淺析高速公路機房智能管理系統實施方案

蘇江峰

【摘 要】“十二五”期間，隨著交通基礎設施的大力發展，我國的高速公路里程不斷的增長，高速公路主骨架網絡也趨于完善。同時，隨著高速公路信息化建設的不斷深入開展，高速公路機房內各種動力及路況信息處理終端構成的信息化核心設備對運行環境的要求也愈發嚴格，尤其是現代化的高速公路機房建設更應該實現全面的數字化監控管理。因此，高速公路機房的智能管理系統得到了日益廣泛的應用。

【關鍵詞】高速公路；機房；智能管理系統

0 引言

近年來，我國的高速公路建設進入了跨越式發展的時期，年均增漲量在幾千公里。隨著高速公路的不斷延伸，為道路運輸行業的迅速發展創造了有利的基礎條件，成為我國拉動內需、促進國民經濟快速發展的重要因素之一。伴隨著我國高速公路的快速發展，不斷有新的高速公路監控機房和變電所投入使用，由于高速公路機房普遍存在分布零散、距離較遠、所處地理環境一般比較復雜、不利于人工管理維護等客觀情況。因此，高速公路對機房環境、安防及管理問題提出了新的需求。

高速公路機房的內部設備處于高速公路信息化發展建設的關鍵環節，是高速公路機電系統中承擔動力、信息采集上傳的核心部分，其運行環境及安防管理等問題不容忽視。機房內設備運行和數據采集、傳輸的穩定性、可靠性及安全性同機房內工作環境存在很大的聯系，迫切需要實現對機房浸水、煙霧、溫濕度、門禁、照明及通風控制等信息的集中監控管理和統計分析。

本文將結合十堰至天水高速公路甘肅段沿線機房的動力環境及安防監控系統的實施方案，綜合運用監控、計算機網絡、通信、系統集成等多項專業領域，探索基于物聯網思維的高速公路機房智能管理系統技術方案。

1 機房智能管理系統技術方案

高速公路機房智能管理系統主要由以下3個部分組成，分別是終端設備層、通信傳輸層及監控管理層。

1.1 終端設備層

1.1.1 環境監控與數據采集

終端設備層主要包含環境監控及數據采集，可以通過模擬量或數字量實現對機房內浸水、煙霧、溫濕度、門禁、照明及通風回路等信息的數據采集，并處理和上傳至遠端的監控管理中心，其具有如下特點：

（1）業務控制指令的上傳下達、信息數據（報警數據、實時監測數據等）的分析、處理、上報等；

（2）具備接收遠程控制指令并對本地設備實施相應操作的能力；

（3）終端主機將實時監測數據發送給由交換機、光傳輸網絡等構成的通信傳輸系統。

1.1.2 機房照明監控

通過TS-IP-PDU/MOD8可實現對機房的照明智能化管理。除了在監控管理中心可以遠程監測機房照明狀態以及實現遠程開關控制，機房本地也可以手動開關照明回路。可最大化的降低機房照明本身的運營成本，延長照明系統設備的使用壽命，進一步提高運營費效比。

TS-IP-PDU/MOD-8可實現8個照明回路的控制，通過擴展模塊能夠實現更多照明回路的集中監控管理。

1.1.3 機房風機監控

通過TS-IP-PDU/MOD-8可實現對機房風機系統的智能化管理。根據機房內外部的溫差等環境因素，通過空氣置換的方式對機房進行降溫處理，從而達到在常年大多數條件下替代空調制冷的效果，避免了空調長時間運行所造成的電能浪費，有效降低變電站空調的運行時間，實現降低機房電能消耗的目的。

TS-IP-PDU/MOD-8帶有風機狀態監測功能，整個系統通過DC24V電源供電，帶有4～8個電源輸出，可以帶動8路AC/DC風機工作。

1.2 通信傳輸層

終端設備層、監控管理層設備、軟件等全部通過以太網連接，采用以太網的優點是系統易于擴展，為了保證數據傳輸的可靠性，在實際實施階段也可采用冗余環網。

考慮到數據傳輸的安全性，在機房智能管理系統局域網和廣域網之間采用了硬件防火墻，通過監測、限制和更改跨越安全網關的數據流，屏蔽系統內部的數據信息、結構和運行狀態；并通過檢測阻斷威脅、數據加密等方式來實現網絡和信息的安全，防范非法入侵。

1.3 監控管理層

監控管理層是機房智能管理系統遠程控制及數據分析、處理的核心部分，主要由監控管理軟件、服務器及業務工作站等機房設備構成。

監控管理軟件作為系統的維護管理及操作平臺，給管理人員提供了一個直觀、簡便的人機交互界面，系統的各項功能也集中的以圖形化的方式體現，管理業務日常的監控、維護工作都是通過監控管理軟件來完成的。

監控管理軟件能夠實時接收終端設備層通過通信傳輸層上報的各類監測數據及反饋信號，根據各子系統的具體情況對數據進行分析、統計、歸檔，實時反映各設備當前的運行狀況（如報警信號、回路開閉、環境數據等）并上傳至數據庫服務器。系統具備設置可定制化、系統聯動性迅速、數據可靠、穩定等特點。

監控管理軟件的操作界面中主要包含如下內容，其中：

（1）左側的導航按鈕可切換到具體的傳感器畫面，查看其狀態或操作控制；

（2）下方的報警信息反饋界面具備報警信息的查看、確認、導出等操作；

（3）主畫面上溫濕度顯示實時采集數據，門禁系統通過動畫顯示開關狀態；

（4）主畫面上報警元素通過閃爍圖標來表示報警信號。

2 機房智能管理系統實施后的功能性

十堰至天水高速公路甘肅段機房智能管理系統實施一年多以來，實現了以下功能，達到了對沿線變電所、機房監控管理、無人值守的目的。

2.1 環境數據監測

高速公路機房內運行著大量的精密貴重設備，這些設備的正常運行，對周圍環境的要求非常高，要求環境長時間保持在一個相對較小的變化范圍內，否則會影響設備壽命或導致損壞。根據機房的使用需求及運營單位的實際工作情況，配置了浸水探測器、溫濕度傳感器、煙霧感應器等環境監測設備，各類傳感器通過TS-IP-PDU總線集中接入監控終端設備后完成采集信息的上傳。管理人員可以對沿線各機房的實時運行狀況進行遠程監管；同時，系統對機房內的溫度、濕度、水侵、煙霧等環境數據進行分析處理及歸檔，可按用戶需求生成各類曲線和報表，方便了管理人員檢查調用、歷史查詢和統計匯報等業務需求。

2.2 遠程控制

監控管理軟件通過對各機房環境采集數據的分析自動生成報警信號，報警信號通過系統預設能彈出告警窗口，并配合電子地圖第一時間向管理人員顯示；監控管理人員可配合視頻監控平臺軟件對機房內的門禁、照明、通風系統進行遠程控制，必要時可安排管養維護人員赴現場及時處理相關事宜。

2.3 門禁對講

系統在各機房的門禁刷卡處配置了語音對講設備。當管養維護人員忘記帶門禁卡時，可通過對講設備呼叫管理中心內的管理人員開啟門禁設施，能夠節省等待時間，提高管養工作效率。

2.4 配置維護

機房終端設備處理單元具備遠程訪問功能，可實現終端設備接入單元校時、重啟、參數設置、軟件升級、遠程維護等功能。管理人員不必到達機房現場，就能夠修改設備的各項參數，提高設備的維護效率。

3 結論

10天高速公路機房智能管理系統通過對沿線各機房環境參數、運行狀態、安防門禁等進行實時監控管理并記錄歷史數據，實現了對機房環境參數、監控設備等的“集中監控、集中維護、集中管理”的維護管理目標要求，獲得了直觀的統計分析報告。

同時，系統采用先進的“預警”維護方式取代了以往被動的人工維護方式，實現了故障點的精確定位，提高了高速公路機電系統運行的穩定性和安全性，也提高了高速公路的管理及維護效益和自動化管理水平，有效降低了管理及維護人員的勞動強度、降低了運營維護成本。作為高速公路信息化建設持續改進的一部分，值得在今后的高速公路運管工作中大力推廣并不斷深入優化以實現更加高效、節能、綠色的高速公路機房運營管理方式。

[責任編輯：湯靜]