高鐵站信息機房電源設備運維監控系統的研究與應用

李然

（沈陽鐵道科學技術研究所有限公司，沈陽110000）

1 問題提出

目前，高鐵站信息機房的供電方式是由外部兩路供電接入UPS電池組，經穩壓器和配電柜后向計算機、服務器、交換機等網絡信息設備進行供電。該供電方式可以避免因為停電而造成機房內的信息設備停止工作、數據丟失等情況的出現。但是，供電電源設備在運行過程中也存在著安全隱患，如UPS電池組在放電過程中容易發生膨脹、漏液，以致短路，甚至爆炸，造成火災。為了避免安全事故的發生，當前采用人工巡檢的方式定期對機房供電電源設備的運行狀態進行檢測，但是，由于機房數量較多，該巡檢方式始終存在實時性差、效率低、工作量大等問題。

因此，有必要研究和開發適用于高鐵車站信息機房供電電源設備運行狀態的遠程監控系統，便于運維人員實時掌握其運行狀態，實現高鐵車站信息機房供電電源設備更加高效的運維管理。

2 設計方案分析

對高鐵車站信息機房供電源設備主要是指UPS電源和蓄電池組進行更加高效的運維和管理，應滿足如下要求：

1）設計適合高鐵車站信息機房內的UPS電源和蓄電池組數據采集設備，并對數據協議進行解析處理，轉換成標準協議，以實現統一的分析處理。

2）設計適合高鐵車站信息機房電源設備集中管理的綜合平臺。平臺架構要求支持本地處理分析，并同時支持遠程傳輸功能，實現本地和遠程同時監控的功能，方便運維人員及時方便掌握設備運行情況。

3）設計遠程報警方式。當系統采集設備運行數據，并與預先設置的閾值進行對比分析后，產生告警事件，系統通過短信網關直接將告警信息發送到運維人員和管理人員的手機，以便實時掌握告警，及時處理，降低風險。

因此，設計的系統能夠處理來自現場各個采集設備的實時數據。這些數據通過后臺服務的模式受理、分析、處理、校驗等過程，保證報警信息及時、正確地得到記錄分析，為維護部門提供日常維護報表、性能狀況統計報表等分析數據[1]。

3 系統架構

高鐵站信息機房電源設備運維監控系統采用B/S3層架構，總體上分為數據采集層、數據分析存儲層和應用層，如圖1所示。

圖1 高鐵站信息機房電源設備運維監控系統架構圖

3.1 數據采集層

數據采集層由UPS電源數據采集設備和無線式蓄電池組數據采集設備組成，主要實現對UPS電源和蓄電池組數據采集及轉發。UPS電源數據采集設備是采集UPS電源設備運行參數，并傳輸給控制主機進行分析并存儲，同時，將UPS通信接口由RS232/RS485/RS422類型轉換成RJ45接口，并通過TCP/IP協議進行傳輸轉發。無線式蓄電池組數據采集設備是采用無線式電池內阻采集技術對單支蓄電池運行參數進行采集并傳輸給控制主機進行分析并存儲。

3.2 數據分析存儲層

數據采集層由控制主機和數據存儲庫組成，主要實現采集數據的分析和存儲?？刂浦鳈C主要作用是對前端采集的數據進行分析處理轉發。將一些非重要的監控信息進行處理后，其余關鍵信息轉發給主控計算機，保存在數據存儲庫中[2]。

3.3 業務層

業務層主要實現對數據處理和展示，主要包括系統登錄、系統信息展示、系統事件查詢、報警信息查詢、短信接收人員信息管理、歷史記錄查詢等。

4 功能設計

高鐵站信息機房電源設備運維監控系統功能采用模塊化設計方法，分為登錄模塊、用戶管理模塊、查詢模塊、UPS電源監控模塊、蓄電池組監控模塊和短信報警模塊組成，如圖2所示。

圖2 高鐵站信息機房電源設備運維監控系統功能結構圖

1）登錄模塊實現用戶登錄功能。用戶輸入用戶名和密碼，系統與數據庫中存儲的數據進行對比，數據匹配則允許進入，數據不匹配需重新登錄[3]。

2）用戶管理模塊實現設置用戶可以瀏覽的區域權限，從而使每個監控管理人員具備不同的管轄權限。

3）查詢模塊包括告警查詢、歷史查詢和告警日志查詢。告警查詢可以查詢任意時間段的告警，并列出告警的開始時間、結束時間、處理結果、處理時間。歷史查詢是選擇任意一個監測點、設置查詢的時間段即可以得到相應數據的一個歷史運行曲線。告警日志查詢是通過設置查詢時間段、管理人員、告警方式來查詢相應的告警發送情況。

4）UPS電源監控模塊是通過通信接口協議調取UPS本身的內部偵測系統檢測其運行狀態和參數，實現對機房內UPS電源的實時監控。

5）蓄電池組監控模塊實現對單支蓄電池運行參數包括單體內阻、內部溫度、電池電壓等和蓄電池組運行參數包括電池組的充放電電流、環境溫度等進行監控，一旦各參數出現超限情況立即報警。

6）短信報警模塊實現系統在監測設備運行過程中產生的告警信息通過短信的方式發送給運維管理人員。

5 結語

高鐵站信息機房電源設備運維監控系統在本溪站進行現場測試的過程中運行穩定，效果良好，滿足現場運維管理的要求。高鐵站信息機房電源設備運維監控系統能夠對高鐵信息機房電源設備進行監控與值守，并通過網絡將數據集中處理，發現異常情況立即發出報警信息，在現場監控的基礎上能夠實現遠程監控，豐富了高鐵站信息機房管理手段，進一步提高了自動化運維管理水平和效率。