通信机房安保监控平台的搭建

农建超，秦 彪，高 朗

（广西电网有限责任公司河池供电局，广西 河池 547000）

0 引 言

由于变电站的通信机房遍布站点较多、地域广、路况复杂且班组人员紧缺，日常采用“故障告警—现场排查”的巡检模式实现通信机房运维，这种巡检模式不能及时获得运维站点机房运行环境的详实信息且回响反应速度慢，不能及时消除隐患[1]。因此，搭建安全监控平台来缓解班组人手不足的问题，降低人员人身安全风险，及时消除机房发生的故障或者安全隐患，确保地调通信值班员能够掌握各站点通信机房的实时运行情况，提高通信设备稳定运行能力。此外，安全监控平台可以实现集中管理无人值守机房。

安全监控平台集成了机房管理措施，能全面监控和管理机房通信设备、通信电源状况、消防设施、门禁防控以及视频设备等，同时能实时监控通信设备的工况参数和运行状态，第一时间发现各种故障及异常运行状态，并通过语音信息、图像视频等方式发送报警信息给地调通信值班员[2-4]。在通信机房设备出现故障时，通信机房安全监控平台能够自动判断需要重启还是切换电源，从而减少现场维护次数，解决了运维成本较高和人身安全风险大的问题。

1 系统概述

通信机房安保监控系统是基于传输控制协议/网络协议的集中网络监控管理系统，能够为实时监控通信机房提供集中管控方案。通信机房安保监控系统实现了对众多站点通信机房的设备、环境、通信电源和安保等信息的集中、全面监控管理，实时监控每个站点通信机房的设备参数，在出现故障或者异常信息时，可通过声、光、图像以及视频等方式及时发送告警信息，以便通知地区变电站管理人员第一时间进行处理[5]。

1.1 监控系统组成

通信机房安全监控系统主要分为视频录像监控系统和门禁监控系统两个部分。

1.1.1 视频录像监控系统

搭载的高清摄像机可以确保通信机房在任何光线强度下都能实时捕捉室内的高清图像或者视频。高清摄像头采用全景倾斜摄像头，可远程遥控摄像头获取全方位的监控机房场景[6]。同时，高清摄像头与配套的门禁系统和红外报警器相连接，可监护进入通信机房工作的本班组人员或外包施工单位人员，有效管控人身作业风险和设备误触碰的风险。此外，记录的图像或视频会及时传输至视频监控系统中心。

1.1.2 门禁监控系统

门禁监控系统需要与常规钥匙和开门控制器搭配使用，负责统一管理本供电局调度人员或外包施工单位人员进出机房，同时对机房门禁实施安全防控，防止机房外来者的入侵，为机房管理提供便利。

2 监控目标

2.1 机房通信电源状况监视

机房通信电源是保证机房通信系统设备正常运行的重要电源。当通信电源发生欠压、高压等情况时，机房设备的安全会受到巨大威胁。机房通信电源状况监视系统可以通过智能电流和电压传感器实时监控机房的通信电源状况，实现自重启或切换功能，以保障机房设备的安全。

2.2 门禁卡集中管理

传统的机房门禁管理方式是采用钥匙进出机房，然后手工记录进出情况，存在机房遍布站点较广、运维人员管理区域复杂难区分、运维责任难区分、出入不方便以及丢钥匙换锁的情况。门禁卡集中管理可以取代传统的机房门禁管理方式，使各人员出入机房更加方便、安全。

2.3 视频环境监控

监控中心全天实时监控机房内动态视频环境，一旦机房发生非法入侵，视频监控系统可自动捕捉并记录室内情况。视频监控系统具有夜视功能，夜间发生非法入侵时先进行红外夜视录像，然后在设定的时间段后自动打开机房内灯光，拍摄清晰的取证录像，并联动安防报警系统向监控中心和变电站值班员发送报警信息[7]。

2.4 报警管理

监控中心系统能实时监测到各站点机房里的温度湿度情况、烟雾火警、水浸情况、红外入侵探测信息、通信电源停电告警以及机房通信电源状况等，且能在监测到异常的第一时间，通过电话语音、手机短信、声光报警器以及电子邮件等方式告知关联的调度值班员[8]。

3 安保监控平台搭建

3.1 监控视频系统

监控视频系统基于原有常规视频监控系统进行实时改造。改造后的监控视频系统视频服务器采用动态图像专家组（Moving Picture Experts Group，MPEG）音视频压缩标准，能够传输带宽在640 kB/s～4 MB/s的高清晰度的实时视频图像。改造后的监控中心能控制摄像头捕捉、缩放目标，通过遥控云台实现360°旋转全方位捕捉目标[9]。改造后的监控视频采用高质量的红外一体化摄像机进行监控摄像，能够在照度很低的光线环境下拍摄高清晰度的黑白视频图像，并在环境照度达到0.01 lx时自动转换为拍摄彩色图像。改造后的视频监控系统中安装的电脑服务器可以完成监视、控制、录像及存储功能。

3.2 监控门禁系统

传统的监控门禁系统使用钥匙和开门控制器进出机房，对于机房遍布站点较广的区域难以实现集中管理。安保监控平台搭建的电子门禁集中监控管理系统能够做到刷卡开门，不仅能记录各人员出入机房信息，而且管理方便，能够满足安全、快捷、责任分明的需求。

电子门禁集中监控管理系统由网络智能卡、智能卡读卡器、无线智能门磁、磁力电控锁以及开门控制器等构成。其中，网络智能卡基于传输控制协议/网络协议与监控中心通信，是数据传输、资料存储以及电锁控制的核心。网络智能卡接收到智能卡读卡器由现场总线发送来的资料和数据，网络连通时经以太网发送至监控中心，辨识持卡人身份和可以进出的区域，同时将是否开门的信号回传给监控主机，最后控制磁力电控锁执行开启或者关闭操作。在网络中断时，可以利用监控主机内部储存的卡资料来判断持卡人是否能够在网络中断时进入机房。电子门禁集中监控管理系统不仅能完成机房运维人员的分区、分时间段管理，还能查询机房巡检历史时间，实现综合全面管控门禁监控系统安全。

3.3 监控告警系统

告警中心监控系统的监控中心服务器上安装有网络监控相关的系统软件，能实时集中监控各站点机房内的环境及设备运行情况，并分级、分类汇总和处理各类告警信息，再通过机房内的告警装置及时发送相关告警信息，通知地方调度值班员及时处理告警事件[10]。

3.4 机房入侵声光告警系统

机房入侵声光告警系统如图1所示，具有红外探测功能。当生物闯入机房并被摄像头探测到时，摄像头触发控制电路启动照明灯，拍摄到清晰的监控视频，同时发出报警声起到警示作用。地调值班员通过监控系统可以发现异常情况，并联系变电站人员确认具体的情况。此外，光告警系统能够为黑暗的机房提供照明。

图1 机房入侵声光告警系统

4 监控平台特点

（1）该监控平台的组网络结构基于传输控制协议/网络协议设计，能够向多个站点、区域的广机房提供最有效的监视单元，同时使用网络协议的监视系统向通信器室提供统一管理。

（2）基于网络协议构建监控平台，数据收集也使用标准协议，增加监控范围、监控信息等十分方便，实现了即插即用系统扩容的过渡。

（3）由于有丰富的监控工程经验和详细的通信机房需求研究，该平台设计时涵盖了网络数据设备、机房的通信电源状况、温度湿度情况、烟雾火警、水浸情况以及红外入侵探测等机房设备的运行情况和协议转换器等，可以满足不同通信机房的各种个性化需求。

（4）该平台采用嵌入式实时操作系统作为软件平台，稳定性和可靠性较高。硬件采用嵌入式系统架构和具备功能的系统级芯片，结构紧凑、发热量低，不需要硬盘、显示器等易损坏元件，不易感染病毒，搭载了“看门狗”系统，可防止死机。在通信电源和信号线等与外部相互交汇的地方，按照工业Ⅱ级设备标准进行防浪涌、防雷击、防静电等设计。芯片选型材料采用工业级原材料，对生产工艺和技术指标无特殊要求，生产制造成本低廉，便于安装调试，可靠性高[11]。

（5）基于网络的交互具有开放性，网络通信可能会受到入侵或截取。如果通信数据被截取、模仿，会产生很大的安全风险，因此对网关系统等安全要求较高。数据传输时采用可靠的数字签名方式进行保护，使用远程认证拨号用户服务方式认证，保证系统的安全性。

（6）将系统现有的复杂RS2324四线制接线接口改为RJ-45电信网络接口，降低了施工难度。图形化软件操作管理方便，还附带组装图和电子地图管理方式，方便电网值班员查阅或管理。

5 实时成果及效益核算

5.1 实时成果

通信机房安保监控平台不仅成本费用低、安装调试速度快，而且可结合通信现场开展运维工作。系统调试接通后，地调通信值班员可通过系统实时监控站点通信机房的情况，同时实现以下功能。

（1）监控进入机房的人或物的行为及活动轨迹，一旦发现违规，立即通知站点值班人员配合处理。

（2）监管本班组或外包施工单位在通信机房的现场工作，阻止违规行为，保障人员人身安全和设备安全，留存现场违规操作证据。

（3）及时发现通信设备异常，大大减少异常情况带来的损失。

（4）优化调整班组工作安排，提高班组工作效率，减少班组人员暴露于交通风险的情况。

通信班组可通过机房入侵声光告警联动系统实时掌握各站点通信机房和通信设备的运行情况，充分发挥站点值班员的协作配合作用，减少了通信班组人员现场排查故障的次数。使用该系统现场排查次数前后对比数据，如图2所示。

图2 使用前后“跑现场”次数对比

该通信机房安保监控平台增加了故障判断准确率，大幅提升了班组整体的工作效率。平台使用前后工作效率对比，如图3所示。使用平台前后的工作效率比为30∶70，大大降低了班组人员暴露于交通风险的情况，同时为公司节约了工作成本。

图3 使用前后工作效率对比

5.2 效益核算

5.2.1 经济效益

机房入侵声光告警联动项目一个站点材料及安装费为550元，目前整个网区110 kV以上站点有46个，完成整个河池网区的费用为25 070元。

按照整个河池网区所有110 kV及以上站点计算，由此产生的经济效益可分为节约因下场确认情况出工费用和维护费2个部分。

节约因下场确认情况出工费用：一个工作组2人，维护人员出工每人每天为100元，车辆出动1次以来回50 km距离为例，每千米耗油0.1 L（每升油的价格为6.84元），那么一次出工的费用为234.2元。目前，已安装了10个站点，剩余36个站点未安装，36个站点出工一次的费用为8 431.2元。节约的成本随着变电站安装系统的数量的增多而增多。

该系统通信班值班员执行安装、调试，对于该套系统的维护成本仅为摄像头、照明灯、转换采购费用。以一个站点3样配件的费用合计为300元来计算，维护人员出工每天为200元，1个站点维护按1天计算，整个河池网区46个站点每年维护1次，节约维护费用为9 200元。采购系统部件费用以每年部件故障情况作为参考标准，费用为300元，一年的总费用为9 500元。

此外，该利润随着变电站数量的增多而逐渐呈现递增的趋势。

5.2.2 社会效益

设计的系统在河池供电局10个所辖站点投入使用，系统设备安装调试简单、方便、快捷，实用性能高，投入成本低、见效快，满足了需求，且极大地提高了生产运维效率，保证了电力通信系统运行的安全性和可靠性。

6 结 论

针对通信机房安保监控平台的搭建，提出了针对性的解决方案。机房入侵声光告警联动系统有助于降低现场作业人员人身风险，降低通信设备损坏率，缩短故障恢复时间，提高生产效率。此系统原理简单，易于掌握和操作，无须高新科研经费开支和技术培训。系统所使用的材料均为市场中成熟产品且不存在昂贵部件，对生产工艺和技术指标无特殊要求，生产制造成本低廉，便于安装调试，可靠性高。它为通信人员提供了多种方式监控通信机房运行状况，大大提高了站端通信电源运行监控的可靠性。