通信工程勘察設(shè)計(jì)輔助工具軟件開發(fā)

□ 文 李紅雙 黃少卿 孫淳曄 趙秋爽

1 引言

通信工程勘察是在通信項(xiàng)目立項(xiàng)后對(duì)機(jī)房環(huán)境進(jìn)行的勘察工作，包括對(duì)機(jī)房空間、電源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、設(shè)備安裝位置、走線路由以及傳輸資源等進(jìn)行勘察，從而確定主設(shè)備的安裝及布線方案，勘察工作是通信工程的必要準(zhǔn)備，是后期工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。

勘察設(shè)計(jì)人員進(jìn)入機(jī)房勘察，首先要看的就是機(jī)房環(huán)境，勘察所安裝設(shè)備機(jī)房的電源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)是否能夠支撐新增設(shè)備需求。在傳統(tǒng)的勘察過程中，勘察人員都是通過用筆記錄機(jī)房電源系統(tǒng)的負(fù)載情況和機(jī)房空調(diào)的功率，然后在勘察結(jié)束后通過計(jì)算器計(jì)算電源系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)制冷量的剩余容量情況，經(jīng)常需要反復(fù)驗(yàn)算，得出電源系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)是否能夠滿足機(jī)房新增設(shè)備需求的結(jié)論。由于計(jì)算過程繁瑣，計(jì)算時(shí)間較長，所以一般不能夠在勘察現(xiàn)場得出結(jié)論，勘察效率低且容易出錯(cuò)，影響了勘察進(jìn)度和勘察結(jié)果。

鑒于以上存在的問題，本文開發(fā)了一套機(jī)房空調(diào)及電源系統(tǒng)可用容量勘察工具，工具操作界面簡潔，數(shù)據(jù)輸入方便，計(jì)算速度快，結(jié)果準(zhǔn)確。勘察人員只需將現(xiàn)網(wǎng)電源系統(tǒng)總?cè)萘俊⒏飨噍敵鲭娏鳌⒐β室驍?shù)等參數(shù)以及空調(diào)系統(tǒng)的數(shù)量、功率、機(jī)房面積、換熱效率等參數(shù)通過工具進(jìn)行輸入，即可計(jì)算得出電源系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)可用容量的結(jié)果，方便勘察人員現(xiàn)場決策電源系統(tǒng)的使用方案，大大提高了勘察效率和勘察進(jìn)度。

2 工具軟件功能實(shí)現(xiàn)

該工具使用Java作為編程語言，通過語言的平臺(tái)無慣性實(shí)現(xiàn)了多平臺(tái)可用能力；通過美觀可視界面，集成了電源系統(tǒng)及空調(diào)可用容量的計(jì)算能力。該工具使用了擴(kuò)展的MVC架構(gòu)，提高了工具的可擴(kuò)展性，實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)的低耦合高內(nèi)聚，具備系統(tǒng)資源消耗小、能力強(qiáng)的特點(diǎn)。

本工具實(shí)現(xiàn)的功能包括：UPS系統(tǒng)剩余可用容量測(cè)算、直流開關(guān)電源可用容量測(cè)算、機(jī)房空調(diào)制冷量測(cè)算等功能。

2.1 UPS系統(tǒng)剩余可用容量測(cè)算

（1）功能描述

本功能主要是通過在工具界面輸入U(xiǎn)PS總?cè)萘浚╧VA）、功率因數(shù)（一般取0.9）、可用最高負(fù)載（取90%）及UPS各項(xiàng)輸出電流（A）等參數(shù)，通過算法計(jì)算，得出UPS單相最大可用電流（A）、系統(tǒng)單相剩余可用電流（A）等數(shù)據(jù)。工具界面如圖1所示。

圖1 UPS系統(tǒng)剩余可用容量測(cè)算工具界面圖

（2）算法及程序?qū)崿F(xiàn)

算法：UPS單相剩余可用電流=UPS容量（kVA）＊功率因數(shù)（0.9）＊可用負(fù)載（90%）/220V/3-現(xiàn)網(wǎng)平均單相輸出電流。

程序代碼：

/＊2.1+1ups事件處理

＊/

Begin

/＊獲取UPS三項(xiàng)輸入＊/

ups1sum <— A1 ADD B1 ADD C1

ups2sum <— SUM(A2,B2,C2)

currentload<— ups1sum ADD ups2sum

/＊計(jì)算maxload＊/

Assign maxloadofupsComputeAC.Compute(upsconfig)

/＊計(jì)算availableload＊/

availableload = maxloadifups -currentload;

END

/＊3.2+1ups事件處理

＊/

Begin

Assign values to ac2_sum1, ac2_sum2,ac2_sum3;

/＊計(jì)算最大負(fù)載電流＊/

ac2_maxload = ComputeAC.Compute(ac2_upsconfig);

ac2_curload = avg(ac2_sum1, ac2_sum2, ac2_sum3);

ac2_avalibleload=ac2_maxload- ac2_curload;

END

2.2 直流開關(guān)電源可用容量測(cè)算

（1）功能描述

本功能通過在工具界面輸入開關(guān)電源現(xiàn)網(wǎng)負(fù)載電流（A）、蓄電池組總?cè)萘浚ˋh）、蓄電池組數(shù)、配置的整流模塊標(biāo)稱容量（A）、現(xiàn)網(wǎng)配置整流模塊數(shù)量、本期新增負(fù)載電流值（A）等參數(shù)，通過算法計(jì)算，得出本開關(guān)電源最大可用容量以及本次整流模塊擴(kuò)容數(shù)量等數(shù)據(jù)。工具界面如圖2所示：

圖2 直流開關(guān)電源可用容量測(cè)算圖

（2）算法及程序?qū)崿F(xiàn)

算法：開關(guān)電源最大可用容量=蓄電池組總?cè)萘浚ˋh）＊電池組數(shù)＊18%。

擴(kuò)容整流模塊數(shù)量=（開關(guān)電源現(xiàn)網(wǎng)負(fù)載電流+本期新增負(fù)載電流+蓄電池組總?cè)萘浚潆娤禂?shù)10%＊蓄電池組數(shù)）/整流模塊標(biāo)稱容量+1（冗余）-現(xiàn)網(wǎng)配置整流模塊數(shù)量。

程序代碼：

/＊1.開關(guān)電源事件處理＊/

BEGIN

Attach Listener to btnNewButton

moduleNum.setText(String.valueOf(Check()));

maxload.setText(String.valueOf(CheckLoad()));

END

/＊Check、CheckLoad algorithm＊/

Begin Check()

warnmsg.setVisible(false);

IF ComputeDC.CheckLegal = true

return ComputeDC.Compute(variables);

ELSE

warnmsg.setVisible(true);

END Check()

Begin CheckLoad()

args = {battaryvolumn, batrownum};

result = ComputeDC.Compute MaxLoad(args[0], args[1]);

IF result NOT EQ NULL

return result

ELSE

return 0

END CheckLoad()

2.3 機(jī)房空調(diào)制冷量測(cè)算等功能

（1）功能描述

本功能通過在工具界面輸入機(jī)房配置的空調(diào)總冷量（kW）、顯熱比（0.9）、機(jī)房面積（平方米）、空調(diào)制冷的換熱效率（一般取0.8）、現(xiàn)網(wǎng)機(jī)房設(shè)備實(shí)際功率（kW）等參數(shù)，通過算法計(jì)算，得出本機(jī)房空調(diào)顯冷量、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量、空調(diào)實(shí)際可用制冷量、加電后空調(diào)可用剩余容量等數(shù)據(jù)。工具界面如圖3所示：

圖3 機(jī)房空調(diào)制冷量測(cè)算運(yùn)行圖

（2）算法及程序?qū)崿F(xiàn)

算法：顯冷量=空調(diào)總冷量＊顯熱比；

圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量=機(jī)房面積＊每平方米傳熱量200W（經(jīng)驗(yàn)值）；

空調(diào)可用制冷量=顯冷量-圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量；

本期后空調(diào)還可支撐新增設(shè)備功率=空調(diào)可用制冷量＊空調(diào)制冷換熱效率（0.8，經(jīng)驗(yàn)值）-現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備功率-本期新增設(shè)備功率。

程序代碼：

BEGIN

air_xianleng = air_max ＊ air_factor;

air_chuanre = air_mianji＊expValue / Kil;

air_available = air_xianleng -air_chuanre;

air_onload = air_available-air_usedair_newin;

IF air_onload<= 0

ShowWarnMsg()

ELSE

ShowSucs

END

3 軟件工具特性

本軟件工具是基于Java語言進(jìn)行編碼，通過對(duì)UPS、開關(guān)電源、空調(diào)等實(shí)體對(duì)象進(jìn)行持久化，實(shí)現(xiàn)了編碼的簡單性、多態(tài)性和面向?qū)ο蟮目煽繉?shí)現(xiàn)。由于Java虛擬機(jī)的平臺(tái)無關(guān)性，該工具具備在Linux、Windows、Android、iOS等多平臺(tái)運(yùn)行的特性，實(shí)現(xiàn)了一次編碼，隨處可用的極強(qiáng)擴(kuò)展性。

底層技術(shù)采用內(nèi)存動(dòng)態(tài)回收和完善的異常處理機(jī)制，工具在實(shí)際運(yùn)行過程中，減少了對(duì)設(shè)備資源的占用，減輕了系統(tǒng)消耗。在安全性能上，保證了工具在接收到錯(cuò)誤輸入時(shí)，能夠正確處理亂碼等問題。為加快編程進(jìn)度并優(yōu)化界面展示，本成果使用了WindowsBuilder組件進(jìn)行UI設(shè)計(jì)和編碼，通過可視化開發(fā)界面，對(duì)復(fù)雜事件和界面進(jìn)行處理，極大地提高了代碼效率，優(yōu)化了顯示效果。

本套工具采用了典型的MVC（模型、視圖、控制）架構(gòu)進(jìn)行平臺(tái)搭建。底層模型層，對(duì)實(shí)體對(duì)象進(jìn)行抽象，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)定義了接口和Dao操作；業(yè)務(wù)邏輯層，對(duì)諸如UPS電流換算、空調(diào)可用能力換算等進(jìn)行函數(shù)聲明，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)邏輯；控制層，通過合理的調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯和實(shí)體對(duì)象數(shù)據(jù)，將計(jì)算結(jié)果導(dǎo)向?qū)?yīng)的處理界面，實(shí)現(xiàn)了合理控制；表現(xiàn)層，通過Java的SwingUI組件，合理化布局?jǐn)?shù)據(jù)顯示效果，從設(shè)計(jì)人員方便使用的視角來呈現(xiàn)計(jì)算結(jié)果。

4 結(jié)束語

機(jī)房電源系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)剩余容量的核算原本是由電源專業(yè)和空調(diào)專業(yè)設(shè)計(jì)人員來完成，每次主設(shè)備專業(yè)設(shè)計(jì)人員進(jìn)入機(jī)房勘察，都需要電源專業(yè)和空調(diào)專業(yè)的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行配合，消耗人工成本較多，同時(shí)由于電源專業(yè)和空調(diào)專業(yè)的設(shè)計(jì)人員較少，經(jīng)常會(huì)影響到主設(shè)備專業(yè)的勘察進(jìn)度。

本軟件工具的出現(xiàn)將空調(diào)系統(tǒng)和電源系統(tǒng)的容量核算過程進(jìn)行了程序化和標(biāo)準(zhǔn)化，使用方便、簡單，非電源和空調(diào)專業(yè)的設(shè)計(jì)人員都可以使用，不需要掌握特別多的電源和空調(diào)的專業(yè)知識(shí)，普及率高，適用性強(qiáng)。本工具的使用，可大大減少主設(shè)備專業(yè)設(shè)計(jì)人員對(duì)電源和空調(diào)專業(yè)設(shè)計(jì)人員的依賴性，取消了電源專業(yè)和空調(diào)專業(yè)設(shè)計(jì)人員的參與環(huán)節(jié)，將電源專業(yè)設(shè)計(jì)人員從輔助主設(shè)備專業(yè)進(jìn)行機(jī)房勘察的環(huán)節(jié)中解脫出來，降低了人工成本，提高了勘察效率，同時(shí)避免了人工計(jì)算造成的誤差，大大提升了準(zhǔn)確率。■