高校IDC機房升級改造及智能化管理的設計與實現

馮文國

摘 要：隨著高校信息化建設規模的不斷擴大，各種類型機房和相關設備不斷增多，保障機房安全成為信息化系統安全穩定運行的關鍵。為滿足信息化建設發展，機房面積擴容、裝飾系統、供配電系統、電源防雷及接地系統、消防報警及氣體滅火系統等升級改造成為一種必然。機房升級改造過程中對現有運行系統保障、應急預案是重點難點。機房實行智能化管理既確保系統的可靠運行也減輕了機房管理工作人員的負擔，提高了系統的可靠性，實現了機房的科學管理、智能化管理。

關鍵詞：信息化 機房升級 供配電 裝飾 智能管理

中圖分類號：TP31 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（c）-0137-02

教育信息化是信息化建設有機組成部分，在教育改革發展中發揮著重要作用。教育信息化是信息時代發展的大勢所趨，是教育現代化建設的關鍵所在。要堅持育人為本，著力抓好應用能力建設、資源平臺建設、基礎設施建設和開放大學建設。應用、資源和開放大學的實現依靠的是信息識別、信息提取、信息檢測、信息傳遞、信息處理、信息存儲、信息再生、信息安全等技術，而這些技術的承載是現代電子計算機和網絡設備。為了保證這些現代電子設備的安全穩定運行，就必須放置于科學合理空間——機房中。機房是整個信息化建設的核心和樞紐，一卡通、教務系統、科研系統、人事系統、綜合門戶系統的運行狀態如何將直接關系到整個學校的教學、科研、管理工作能否順利進行。

1 高校IDC機房的現狀

目前，機房存在的設計和管理問題主要有：

（1）老舊機房的電線電纜布線不合規范；防雷和接地系統設計不良；防鼠措施不力，老鼠咬破電線，造成短路；消防隔離設計欠妥，容易受相鄰建筑火災所殃及等。機房電氣設備多，日夜不停運行，而且機房在不斷地擴容和增加新設備，隨之而來的是加設電源和臨時電線，進一步增添了不規范的因素。

（2）機房管理人員不可能24小時值班，定時巡查機房環境設備，所以大多情況下是不能及時發現和排除故障，不能記錄事故發生的時間等基本信息，因而不能為查找事故原因及采取適當的防范措施提供比較系統和科學的依據。

2 IDC機房建設標準

核心機房技術在20世紀80年代開始建立雛形，在21世紀得到了快速發展，這是由于IT技術的快速發展。IT技術不斷創新與革命，新材料、電力電子、制冷技術等基礎學科研究也取得了突破性進展，使機房技術在結構布局、供配電、制冷、監控管理等方面產生了巨大變化。

在20世紀80年代初期，我國開始著手制定機房建設方面的國家標準。1982年我國頒布了GB2887一1982《計算站場地技術要求》統一了機房建設的各項指標，使機房建設從此有了統一的標準。

中心機房場地環境改造是一項復雜、涉及技術面廣泛的綜合性的系統工程，它橫跨多項專業系統：如裝飾系統、電氣系統、接地及防雷系統、空調通風系統、火災自動報警及自動滅火系統、PDU配電系統、屏蔽工程、綜合布線系統、安全防范系統、設備及環境監控系統、大屏幕顯示系統、KVM系統、總控中心系統（ECC）等。各系統能否正常運行及協調配合全賴于在方案設計時考慮的疏密。建設安全、穩定、標準的計算機房并實施科學的機房管理手段，是保證系統正常運行的基礎。

機房的環境必須滿足計算機等各種微機電子設備和工作人員對溫度、濕度、潔凈度、電磁干擾、噪音干擾、安全、后備、防漏、電源質量、振動、防雷和接地等的要求，如表1所示。

3 高校IDC機房改造實例

我校信息中心機房在原網絡機房和公用上網機房的基礎上改擴建而成，受時間和空間所限，對裝飾系統、供配電系統、電源防雷及接地系統、消防報警及氣體滅火系統等系統進行了重點改造。

3.1 裝飾系統升級改造

擴建機房和辦公室是用隔斷隔開，但地板下和吊頂上是連通的，為避免機房設備噪音和輻射對辦公人員的影響，對隔斷的地板下及吊頂上空間全部采用輕鋼龍骨+保溫吸音棉+雙面防火石膏板密封封堵隔離；隔斷外使用輕質磚由地面到房頂砌起，徹底封堵噪音和輻射。

將機房的外窗進行封閉，保留原外窗玻璃，機房內采用輕鋼龍骨+保溫吸音棉+雙面防火石膏板密封封堵隔離，以減少外部環境對機房環境溫度的影響。

機房區域與外界聯接的管、線、槽口均以專用防火泥封堵；原地面防靜電地板進行清理、調整，機房內灰塵進行清理，地板下進行防塵處理，通過這些措施改善機房的潔凈度。

3.2 供配電系統升級改造

從學校水電中心敷設一路市電，機房新增一臺60KVA UPS 與原UPS 形成雙機2N系統，分別為機柜提供一路電源，使機房內所有的計算機設備實現真正的雙路不間斷供電。

由機房進線處將原有機房配電柜、配電回路、工業連接裝置、機柜PDU 配電單元全部調整，重新按設計進行敷設安裝：UPS 輸入→UPS 設備→UPS 配電柜→服務器機柜PDU（其中一路）的供電模式。

所有設備均采用2N供電模式：即每臺機柜內均有兩路電源的回路，此模式可以滿足雙電源計算機設備的需求，提供供電的可靠性。每個機柜內安裝2條PDU插座，由配電柜引來的電源通過工業連接器接至機柜內的PDU上。

UPS電源布線采用放射式配電方式，在地板下通過網格式金屬線槽吊裝敷設，弱電全部采用吊頂下吊裝橋架走線模式。網格式金屬線槽可靠接地，有效的減少了強弱電之間的干擾。

在交流線路的入口端及UPS的輸入端設置浪涌電壓保護器，以防護浪涌對設備的危害。

配電柜內安裝具有通訊接口的智能電量儀，顯示基本電量參數。

3.3 電源防雷及接地系統升級改造

防雷屬于強電（雷擊過電壓一般能達到幾十萬伏）接地，無論任何等級的電壓系統都需接地，高壓接地（35 KV以上），中壓接地（6～10 KV），低壓接地（0.4 KV），自動化接地（24～220 V）。一般情況下如果接地網阻值能滿足1歐姆以下的話，不同電壓等級可以和防雷共用一個接地網。為防止雷電沿電源線進入機房損壞機房內的重要設備，需在PDU上加設電源防雷裝置。

在機房配電柜電源進線處采取多級防護措施達到分級泄流。機房內地面、墻面、頂面均安裝等電位銅帶，金屬龍骨、金屬外殼、機柜、機架、金屬管（槽）、屏蔽線纜外層全部連接在等電位銅帶上形成法拉第籠等電位體。

3.4 消防報警及氣體滅火系統升級改造

消防報警系統采用感溫探測器與感煙探測器的雙與報警模式，隨時進行監測，一旦出現異常，將發出報警信號。

機房沒做分隔，因此只有1個氣體滅火區域。在滅火區的入口、通道等有人通過的地方設緊急啟動按鈕，這樣可以通過手動將啟動信號及時的傳送到控制主機，將火災消滅在初期狀態，確保人員生命財產的安全。

系統對非消防電源在火災發生時進行切斷，以防由于電路引起的火災繼續蔓延，或者由于線路引起其它電器的火災，造成更大的損失。在切斷電源的同時，安裝在安全通道或安全出口的應急照明系統自動投入運行，為人員的疏散或消防人員的撲救工作提供正常的照明。

該系統采用全淹沒滅火系統方式，即在規定的時間內，噴射一定濃度的七氟丙烷氣體并使其均勻地充滿整個保護區，此時能將在區域里任一部位發生的火災撲滅。同時機房也采用無管網式氣體滅火方式，氣體鋼瓶安裝在機房內，通過噴嘴直接進行氣體滅火。滅火系統的控制方式為自動、電氣手動、機械手動三種。

4 機房智能管理系統設計與實現

為了實現學校IDC機房的智能化管理，針對學校機房的特點，設計并部署了機房智能管理系統該系統主要由以下系統組成：中心機房內配電系統、UPS電源系統、空調系統、溫濕度監測、漏水監測、消防系統、通風系統、門禁系統、圖像監控系統。本系統對機房內各系統具有完善的監測和控制功能，并通過智能分析系統對各種狀態進行分析并提示值班人員進行操作。監控系統具備遠程WEB瀏覽功能，機房管理者可在辦公室監視機房現場設備數據及圖像。該系統可將所有系統集中在同一個平臺上進行集中管理，一旦其中某個系統或多個系統有問題時系統會自動彈出報警畫面，并同時可以進行電話和短信報警。智能化管理系統結構如圖1所示。

5 高校IDC機房的改造的重點和難點

高校機房改造施工過程中由于涉及的專業面廣、項目多，同時工程現場施工面積有限，在重點保障計算機網絡設備不間斷運行的情況下，需要管理人員合理統籌、切實可行的安排工程計劃，各計劃需按步驟如期完工。

施工期間要充分考慮施工可能對設備運行造成的影響，并做出相應的防范措施和應急預案，采用分段施工和可靠的臨時分隔等防護措施，嚴格施工過程中相關防護措施的監控和管理。并在施工過程保持緊密配合，及時研究解決施工過程出現的各種問題。

6 結語

以數字校園為長遠目標，面向高校可持續發展的全數字化信息系統的建設正在展開，并將逐步向著數字化、網絡化、標準化、整合化、開放化、智能化六大特性為標志的方向發展。信息化建設所應用的關鍵技術的核心硬件的工作狀態的安全與穩定性的要求也將會不斷提高，因此機房環境無論是對系統自身運行的安全，還是對其信息處理的安全的保駕護航作用將日趨顯著。

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