高速公路設備機房智慧動環管控系統研究

彭啟章

一、概述

高速公路機房（包括收費站、隧道配電房以及中心機房）是整個信息網絡工程的中樞，是數據傳輸中心、處理中心和交換中心，因此隧道機房必須為機房的電氣系統提供正常的運行環境，一旦機房環境設備出現故障，嚴重威脅到整個系統數據的正常傳輸、存儲，進而影響到系統運行的可靠性，如果未能及時處理故障，將導致硬件設備損壞，甚至隧道交通事故的發生，造成嚴重后果。

通過先進的技術手段以及監測系統，對無人值守機房進行全面的監控是確保高速公路安全高效營運的重要手段。所以，我們需要在機房內設置智能檢測設備，以便加強機房的安防門禁、室內環境、供電狀況、火災報警等進行監測，并將監測結果上傳至監控中心，便于監控人員及時發現異常情況，及時進行后續處理。同時為方便運維管理，可對每次運維工作進行自動記錄與過程跟蹤。

二、系統研究的意義

目前我國正在大力推行智慧高速公路建設，尤其是全國ETC一張網的建設，大大提高了對設備機房保障系統的智慧化管控要求。大部分高速公路在建設期間已經從一些方面考慮了機房保障系統，但由于在設計時間上比較靠前，很多智慧化功能沒有考慮進去，所以本方案將根據高速公路設備機房現狀并結合高速營運管理需求，對路段監控中心以及全線收費站設備機房進行智慧化升級改造，從而實現“安全、可控、智慧”的一體化智慧設備機房動環管控系統。

系統應用物聯網、5G無線通信、工業互聯網、人臉識別、指紋識別、移動應用APP等先進技術，打造一個技術先進、無縫對接未來5G應用、大數據、人工智能等新方向的新型智慧管控系統。

一體化智慧設備機房動環管控系統主要是對機房安全運行提供信息化以及智慧化管控手段，實現核心保障系統運轉狀態監測，包括保安門禁系統、供配電系統、空調系統和消防系統等，同時對室內溫度和濕度、配電系統的電壓、電流進行實時監控，并能夠及時做好數據標記，以便于機房控制與管理，確保機房高效運營。可見，加強機房動力設備監測及環境監控顯得極其重要。

三、系統需求分析

高速公路機房需要建立環境、動力、消防聯網監控系統，統一接入監控中心。前端系統可以接入網絡溫濕度監測系統，實現對機房溫濕度信息的采集。中心控制室具備前端所有監控網點集中管控功能，并做出報警預警統計、聯動等功能。

1.通過智能動環監控系統的功能，能夠實現機房溫度、濕度監控，且可以監控配電柜電量、開關以及消防系統的運行等。此外，還可以實現空調系統監控、煙感系統監控等。

2.隧道機房作為高速公路設備機房中重要區域，為了營造良好的安防環境，應設置動力環境監控系統，實現IP對講、自動報警管理，加強機房視頻監控，實現門禁管理，防止入盜行為的發生，確保機房的安全防范。

3.全部監控在信息中心集中監控，系統具備手機微信、短信等報警功能。

系統結構圖

四、智慧動環管控系統的組成

1.智能動環智能管理系統軟件

在智能動環智能管理系統中，軟件系統操作界面主要采用全中文進行操作，以方便用戶及時查看智能設備系統的運行情況。與此同時，監控管理系統可以及時發現機房內部異常情況，并利用軟件界面進行報警，或者采用信息、電話等多種方式通知監控管理人員，以便能夠及時對異常情況進行反饋。監控客戶端借助現場集中監控平臺，可以直觀地查看到現場各監控子系統的運行情況，并能進行必要的控制。系統具備豐富的日志管理和報表管理功能。

2.智能動環監控一體化服務器

智能動環監控一體化服務器集成了各種設備接口，可接入機房溫濕度檢測器、配電柜智能儀表、UPS、消防火災檢測器、智能空調、發電機、門禁設備、入侵防盜報警設備、視頻攝像機、IP對講等設備。

五、系統具體功能

1.溫濕度監控

溫濕度傳感器信號通過串口傳輸線纜至智能動環監控一體化服務器。當監測數據超出上下限報警值時，智能動環監控一體化服務器可以聯動各種本地設備，動環智能管理系統軟件能發出報警信息通知監控員，以便進行下一步的快速處理。

2.門禁管理

在機房重要的出入口加裝電插鎖或磁力鎖，接入專用電源后把控制與反饋電纜敷設至智能動環監控一體化服務器，由智能一體化服務器控制門的開關以及實時反饋門的開關狀態等信息。管理人員可在手機APP上實時遙控、遙測門禁狀態等信息。

3.UPS監測

在UPS監測工作中，主要是采用485通訊協議對設備的運行參數和各部件進行遠程監測。485通訊協議通過傳輸線纜傳輸至智能動環監控一體化服務器，由主機實時判斷 UPS的部件是否發生報警，當 UPS的某部件發生故障或數據越限時，主機馬上報警，智能管理系統軟件立刻彈出相應的報警界面窗口。

4.智能空調監測

此功能是利用485通訊協議對設備的運行參數和各部件進行遠程監測。485通訊協議通過傳輸線纜傳輸至智能動環監控一體化服務器，通過系統軟件對空調運行狀態進行監測，再通過通訊協議對設備的運行參數、狀態進行遠程監測。報警時，可通過所彈出的報警窗口中相應顏色的改變來分辨報警，同時系統將發出報警短信息，通知值班人員或相應的主管人員。通過歷史記錄直觀看出空調機的運行品質。

5.市電配電柜開關監控

通過狀態采集系統對市電配電柜開關狀態進行監測。實時判斷市電配電柜的開關狀態，當配電柜的開關狀態發生變化時，主系統立刻彈出相應的報警界面窗口，同時監控主機發出報警短信息。

6.火災報警監測

火災煙感報警器等火災報警設備可以接入智能動環監控一體化服務器。

7.發電機監控

機房發電機是機電系統運行安全穩定的重要保障，所以發電機狀態監測是動環監控的重要組成。發電機監控功能可以在無人值守的情況下對各種突發事件進行24小時不間斷的監控，同時將報警信息上傳給值班人員，做到第一時間反應并處理供電故障。

六、系統界面展示

七、結語

高速公路設備機房智慧動環管控系統在原有系統的基礎上進行軟硬件的優化配置，此系統作為一套高效的智能化系統，通過建立一體化監控指揮平臺，實現高速公路設備機房的數據采集、分析、展示等，可為高速公路智慧化運營管理提供更加全面、高效、可靠的手段，實現高速公路經營的經濟效益與社會效益。