鐵路電源及環境監控系統集中化管理研究與應用

馬樂君　中國鐵路上海局集團有限公司上海通信段

1 概述

隨著中國高速鐵路的迅速發展，鐵路通信網絡規模不斷擴大，通信機房數量劇增，為確保通信機房內設備可靠運行，每處機房均安裝電源及環境監控設備，通過遠程網管實現無人機房設備實時監控。按照《鐵路無人值守機房環境遠程監控系統工程設計規范》（TB/T10034-2005）標準，維護單位應構建監控中心、區域監控中心、監控站三級監控來實現分級維護管理，但是設備現狀無法滿足上述標準，以我單位為例：管內47套監控中心下掛3000余套動環監控站設備，由于指揮中心面積有限，無法滿足47套監控終端接入，過去幾年僅對新建客運專線設置監控終端，實現三級監控，其他普速鐵路均由車間網調分區段設置監控終端。隨之帶來的問題就是伴隨高鐵新建、普鐵改造，指揮中心監控終端已無法再擴容；同時一旦車間網調監控人員未及時發現設備告警將會造成設備中斷，這在鐵路通信系統中經常發生，我們上海通信段也有深刻教訓。

為避免上述情況再次發生，須將所有監控終端復示到安全生產指揮中心，從而落實分級監控管理職責。只有完善動環監控系統集中化管理功能，滿足接入各線不同品牌監控設備，才是立足長遠，實現監控站點全接入、信息全覆蓋的有效手段。

2 集中化管理規劃

為解決同時調閱眾多區域動環監控中心數據問題，需要開發一套監控中心平臺，完善集中化管理功能，實現在一個監控中心軟件調閱不同線別監控站點數據的功能（見圖1）。

圖1 監控中心平臺結構圖

本研究通過新建通信電源及環境監控系統監控中心，實現對既有區域監控站設備運行狀況的集中化分級管理。本系統方案主要實現以下功能：

（1）實現動環告警信息的集中監控。監控中心平臺按《通信局(站)電源、空調及環境集中監控管理系統第2部分：互聯協議》標準實現各線動環監控中心接入，從而實現在一個監控終端查看不同線監控站點的功能。這樣做可以大大減少指揮中心監控終端數量，有效解決了監控終端硬件安裝、維護等問題。

（2）便于維護人員操作使用。以往維護人員需要掌握4～5種不同廠家的監控應用軟件操作方法，現在用一個軟件平臺就可以操作，提高了維護人員作業效率，同時降低了操作失誤造成的風險。

（3）加強維修作業盯控。通過調取維修作業前后時間段的機房電源及環境信息、歷史數據曲線，掌握維修人員的作業情況、出入時間，維修前后電源設備的信息變化，從而了解維修人員對各項檢修項目是否按標執行。

（4）提高故障應急處置指揮能力。通過調取機房電源及環境信息、視頻圖像可以實時掌握現場第一線設備信息，監控整個故障處置過程，達到遠程技術指導、指揮故障處置的效果，提高現場故障處置水平，縮短了故障平均延時。

（5）提高故障事后分析手段。實現歷史數據調閱、告警記錄查詢，在事后分析時可以準確得到當時告警信息、數據，避免現場與指揮中心信息溝通不暢等問題，大大提高了事后定責分析手段。

3 集中化管理應用實施

為了將研究轉化為實際應用，我單位分別新建高鐵、普鐵兩套動環監控中心平臺，通過設置調度指揮中心、車間網調、監控站三級監控來完善分級維護管理工作。此處我們遇到的一個困難就是雖然《鐵路通信電源及機房環境監控系統技術條件》（QCR10-2014）中明確要求對系統外部接口按《通信局(站)電源、空調及環境集中監控管理系統第2部分：互聯協議》滿足C接口標準，但在鐵路系統無實際運用案例，各廠家協議均存在一定差異。為了解決此問題，我單位與北京世紀瑞爾技術股份有限公司、沈陽華訊電子技術有限責任公司合作組建監控中心平臺，其主要系統結構、特性如下：

3.1 系統結構

將監控系統的層次分為三級。在原有兩級結構基礎上，增加監控中心，形成監控中心、區域監控中心、監控采集單元三級結構（見圖2）。

圖2 系統架構圖

3.2 系統組成

3.2.1 監控采集單元

監控采集單元，就是原有線路中心管轄的監控站，要求維持不變。

3.2.2 區域監控中心

即原有的線路上的中心，如京滬監控中心、合武監控中心、第三方廠家動環監控中心等。區域監控中心軟件需要增加向監控中心傳輸配置、數據、告警信息的接口。

3.2.3 監控中心

監控中心包括：監控終端、應用服務器、接入服務器、區數據服務器。

區域接入服務器：負責接入一定數量的線路中心，并上報給區域應用服務器；

區域數據服務器：負責保存一定數量的線路中心的數據和告警；區域應用服務器：負責聚集所有接入服務器的數據；區域監控終端：負責顯示所有線路中心的數據及告警。

3.3 實現方式

系統擴充方式：一臺接入服務器和一臺數據庫服務器組成一組接入服務，每組接入服務負責接入多條線路中心的數據及告警信息。接入服務受每條線路中心所轄區域內數據量及告警量限制，當達到接入服務處理上限時，需增加相應的接入服務。

與區域中心的接口：監控中心與區域監控中心之間接口采用《Q/CR10-2014(鐵總科技（2014）236號)》中C 接口。

3.4 建設目標

監控中心具備5000個站的綜合管理能力（配置信息、實時數據、歷史數據、實時告警、歷史告警）。建設分為兩階段，第一階段將本廠家在局內各區域監控中心接入監控中心，在指揮中心內實現一臺監控終端同時管理多條線路，實現對各線進行實時數據監測，歷史數據查詢，相關配置操作等。第二階段接入其他動環廠家區域監控中心（中興，通號，中軟等廠家）。

通過2017年的應用實施，我單位第一階段工作已順利完成，管內60%的站點已實現集中監控（見圖3），第二階段工作也將于2018年春運后繼續展開。

圖3 普速、高速動環監控中心網圖

4 結束語

經過研究和實踐應用可以發現鐵路通信系統中的電源及環境監控系統集中化管理具有直觀的經濟效益和使用價值。目前全路在用的監控系統設備生產廠家超過10家，實現各廠家間協議互聯，其實際應用價值具體表現在：通過采集被監控設備運行參數，實時了解設備運行狀況。對各類數據進行分析和判斷，預期故障發生的可能性，將運維由故障修發展到狀態修的階段。利用設備優勢，減少運維人員和運維成本，提高運維效率。可實現管段或管區內所有設備的統一管理，達到遙控、遙信、遙測和遙視等功能，降低運維人員的勞動強度。可在此基礎上向上連接鐵路信息化系統，實現跨系統、跨專業的綜合管理模式，為領導者提供基礎或統計數據，為管理者提供相應的決策支持和依據。