动环监测系统在高速公路行业的应用分析

摘 要：目前高速公路机电设施已实现了电力监控、火灾报警、ETC门架设备、收费车道设备等外场设备的数据及状态监测，在监控中心就可以实时远程监控。但是对机房的动力及环境监测大多数还停留在传统的管理模式上，普遍未实现远程实时在线监测。针对这一问题，本文从高速公路机房现状、动环监测系统介绍、发展趋势等多方面进行分析，结合相关的实践经验，提出了建设高速公路机房动环监测系统的必要性，实现对机房电源、空调、烟感、水浸、门禁、温湿度等多方面的实时在线监测，提升高速公路集中运维监控能力及科学化管理水平。

关键词：高速公路;机房;动环监测;智能管理;应用

中图分类号：TN916.81 文献标识码：A

0 前言

在2015年以前，高速公路机房设计理念当中普遍以普通机柜为主，功能比较单一，机柜与机柜之间没有形成封闭空间管理，设备的通风散热全靠机房内的空调，特别是运行几年后，随着日常运维及后期设备的增加，机房环境已相对恶劣，给设备的正常工作带来了严重的挑战。

近几年新建、改扩建高速公路机房设计已由传统的普通机房向整体式机房过渡，对机房的管理和设备的运行环境提出了更高标准的要求，不仅在监控中心设计整体式机房，在收费站也设置了整体式机房。

1 高速公路机电运维管理现状

目前高速公路机电设施已实现了电力监控、火灾报警、ETC门架设备、收费车道设备等外场设备的数据及状态监测，在监控中心就可以实时远程监控。但对机房的UPS电源、空调、烟感、温湿度等数据的监测大多还停留在人工巡检的方式上，不仅效率低，而且一旦发生故障无法及时获知相关信息，在一定程度上制约了机电运维信息化的管理水平。

当前全国高速公路正在加大智慧高速的研究与建设，各种新技术与新设备、创新的管理方式正逐步展示在我们面前，但大多数是面向出行服务方面，而针对机房的智能化管理相对会缺少重视。但随着高速公路营运信息化的建设，机房的智能化建设将会日趋重要，因此动环监测系统也会展现出更加广泛的应用前景。

2 动环监测系统介绍

2.1 系统作用

收费站机房和监控中心机房是整个高速公路机电信息系统的核心部分，为保证计算机系统和通讯网络的安全正常运行，与之配套的动力系统、环境系统、安防系统必须时刻处于稳定受控状态，否則造成的后果将不堪设想。因此对高速公路各个机房进行实时在线的监控、及时发现存在的隐患是极其必要的。

自动监测高速公路机电系统机房动力环境状态，在自动采集状态数据以后，智能分析设备报警发生的原因以及具备智能生成预警，在以网络链路拓扑图形化、数据列表化的方式为用户提供直观状态及故障浏览功能的同时，将状态信息通过微信企业号实时推送给机电运维人员，同时系统具备自动联动控制等功能，起到大幅度减少人力物力投入、提高机房运维效率、保障机房良好运行，防止重大故障灾害的作用，从而大幅度提升机房运维服务质量。

2.2 系统组成

主要包括动力系统（UPS电源、电池、机柜电源、发电机等），环境系统（空调、温湿度、漏水监测、烟感等），安防系统（视频监控、门禁、入侵监测、消防火灾等），前端监测主机，中心应用平台等。

2.3 监测数据类型

（1）UPS：监测输入/输出电压、电流、频率、功率，蓄电池组的电压、后备时间、温度等参数。（2）直流电源：监测输入市电状态，蓄电池组的电压、电流、温度、容量等参数。（3）普通空调：对普通空调的状态监测和启停控制。（4）温湿度：监测温湿度传感器所采集的机房温度和湿度数据。（5）烟感：采集消防控制器的报警信号或烟感探测器的报警信号。（6）门禁系统：监测门的开关状态，控制门的开关、门禁系统与CCTV系统联动对进出机房的人员进行自动录像等。

2.4 数据传输方式

监控主机（监控主机具备采集、存储及分析处理功能，可独立运行于本地网络）对前端设备进行信息采集及进行智能分析处理，实时向中心平台上传设备运行数据、状态及报警信息，中心平台根据上传的信息进行综合分析处理，向微信企业号、PC等终端推送故障及报警信息。

3 动环监测系统在高速公路行业的应用实践

开阳高速于2003年通车并于2019年进入机电工程的改扩建，因收费站机房结构物利旧等其他原因，收费站机房未采用新的整体式机柜，仍沿用普通式机柜，如何将机房改造美观及更加智能化成为了我们当时的一个难点。经过业主单位的同意，我们在设计上增加了动环监测系统，在每个收费站部署了UPS电源监测、烟感、温湿度、红外探测、漏水检测等动力环境监测设备。

数据传输方式设计为，监控主机采集前端感应器的检测数据，监控主机连接收费站的监控数据交换机通过通信系统网络传输到监控中心，在监控中心管理平台读取各个收费站的动环监测数据。该监测系统实现了对机房的UPS电源、空调、温湿度、烟感、安防等动力及环境的在线实时监测，可实时向监控中心的数据平台进行信息推送，改变了以往人工巡检的传统模式。同时该系统部署后还有一个亮点，那就是对机房内的空调进行统一的控制，在满足机房制冷需求的同时，又节约了电能。

动环监测系统的实施，有效提升了开阳高速营运单位的机电管理的专业化、信息化、科学化水平，使开阳高速的机电管理上升到一个新平台。

4 动环监测系统在高速公路行业应用缓慢的原因分析

首先是由于传统的行业及技术上的限制，以往的高速公路机电设计很少往机房智能化方面考虑，加上以前的技术没有那么先进，在设计上不会考虑这方面的内容，从而导致高速公路机房的智能化信息化建设相对没有那么重视。

其次是高速公路建成通车后通信机房往往十年甚至十多年都不会有很大变动，业主单位也适应了传统人工巡检的模式，加上建设动环监测系统需要增加不少的营运费用支出，更加造成了动环监测系统在高速机电行业应用滞后。

最后是动环监测系统本身的发展限制。动环监测系统最早是应用在中国电信等通信行业，监控厂商技术水平差别也很大，无法有效地被高速公路機电行业所应用。

5 动环监测系统在高速公路行业的发展建议

5.1 设计上重视

新建及改扩建项目的设计应当具有前瞻性，结合营运相关的需求及当前高速公路机电信息化建设的需要，提前将机房的设计思路理清，当然业主单位也要有这个意识，从根本上树立提高机房管理信息化水平的意识。

5.2 技术上重视

监控厂商的技术水平应当不断加强，提供的软硬件应能全面兼容机房的现有设备，动环监测系统应当稳定可靠、信息反应快速，融合当前流行的AI人工智能技术、边缘大数据等先进技术，从而满足不同业主的不同需求。

5.3 管理上重视

动环监测系统是助于机房智能化、科学化管理的，也能够快速地为营运单位提供快速响应及决策支持的，因此业主单位应重视动环监测系统所发挥出来的作用，从管理需求方面部署应用动环监测系统。

6 动环监测系统在高速公路行业的发展趋势

一体化的动环监测系统，可以帮助用户降本增效、提升运维水平，从而提升用户效益。基于信息化建设的需要，动环监测系统必将迎来新的发展，市场需求和鞭策也会不断的要求技术水平的提升。动环监测系统未来在高速行业的发展趋势将包含四个方面：

第一，高度集成化，行业将会形成以传感器、数据采集为核心，融合音视频监控、AI人工智能应用、边缘大数据分析等领域的高度集成化标准体系。第二，部署安装简便化，参考学习通信行业的成熟系统，动环监测系统自身的运维需求将会逐步降低，系统调试、组态配置等将会被自动配置、远程调试取代，前端设备和系统的部署将会越来越简单。第三，系统简易化和3D可视化，动环监测运维数据的结构化存储和可视化呈现，可以实现快速展示用户关心的数据。第四，针对前端硬件设备的软件定义。动环监测是一个以创新为主导的领域，而优秀的动环监测服务需要不断地对客户需求深入了解和洞察，还需要企业具有深厚的研发实力和资金支持，跟上整个行业技术发展的潮流，才能推出软件和硬件完美结合的动环监测产品。

7 结语

随着人工智能技术的发展，伴随新基建的热潮，及建设智慧高速公路口号，传统的动力环境监测系统将不仅仅局限于机房动力环境设备，后续将结合大数据，形成自主可控的自主化运维，物联网的物物相连也将成为可能，真正实现智能化、一体化，远程掌上运维也将会成为未来的运维方式。

因此，随着智慧高速的建设进程，广大高速公路营运业主在智能化建设意识上的不断提高，动环监测系统在高速公路行业的应用将会越来越广泛，完善建设高速公路机房动环监测系统的重要性将会变得更加迫切。相信在不久的将来，动环监测系统在高速公路机房的应用也将成为高速公路营运智能化管理的一个亮点，将会提升整个高速公路行业的运维监控能力及科学化管理水平。

参考文献：

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[2]王运虔.高速公路运营中三种监控业务应用优化的探讨[J].内蒙古公路与运输，2012（2）：59-60.

[3]薛东东，林杰鑫.高速公路机房环境监控系统的应用[J].中国交通信息化，2011（8）：117-119.

作者简介：叶强强（1987—），男，广东韶关人，本科，学士，工程师，主要从事高速公路机电工程技术管理工作。