高速公路通信机房标准化建设方案探讨

邹涛

（山东高速股份有限公司，山东 济南 250014）

0 引 言

2022年山东省一共推进13个在建高速公路，预计年底全省高速公路通车里程将突破7 800公里。高速公路建设总里程的逐年增加，通信技术的快速发展，云计算、物联网、大数据等新技术的普及和应用，要求高速公路机电管理信息化、集成化、数字化水平越来越高，对高速公路运输及运营管理提出了新的标准，对道路中通信硬件设施带来了极大的挑战。交通运输部印发《数字交通“十四五”发展规划》明确提出建设交通设施数字感知、信息网路广泛覆盖的交通运输综合信息通信网络。作为发展高速公路数字化、信息化核心基础设施、重要基础保障的通信机房，在建设中仍缺乏统一的标准和规范。

1 高速公路通信机房现状

高速公路现有通信机房数量众多，应用场所包括收费站、隧道管理所、各级运营管理单位，主要的设备是用于监控、收费、通信系统的通信设备、专用服务器、交换机、UPS电源等。通信机房伴随高速公路建设期一并建设，年限长、基础条件差、设施老旧，机房中的环境建设和设备配置一直尚未升级，但高速公路网络设备随着时代的发展不停地新增或替换，再加上改扩建、周边其余新建道路的通信接入、机电设备升级，至今仍存在诸多问题困扰着运营管理单位。

一是基础设施老化严重。随着通信机房年限增加，机房出现吊顶陈旧脱皮，机房静电地板普遍断裂、边角翘起、夹层脱落，空调性能变差和制冷效果不佳等情况。部分通信机房因建设初期防鼠工作未做到位，经常出现老鼠啃断光缆，造成通信短路，严重影响高速公路运营安全。

二是机房中机柜布局不合理。通信机房建设初期，通信业务量少、种类单一，通信设备较为简单，全程监控、情报板等机电设备种类少，未考虑通信业务的后续扩展等问题。随着信息化不断普及，风速风向检测器、烟感探测器、能见度检测器等场外机电设备数量越来越多，通信机房的机柜及机柜中设备数量也在不断增加，严重影响机柜整体散热和通风。

三是机检查巡查问题多。在通信机房建设初期，高速公路运营单位规模小、工作人员充裕，普遍采用人工值守的方式，未做到全范围监控设备安装。而随着信息化的发展，人员的流动，现有通信机房大部分采用无人值守、人工定期巡视巡查的方式，应对当前工作情况仍存在耗时耗力，巡查记录不标准、不完善，无法及时发现故障设备等问题。

2 高速公路机房标准化建设方案

随着各运营单位“立标杆、推标准”工作不断深入开展，通信机房的标准化建设工作逐渐被人们所重视。为加强高速公路通信机房的统一管理，本文重点围绕智能门禁改造、升级监控系统、优化基础设施三个方面，提出机房标准化建设方案，探索新时代数字化下，适应高速公路通信机房的标准化建设。通过标准化建设，进一步提升通信机房机电设备的使用效率和年限，打造高速公路信息管理样板。

2.1 智能门禁改造

高速公路通信机房在高速公路沿线各站点分布范围广、数量众多，机房门禁普遍采用机械锁，因机械钥匙数量有限，门禁不落锁，机房中的交换机、服务器作为传输信息的关键，存在安全防盗差、没有授权管理、没有记录人员进出管理等诸多问题。通过设置智能门禁系统可有效解决这一难题，智能门禁系统包括智能门禁设备、门禁管理系统两个部分组成。智能门禁设备可以通过人脸、刷卡等方式识别开锁，当通信机房工作人员通过人脸、刷卡识别并打开智能门禁时，门禁管理系统会自动生成通行数据记录并储存到门禁管理系统数据库。根据运营管理需求，门禁管理系统可以按照开、关门时间形成通行数据，并对历史通行数据生成进出机房台账、统计表；也可以按时间段、通行人员身份等类别进行查询机房巡查巡视信息。该系统在提高通信机房安全性的同时，便于运营管理单位对机房的标准化、规范化管理和维护巡检等各项工作辅助检查。智能门禁系统验证流程图如图1所示。

图1 智能门禁系统验证流程图

2.2 升级监控系统

现有的通信机房普遍采用无人值守的方式，机房内监控设备单一，只能通过计算机对指定摄像机进行手动方向调整，进而观察整个通信机房的运行情况，由于日常巡查存在着一定的时间间隔，当环境或者设备出现问题时不能立即发现，导致通信机房存在着一定的安全隐患。本文对原有的监控摄像机进行升级，采用人体识别智能追踪摄像机，该设备可以自动识别人体活动，并调整角度进行追踪摄像，实现机房内监控不留死角，当有专业技术人员进入机房进行维护时，可以避免安排专人进行现场监管与陪同，机房管理工作人员远程对外来人员在机房内作业进行监控，提高工作效率和管理水平。本文探索升级机房监控系统，通过使用计算机软件集成的方式，提升通信机房的智能化和安全性。机房监控系统由计算机操控，主要由两部分组成，包括实时监测管理中心和应急处理中心。实时监测管理中心主要是通过智能检测设备，对通信机房的室内环境温度、供电状态、烟感报警等进行联网统计和实时监测数据变化，并将监测数据实时上传至管理中心。应急处理中心是当环境温度湿度、供电状态等监测设备一旦出现异常情况时，自动切换报警点视频至指定监控显示器上，供监控工作人员确认并进行后续处理。采用模块化的设计理念将功能进行分类，让系统进行独立运作，且和环境监控进行有效结合，机房监控系统逻辑框架图如图2所示。

图2 机房监控系统逻辑框架图

2.3 优化基础设施

现有机房地面普遍采用为500 mm×500 mm或600 mm×600 mm防静电活动地板，地板下走线方式，设金属线槽，由于高速公路通信传输线路复杂且线路众多，穿线以及故障排查时非常困难。机房标准化建设应在传统防静电地板的基础上，按照综合布线的方式规划设计，将主线地板换成防静电钢化玻璃地板，线路仍采用地板下走线方式，线缆作标签，在地板下边机柜、空调等重型设备区域加固，作散立支撑，提高地板设备承重能力，加装防冷凝水设备，防止空调送风通道被堵塞出水。通信机房空调应采用模块化的精密空调，精密空调产生的冷量全部用来降温，提高工作效率，降低湿量。同时配置模块化的UPS、升级电池等设备为机房提供更加有效的电源保障，提高机房的可靠性。机房送风方式选择风帽上送风，空调正面下侧回风方式；风道上送风，空调正面下侧回风方式，风道的高度应满足工艺设备提出的要求。高速公路机房标准化建设墙面要做到粉刷刷白，做防尘洁净化刷漆处理。机房吊顶采用微孔吊顶板，板表面采用静电粉末喷涂。照明系统由工作照明、应急照明和疏散照明组成，均采用LED绿色光源，保障机房具有足够照明。机房环境标准情况如表1所示。

表1 机房环境标准情况

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由于高速公路机电设备长期处于运行状态，机房中服务器、交换机一直处于高发热、持续运行，机柜位置、空调、排风和送风装置的位置和使用都会影响周围环境，机房空间布局对整个机房温度起到了至关重要的作用。在设计机房空间布局时，应避免因内部空间制冷系统气流组织混杂导致出现局部热点等现象，同时应根据所辖路段需要，提前预留新增设备的机柜，保证机房空间能够做到合理利用。针对高速公路运营管理实际，布局应采用隔断式布局，将通信机房分为两部分，一部分为监控操作区，一部分为设备管理区，中间采用12 mm厚单片钢化玻璃隔断隔开，玻璃边框采用1 mm厚的201或304不锈钢材质包边框，做到监控操作区与设备管理区互不干涉。监控操作区共放置监控大屏、操作屏、操作桌、椅子，便于操作人员实时监控和调取录像。设备区按照所辖路段通信容量和高速公路运营实际，共放置收费机柜、通讯机柜、监控机柜若干，机柜采用型号为2 000 mm×600 mm×1 000 mm，分类排列布局放置，增加前后距离，做到各机柜都能正常散热。

3 高速公路机房标准化建设设计

本文以运营管理单位某一现有通信机房布局为例，按照提出的机房标准化建设实施方案，对机房布局进行重新规划设计，机房标准化建设图如图3所示。

图3 机房标准化建设图

由于采取了隔断布局方案，监控操作区和设备管理区相对独立，精密空调设备送出的冷风可以有效保障机柜散热。机柜采用统一机柜进行搭建，通过优化机柜与精密空调的位置，避免局部热点存在，形成畅通的气流回路，达到适应于机电设备的环境温度和湿度。通过智能门禁改造、升级监控系统，使得通信机房的智能化、标准化水平有了进一步的提升，机房标准化运行框架图如图4所示。

图4 机房标准化运行框架图

4 结 论

高速公路通信机房标准化建设作为数字交通发展的必经之路和运营管理的关键，应从门禁、监控系统、机房环境管理等全方位综合考量、优化设施，继而探寻高速公路通信机房标准化建设的最佳实践方案。本文通过现状分析、理论研究以及规划设计，探讨高速公路通信机房标准化建设的具体实施方案，该方案的建立将进一步降低机房维护、管理等日常工作压力，为提升通信设备运行环境、完善机房管理、提高设备运行效能搭建了有力后台支撑，为最大化发挥通信管廊“纽带”作用提供硬件设施保障。