主要优点：● 统一管理B接口，使监控数据更加准确和可靠;● 功能的高度可扩展性，可以在任何环境中快速升级和部署;● 监控数据的准确性，有助于快速定位问题;● 与大多数FSU设备兼容，适用于新旧设备;● 自我发展，可以降低购买FSU的成本;● 自动监控。由于上层接口是统一的，软件版本是相同的，并且报告数据的格式完全统一，因此安装和升级简单从而支持基站的新功能，并且操作，维护和管理完全标准化，从而使得系统稳定可靠。该项目实现了基站统一管理，自动部署和简单扩展的目标。FEU根据需求设计模型，将与硬件和设备接口高度相关的软件划分为独立的部分。通过设计应用程序与监控中心交互并将数据作为单独组件进行管理，FEU可以对传递监控数据的操作过程进行标准化，从而确保数据的完整性和可靠性。

2系统组成和各部分作用

2.1监控单元（SU）

动力、环境、安防监控单元由综合监控采集器、智能设备采集器（串口服务器）、无线网关、以太网交换机、无线传感器等组成，一少部分被监控设备通过串口或是I/O口与采集器直接相连，采集如交流配电柜、直流配电屏、不间断电源、高频开关电源、温湿度仪等的现场信号。蓄电池监控单元采用基于Zigbee无线技术的星型网络，星型网络的重要性在于，外围监控传感器尽可能地简单，复杂结构主要集中在监控单元，可以尽可能地全面监测单体电池的电导、电压和温度参数，VTC测量模块监测电池组的总电压、总电流以及环境温度，以及无线网关兼容电池组总电压和总电流以及环境温度等。无线网关与传感器及VTC之间采用Zigbee无线通信技术，不但为现场安装和布局提供了极大便利性，同时也节约了施工安装等成本。无线网关通过以太网接口与客户监控平台或者PC终端完成实时监控和信息采集，最终通过业务内网TCP/IP方式将采集的现场数据先进行预处理或是直接无差别地上传至综合监控数据库服务器。IT监控单元由各类被监控的IT设备通过TCP/IP方式，采用B接口或SNMP接口将数据上传到综合监控数据库服务器。

2.2监控业务台（SM）

是用户使用的最主要操作平台，通过它可以直接了解到通信站点内的工作状况，它集合了全部的日常使用的业务。业务台的主要功能包括查看设备的实时数据、实时曲线、历史曲线等，对告警信息进行查询、确认、处理、屏蔽，对常用报表进行查询和下载。紧急情况下还可对现场设备进行远程控制。

2.3系统测试分析

动环监控系统组建完成后，需要进行系统性的试验，通过试验结果分析系统是否能达到预期效果。进行测试前，首先应检查检测设备之间线缆连接是否正确可靠、设备输入电压是否在规定范围以内、设备内部的电源布线无接地等情况。主要测试内容为系统测量蓄电池组电压、温度、电导、电流等参数的准确度，网关节点的丢包率以及系统运行的稳定性。利用计算机运行无线网关管理软件，连接主控模块配置好设备信息，查看电池组电压、电流、电导等数据是否准确，并将系统测量的电池组电压、电流等参数记录下来，利用数字万用表、电导测试仪等工具，对比系统测量的电池组参数两个值是否在规定范围内。

3电力信通站点动环监控建设的标准化设计

3.1推动设备配置的标准化建设

在进行动环监控设备配置的标准化建设中，可以引入三维度、六种类的标准化配置模式。其中，三维度主要包含电力信通站点的电压等级、是否实现信通电源的独立性配置、是否实现信通机房的独立性配置;六种类主要为不同电压等级以及配置的变电站，具体包括：第一，电压等级不低于220KV，且配置了独立信通电源以及独立信通机房的变电站。第二，电压等级不低于220KV，没有配置独立的信通机房，但是配置了独立信通电源的变电站。第三，电压等级不低于220KV，没有配置独立的信通机房，且配置了一体化电源的变电站。第四，电压等级为110kV或35kV（低压），且配置了独立信通电源以及独立信通机房的变电站。第五，电压等级为110kV或35kV（低压），没有配置独立的信通机房，但是配置了独立信通电源的变电站。第六，电压等级为110kV或35kV（低压），没有配置独立的信通机房，且配置了一体化电源的变电站。

3.2推动监控管理的标准化建设

结合现实需求积极搭建起动环监控管理平台，在完成信通机房动环数据的实时性提取后，第一时间对相应数据信息展开传输操作。此时，所有的动环数据均得到统一性保管，并为后续决策提供支持，保证最终控制决策的可靠性。在此过程中，动环监控管理平台能够完成对交流输入电压、直流输入电压、集成图像、漏水情况、环境温湿度数据、电池组电压、烟感等动环数据提取及集中管理，提升了数据采集及处理的速度与效果。在此构建的平台系统中，相关人员可以通过系统提供的地理图以及站点列表达到对电力信通站点展开全面性监控的效果。在该系统的实际运行中，主要將监控状况设定为三个等级，具体如下：红灯亮起代表“严重警告”;黄灯亮起代表“一般警告”;绿灯亮起代表“正常运行”。在不同灯亮的同时响起差异性的报警声音，确保相关工作人员及时、准确掌握电力信通站点的现实情况，并第一时间展开针对性处理。同时，该系统可以利用短信的形式向相关工作人员发送电力信通站点的异常情况，提升问题处理效率。另外，能够在该系统内调取历史数据，为其他工作的展开提供参考。

4集中监控管理平台的应用

4.1集中监控管理平台实现目标

集中监控管理对弱电系统中的安防系统、空调系统、新风系统、自然冷却系统、连续制冷系统、应急柴发系统、供回油系统、温度监测、湿度监测、漏水检测、集中加湿系统、高压供电监控系统、IT配电系统、动力配电系统、UPS系统、蓄电池系统、防雷系统、氢气浓度、微正压、能效分析等系统以及相互关联的系统与设备进行统一监测、管理和控制，从而实现高度统一的信息共享、相互协调和联动功能，并建立起整个云计算中心集成监控管理平台的监控和管理界面，从该界面上可获取全面的系统信息，实现信息资源的优化管理和共享。

4.2监控服务器

将采集的IDC数据中心的实时数据进行存储、处理，并根据用户需要发送远程控制设备的指令，实现对IDC机房设备的远程控制。嵌入式服务器具有两个网口，在网络上实现双路上联，当任何一个服务器网口或上联线路故障时，环境监视系统监控的数据采集、处理能持续进行。

4.3控制功能

能在中央控制器通过对图形的操作或预先编制的控制程序实现对现场设备的控制，通过选择操作可进行运行方式的设定，可通过菜单查看和修改参数。

4.4蓄电池监控系统

（1）对IDC机房UPS设备电池充放电状态、电池电压电流、电池内阻及温度进行实时监控。（2）显示电池组充放电状态，产生事件报警并记录异常情况;同时监控模块配置外部通信接口实现远程通信。（3）远程监测蓄电池组各单体的参数，可查询历史参数，并对蓄电池组的各种故障进行报警。

5数字孪生机房的三维可视化监控系统的设计与实现

5.1数字孪生机房模型三维可视化展示

机房环境可视化是根据实际机房的建筑结构、机房布局建立虚拟机房三维模型场景，包括机房中机柜布局摆放位置、配电设备、精密空调设备、摄像头、温湿度传感器、漏水绳等辅助设施布局的摆放位置都在系统中展示。对机柜空间、机柜载重、功耗统计等进行展示实现对设备运行状态、告警信息进行实时监控。（2）资产配置可视化是将各个机柜以及机柜里设备的基本信息通过三维建模方式导入到机房可视化系统，通过点击模型设备可查看相应的配置信息。并且提供历史查询记录，完善信息管理档案。（3）机柜容量可视化将机房的机柜U位展示在平台，机柜空间和机柜载重都使用柱状图来展示每个机柜当前的空间利用率和承重情况，通过颜色区分当前机柜的空间利用情况和承重情况。

5.2平台架构设计

针对机房三维可视化监控系统需求，进行机房三维可视化监控系统总体设计。平台采用Ajax引擎的B/S架构三层结构，数据库中主要存储了机房设备的各类信息，包括机房环境三维模型、资产配置、机柜容量数据以及设备告警数据等，采用JSON（JavaScriptObjectNotation）格式来存储。服务器采用Tomcat小型轻量级应用服务器提供Web服务，启动服务器后，系统可以自动加载Web应用程序。浏览器端采用JavaScript和WebGL技术实现机房模型三维可视化和设备信息的交互查询功能。

5.3故障诊断

机房监控系统的故障诊断实施方案结构如下图5所示，机房故障诊断采用基于数据驱动的方法，使用深度神经网络算法实现机房的故障诊断。具体步骤为：获取机房真实运行数据和机房模型测试数据，对数据进行数据清理、数据集成和数据转换等数据预处理操作，然后将数据样本送入到训练模型中进行学习，生成故障诊断模型。将产生的结果与设备的历史故障数据库、故障专家知识库进行全方位比对，将比对结果使用数据融合等算法得到设备故障特征值。通过对故障结果进行反馈，产生新的训练样本，再通过训练模型生成新的诊断模型。通过上述过程的反复迭代，逐步提高故障诊断的准确性。

6监控系统软件部分的缺陷和不足问题

监控软件平台架构不够灵活，随着企业的减员增效，人员压缩、运维制度的改变导致同一机房存在不同管理人员的情况。目前监控系统难于分离出不同维护单位的数据。同时，维护和管理体系中的人员也有各自的数据需求。维护人员更关心设备运行的实时数据、状态和告警等信息。管理人员更着重设备的容量、负荷、资源和系统的趋势信息。如果监控软件平台使用监控数据与用户前端界面无需紧密关联的方式。用户前端界面可以根据业务需求和人员需求进行设备的选择配置。灵活地配置出不同人员终端监控不同的设备数据。

7电信动环监控系统易忽略的解决方案

7.1动环监控建设时缺少能耗管理的数据采集及数据分析考虑

随着电信企业对通信机房及设备节能越来越重视，早期建设的监控系统更着重采集被监测设备的运行状态和数据的采集，而忽视设备能耗的数据采集。到现在增加节能系统需采集电能数据时，由于动环系统或设备未在新建时加装智能电表，设备投入使用后加装智能电表往往需要停电才能实现，给在用设备带来风险。特别时IDC机房，由于用户不同或重要程度不用，服务器设备不是所有设备都是双电源保障。即使配备装电源设备，客户亦不轻易容许任何一路电源断电。为改造带来困难。节能系统对中央空调运行数据采样其中一项是要采集中央空调中的水流量数据。该数据在原有动环监控系统中极少进行采样，即使是中央空调主机设备厂家也很少能提供。因为增加水流量检测数据往往需要对水管进行破坏性加装传感器，即使使用超声波的水流量传感器也因为价格高昂，而且不破坏水管也要破坏水管的保温层而难于实施。所以在新建中央空调系统时需将水量流量检测纳入监控系统采样清单中。

7.2动环监控系统适应的未来发展需考虑的问题

动环监控系统从最初的实现动力设备运行监控、环境监控功能，逐步趋向附加更多的增值功能。利用过动环监控网络及数据采样，实现节能、设备的资源管理、监控数据分发。从单一的設备监控，向智能设备巡检，立体化展示、监控数据的大数据分析、专家系统故障分析方向发展。所有这些增值功能都需要建立在前端数据采集完备，准确的基础上。在动环监控系统规划建设时，应根据未来的这些功能需求特点，做好设计规划。在当前资金受限时，需要考虑未来增加功能时预留接口，能快速简便的实现。

结束语

集中管控平台在河钢唐钢云计算中心投用后运行良好，并且多次发现设备问题。漏水报警4次，蓄电池电压、内阻异常有效报警3次，机房温湿度异常多次，空调报警5次等。通过集中管控平台的报警，及时了解到设备的异常情况，及时对故障点进行处理，防止事故的发生，尤其是蓄电池电压、内阻异常的有效报警，避免了火灾事故的发生。下一步，准备利用该平台运行数据对设备进行分析，提高设备利用率、降低中心PUE（评价数据中心能源效率的指标）值，以达到降本增效的目的。

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