◎ 蔡慶斌　汕頭航標處

AIS基站機房動力及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)建設的分析和探索

◎ 蔡慶斌汕頭航標處

AIS基站內(nèi)設備較多，發(fā)熱量大，且機房為封閉空間，需保持恒溫恒濕狀態(tài)，但是現(xiàn)實卻是大多數(shù)的AIS基站依托于燈塔或通信運營商的基站進行建設，臨近海邊且較為偏遠，部分AIS基站無人值守，如何保障機房環(huán)境及設備安全高效運行，確保AIS信號可利用率達標，具有很強的必要性。本文將重點分析和探索如何建設AIS機房動力及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。

AIS 基站機房 環(huán)境監(jiān)控

AIS（船舶自動識別系統(tǒng)）是實現(xiàn)船岸良好通信、保障船舶安全航行的導助航系統(tǒng)，為海事及航保部門履行管理和服務職能提供了強有力的支持和保障。AIS基站作為收發(fā)AIS信號的基礎設施，對轄區(qū)AIS系統(tǒng)的正常運行至關重要，需保持24小時無間斷地發(fā)揮作用。由于大多數(shù)的AIS基站依托于燈塔或通信運營商的基站進行建設，臨近海邊且較為偏遠，部分AIS基站無人值守，對AIS基站機房的綜治管理和效能管理形成了威脅。此外，由于AIS基站內(nèi)設備較多，發(fā)熱量大，且機房為封閉空間，需保持恒溫恒濕狀態(tài)。因此，建設AIS基站機房動力及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對機房周邊治安環(huán)境、機房內(nèi)部溫濕程度，以及供電系統(tǒng)和機房設備運行狀況的遠程集中監(jiān)控，保障機房環(huán)境及設備安全高效運行，確保AIS信號可利用率達標，具有很強的必要性。本文將重點分析和探索如何建設AIS機房動力及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。

1.系統(tǒng)設計原理

AIS機房動力及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)管理兩大部分組成（設計框圖如下圖所示），由于AIS機房一般均有市電和網(wǎng)絡接入，因此該系統(tǒng)的電力供應和網(wǎng)絡均從AIS機房原有系統(tǒng)接入，本文不再贅述。

（1）數(shù)據(jù)采集部分：通過溫濕度監(jiān)測、漏水監(jiān)測、UPS監(jiān)測、空調(diào)監(jiān)測、煙感監(jiān)測、紅外探測、振動監(jiān)測、市電監(jiān)測、視頻監(jiān)測等傳感器實時探測相關數(shù)據(jù)（各類傳感設備可根據(jù)實際需求增減），經(jīng)智能數(shù)據(jù)采集模塊接收整合后，接入機房中的主機，再從各AIS機房中的主機經(jīng)網(wǎng)絡傳輸至數(shù)據(jù)處理部分。

（2）數(shù)據(jù)處理部分：經(jīng)網(wǎng)絡傳輸?shù)母鰽IS機房監(jiān)測數(shù)據(jù)在監(jiān)控管理中心中的監(jiān)控主機中顯示，并可在監(jiān)控管理中心進行調(diào)閱、匯總、收集、打印、存檔等數(shù)據(jù)處理，在出現(xiàn)設備異常時可以短信、語音電話、聲光等多種形式報警通知管理人員。接入監(jiān)控管理中心的內(nèi)部網(wǎng)絡人員和遠程用戶還可通過授權訪問監(jiān)控主機，獲取監(jiān)控數(shù)據(jù)。

通過該系統(tǒng)建設，可使AIS機房實現(xiàn)遠程監(jiān)控、無人值守、集中管理，為AIS機房高效管理和安全運營提供有力保障。

AIS機房動力及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)組成框圖

2.系統(tǒng)建設原則

（1）經(jīng)濟性和先進性。采用網(wǎng)絡型監(jiān)控設備，通過具備國際標準的傳感器實時采集相關數(shù)據(jù)，并由網(wǎng)絡傳輸至監(jiān)控管理中心，其建設成本遠低于采用RTU模塊、PLC模塊、PCI數(shù)據(jù)采集卡、工控機、組態(tài)軟件等傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模式，建設周期和維護成本也僅為傳統(tǒng)模式的一半。

（2）安全性和穩(wěn)定性。適應監(jiān)控數(shù)字化、網(wǎng)絡化發(fā)展趨勢，采用內(nèi)部局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)通信和管理，穩(wěn)定性及安全系數(shù)較高。運用TCP/IP協(xié)議使各AIS機房與監(jiān)控管理中心建立聯(lián)系，實現(xiàn)對AIS機房動力設備、機房環(huán)境、安全保衛(wèi)、消防、視頻圖像等信息的實時集中監(jiān)控。

（3）實時性和擴展性。采用采集、解析、傳輸和報警一體化設計，報警便捷多樣、數(shù)據(jù)顯示及時、數(shù)據(jù)記錄完整、數(shù)據(jù)分析直觀。系統(tǒng)以模塊化設計，具備開放性，可根據(jù)需求整合各類模塊或各種網(wǎng)絡接入方式的監(jiān)控系統(tǒng)，再與監(jiān)控管理中心的內(nèi)部網(wǎng)絡系統(tǒng)連接。機房大小和周邊環(huán)境差異較大，要求系統(tǒng)能根據(jù)各機房實際情況進行數(shù)據(jù)采集功能的自主增減，以便能隨時適應對系統(tǒng)進行擴容或降耗。

3.系統(tǒng)建設目標

（1）實時記錄：可不間斷地實時采集和記錄機房內(nèi)溫度、濕度、漏水、供電等情況等各項參數(shù)情況以及周邊治安視頻圖像，以數(shù)字、圖形及視頻等方式進行實時顯示和記錄監(jiān)測信息。

（2）超限報警：當采集和記錄的數(shù)據(jù)超過設定的限制值時，通過多種方式進行報警或提示監(jiān)控管理人員，便于監(jiān)控管理人員及時掌握故障信息并排除故障。

（3）遠程聯(lián)網(wǎng)：通過各類網(wǎng)絡接入，AIS機房可以自動將動力和環(huán)境參數(shù)傳輸?shù)奖O(jiān)控管理中心，監(jiān)控人員可以實時了解機房情況。

（4）拓展監(jiān)測：與監(jiān)控管理中心連接的單位內(nèi)部網(wǎng)絡中的用戶，在經(jīng)過授權后，可通過計算機、手機等終端設備讀取監(jiān)控主機上的實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)遠程監(jiān)測。也可通過設置，將系統(tǒng)故障信息實時發(fā)送至經(jīng)過授權的用戶。

（5）數(shù)據(jù)處理：根據(jù)用戶需求，可顯示各傳感器的實時及歷史數(shù)據(jù)，便于用戶掌握和分析系統(tǒng)運行狀況；可自動保存、備份、打印、歸檔數(shù)據(jù)，并可定時自動或人工手動輸出不同格式的報表，便于管理數(shù)據(jù)。

（6）權限管理：可根據(jù)需求，對多個AIS機房分別進行授權管理，并可對管理人員進行分級授權，以保證只有授權的工作人員才可進行相應的管理和操作，進一步保障系統(tǒng)安全。

（7）系統(tǒng)拓展：數(shù)據(jù)采集端預留相應的接口，可根據(jù)需求增加監(jiān)測項目，如：增加門禁闖入端口、壓力測試端口等。

4.系統(tǒng)建設方案

根據(jù)當前AIS基站機房的實際情況，其動力和環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)一般包含以下子系統(tǒng)：視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、UPS監(jiān)測子系統(tǒng)、配電監(jiān)測子系統(tǒng)、漏水檢測子系統(tǒng)、溫濕度監(jiān)測子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)統(tǒng)一接入到智能數(shù)據(jù)采集模塊，再經(jīng)網(wǎng)絡接入監(jiān)控管理中心。各子系統(tǒng)的建設方案如下：

（1）視頻監(jiān)控子系統(tǒng)。通過攝像設備分別對機房室內(nèi)、室外圍墻、進場道路進行連續(xù)監(jiān)控，并將數(shù)據(jù)存儲到硬盤錄像機中（硬盤錄像機可放置在AIS機房的機柜中，按照可連續(xù)記錄30天以上數(shù)據(jù)配置），接入智能數(shù)據(jù)采集模塊后，經(jīng)網(wǎng)絡傳輸至監(jiān)控管理中心，監(jiān)控人員可按照權限通過計算機或手機實時監(jiān)控機房內(nèi)部及周邊環(huán)境，同時，該子系統(tǒng)可通過管理軟件設置區(qū)域闖入告警、人臉捕捉識別等功能，對異常闖入情況進行報警提示。

（2）UPS監(jiān)控子系統(tǒng)：實時監(jiān)控各AIS機房內(nèi)UPS設備狀況，實時顯示并保存各UPS通訊協(xié)議所提供的能遠程監(jiān)測的運行參數(shù)和各部件狀態(tài)，判斷UPS是否發(fā)生報警，當UPS的某部件發(fā)生故障或數(shù)值越限時，監(jiān)控主系統(tǒng)發(fā)出報警。監(jiān)控內(nèi)容一般包括：①輸入電量：電壓、電流、頻率等；②輸出電量：電壓、電流、功率等；③電池電量：電壓、后備時間等；④電池狀態(tài)：充/放電，是否故障等；⑤內(nèi)部運行狀態(tài)：UPS模式、逆變器、整流器、電池、輸入/輸出狀態(tài)等；⑥告警提示：UPS內(nèi)部情況、及電量是否正常等。在監(jiān)測界面中以具體數(shù)值實時顯示UPS運行參數(shù)，并通過不同顏色區(qū)分啟動、未啟動及設備異常等工作狀態(tài)，出現(xiàn)異常狀況時，通過設定方式提醒管理人員。

（3）配電監(jiān)控子系統(tǒng)：對機房內(nèi)市電配電柜、ups配電柜、切換柜等各類配電柜的進線電量、配電屏及主要開關狀態(tài)實施監(jiān)測。通過在配電柜上的輸入處安裝電量檢測儀，監(jiān)測市電輸入的電壓（三相）、電流（三相）、頻率和功率等；用電源轉換模塊連接到開關的輸出，經(jīng)過off觸點或D8H轉換模塊的輸出轉換，實時監(jiān)測重要開關端狀況。監(jiān)控軟件可實時顯示并保存各配電柜總進線的各監(jiān)測參數(shù)的數(shù)值，實時顯示并保存各被監(jiān)測開關的工作狀態(tài)。當監(jiān)測的電壓或電流超過設定的允許值或開關異常跳閘時，監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出報警信息。監(jiān)控內(nèi)容一般包括：①輸入電量：各相電壓、電流及頻率等；②負載電量：各相電壓、電流、頻率、功率因素及功率等；③內(nèi)部設定點情況：過載、過壓等實時監(jiān)測。

（4）漏水檢測子系統(tǒng)：采用線式漏水監(jiān)測控制器，根據(jù)現(xiàn)場實際選擇漏水感應繩，圍繞空調(diào)及其排水管進行布設，漏水監(jiān)測控制器通過RS-485總線直接連接到多串口擴展單元，實時檢測各監(jiān)控點漏水狀況，并以電子地圖方式實時顯示并記錄漏水感應繩感應到的漏水狀態(tài)、漏水位置及漏水控制器的狀態(tài)。當空調(diào)或其沿線水管漏水時，監(jiān)控主系統(tǒng)發(fā)出報警，并通過相應的圖示和文本顯示漏水發(fā)生的位置。

（5）溫濕度監(jiān)測子系統(tǒng)：在機房內(nèi)的重要區(qū)域及重要機柜內(nèi)安裝溫濕度傳感器，其輸出數(shù)據(jù)信息通過多串口擴展單元接入監(jiān)控服務器進行處理，實時監(jiān)控各個區(qū)域的絕對溫度和相對濕度，并以電子地圖方式實時顯示并記錄每個溫濕度傳感器所檢測到的室內(nèi)溫度與濕度的數(shù)值，顯示一段時間內(nèi)的變化情況曲線圖。當任意一個溫濕度傳感器檢測到的數(shù)據(jù)超過設定的上限或下限時，監(jiān)控主系統(tǒng)發(fā)出報警。