微波機房動力與環境監控系統建設與實踐

徐文亮

（湖北廣播電視臺，湖北 武漢 430071）

0 引 言

隨著廣播電視業務的快速發展，電視監控系統不可避免地由傳統的人工逐次逐機巡視抄表向數字化、集成化、自動化監控方向發展和轉變，并逐漸呈現向智能化、平臺化發展的趨勢。2021年，湖北地球站微波機房設計建設了一套動環監控系統，初步實現了機房設備集中監控、集中管理、集中展示的需求，強化了機房管控能力，使得運維人員在面對突發狀況時，能第一時間得到告警信息，從而迅速判明故障根源，及時處置，確保節目信號安全傳輸無誤。

1 系統需求與規劃

本次項目需求是建設一套高度集成、能進行統一管理的動環監控系統平臺，實現微波機房設備區域內各系統設備高度集成化、自動化、可視化的監控與管理。動環監控系統應具備平滑升級、彈性擴容的能力，滿足未來湖北地球站微波機房事業發展的需要。動環監控系統應有簡明清晰的綜合展示與互動頁面，具備統一的告警信息記錄以及日志查詢等功能；能實現監測數據實時采集分析、異態聲光告警、故障報表下載、遠程控制空調啟停，支持故障原因的深度分析與溯源，精確查找故障根源，大幅提高機房日常維護的效率。動環系統主機應具有雙電源設計，良好的電磁兼容性，保障系統7×24小時全年不間斷運行。

2 系統主要功能與實現

2.1 交流監測

目前，湖北地球站微波機房共有三路外電，一路是三相市電，另外兩路是互為主備的三相不間斷電源（Uninterrupted Power Supply，UPS）。其中，市電經穩壓柜穩壓后由配電柜分配至整流柜。在穩壓柜及整流柜的三相交流電輸入端，現場通過加裝集轉換和采集于一體的智能型配電監測模塊，將采集來的信號送到動環監控系統，由系統實時監測穩壓柜、整流柜輸入端的三相交流電壓、電流、頻率、輸出功率、諧波率及功率因素等，可對各類供電異常情況發出報警[1]。

2.2 直流監測

整流柜是將交流電變為直流電的功率設備。目前，湖北地球站微波機房整流柜直流輸出分別帶有2組各12節蓄電池，以及2套干線微波收發信機。

2.2.1 蓄電池組部分

在廣播電視電力設備中，蓄電池作為不間斷電源系統的一個重要支柱，其重要性不言而喻。此次建設擬對每節單體蓄電池安裝信息采集單元，對每組蓄電池安裝信息數據收集模塊和監測主控模塊。信息采集單元負責采集每節蓄電池的電壓、內阻、溫度信號，信息數據收集模塊負責將各路采集而來的信號進行匯總，統一傳給監測主控模塊，最后利用RS-485通信協議送到動環監控系統平臺，由動環監控系統平臺實時分析、監測蓄電池組的總電壓、充放電時的電流以及單體蓄電池溫度等[2]。

在未建設動環監控系統之前，湖北地球站微波機房對蓄電池的管理和維護相對原始，只能通過萬用表定期、逐個測量蓄電池單體電壓來完成監測數據的收集。此次動環監控系統建設完成投入使用后，機房運維人員可以第一時間掌握蓄電池組的健康狀況，可以更加合理地制定蓄電池周期充放電維護計劃，可以及時對性能劣化的蓄電池進行替換，確保設備供電安全可靠。

2.2.2 傳輸設備部分

由于整流柜距離傳輸設備有一定距離，為了更真實地反映出整流柜匯流排到各傳輸設備端的直流輸出情況，在兩個傳輸設備供電的進線端還各加裝了一套直流電監控器和霍爾互感器，用于反饋傳輸設備端實際的電壓、電流情況。

2.3 視頻監測

湖北地球站微波機房在穩壓柜、整流柜、傳輸設備以及室外微波天線等重要設備附近加裝了星光級夜視網絡攝像頭，能確保晝夜全時段、全天候的實時視頻監控。同時，實時視頻信號還將通過硬盤錄像機等設備進行存儲與轉發，將實時視頻信號監控數據發送給動環監控系統平臺，通過動環監控系統平臺的視屏管理界面進行視頻查看、視頻回放等操作。

2.4 空調監控

湖北地球站微波機房有兩臺5匹空調，一臺是型號較老的格力牌柜機，另外一臺是大金工業空調。兩臺空調均未安裝遠程控制模塊。對格力空調加裝紅外控制器，控制器通過自帶的RJ-45接口連入動環監控系統平臺，再通過動環監控系統的空調控制界面，可進行遠程啟?？照{，設定工作模式，調整溫度高低，并能實時顯示空調出風口與回風口溫度以及空調當前工作狀態。由于大金空調具備來電自動恢復功能，技術人員采取安裝帶有遠程控制功能的開關繼電器的方式，來對大金空調進行通電與斷電，從而達到遠程啟停大金空調的目的[3]。

2.5 溫濕度探測

湖北地球站微波機房在傳輸設備、整流柜、蓄電池組三處加裝了溫濕度探測器。溫濕度探測器對溫度精度為±0.3 ℃，對濕度精度為±3.0 %RH，可以實時監測機房內溫度濕度變化[4]。通過中心軟件配置閾值，當機房區域環境溫濕度偏離預先設定的閾值時，動環監控系統將發出告警，同時還可以與機房內的空調遠程控制模塊進行聯動，有效地將機房內溫度濕度控制在設備最佳運行環境范圍內。

2.6 安防探測

機房安防采用指紋電子鎖與紅外入侵探頭相結合的方式。在設防時間段內，探測器實時監測周圍環境溫度變化，當發現有人體溫度活動時，立刻通過動環監控系統主界面發出入侵聲光告警。在非設防時間段內，運維人員可通過預先錄入的指紋開啟大門電子鎖，進入機房內進行設備維護。

3 動環實際運用

3.1 遠程巡機抄表

按時巡機抄表是廣播電視技術單位確保安全播出、及時發現問題隱患的重要手段之一。建設動環系統前，湖北地球站微波機房巡機主要依靠運維人員逐次逐機將設備顯示的參數填寫在巡機表上，費時費力還容易漏掉異常情況。建設動環系統后，利用動環監控系統，運維人員可遠程登錄訪問系統主界面，實時查看機房穩壓柜、整流柜、蓄電池組以及傳輸設備端的電壓、電流以及運行狀態等關鍵性參數。動環監控系統主界面簡潔直觀，所有設備供電參數一目了然，運維人員可迅速判斷傳輸系統整體運行狀態。系統還可一鍵導出機房每日、每周、每月設備運行參數，極大地提高了巡機抄表效率，將安全隱患扼殺在萌芽之中[5]。湖北地球站微波機房動環監視系統主界面如圖1所示。

圖1 湖北地球站微波機房動環監視系統主界面

3.2 遠程視頻監控

湖北地球站微波機房在內部重要區域均安裝了星光級夜視網絡攝像頭，通過系統融合，將視頻監控軟件的基本功能整合到動環監控系統平臺中，通過動環監控系統視頻管理主頁面即可進行遠程畫面查看、回放等操作，實現了利用一個系統平臺進行統一管理、統一監控的需求。

3.3 遠程控制空調

遠程控制設備是動環監控系統在日常值守中經常使用的重要功能之一。尤其是在夏季，運維人員可通過動環監控系統的遠程空調控制功能，對空調的溫度閾值、工作模式進行設置。特別是當動力部需要倒換電力時，不必像過去需要運維人員頂著夏季烈日爬山到機房開啟或關閉空調，只需在動環監控系統空調控制界面點下按鈕即可遠程啟?？照{。這一功能減少了去現場查看的人力物力，提高了工作效率，同時也延長了空調的使用壽命。

4 結 語

湖北地球站微波機房動環監控系統的建設，做到了以較低的資金投入獲得機房內較為全面與高效的態勢感知功能。通過分布式采集、集中監控的架構，監控平臺對采集來的數據進行集中處理、分析、存儲與展示，為機房設備提供全天候不間斷的監控與預警，為異常事件快速定位、快速響應提供了堅實保障，降低了運維工程師的值機壓力，提高了工作效率，增強了廣播電視安全播出的可靠性，初步實現了微波機房的自動化、數字化管理，并為將來機房遠程值守、無人值守進行了有益探索。