張偉

（甘肅路橋飛宇交通設(shè)施有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730030）

0 引言

公路存在較多機(jī)房，各個(gè)機(jī)房距離較遠(yuǎn)，環(huán)境復(fù)雜，分散在各個(gè)區(qū)域，管理難度較大，人力管理成本較高，但是，公路機(jī)房中的設(shè)備在整個(gè)公路的機(jī)電系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，任何一個(gè)機(jī)房中的設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，都會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)促進(jìn)了公路機(jī)房的創(chuàng)新發(fā)展，改變了傳統(tǒng)的機(jī)房管理方式，公路機(jī)電系統(tǒng)更加穩(wěn)定和安全，機(jī)房管理更加方便和高效。

1 公路機(jī)房管理需求分析

在機(jī)房管理系統(tǒng)中運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠?qū)Ω鱾€(gè)設(shè)備進(jìn)行集中控制，將各個(gè)設(shè)備和系統(tǒng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，公路機(jī)電系統(tǒng)出現(xiàn)故障之后，還能夠?qū)Ω鱾€(gè)機(jī)房設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，快速找到故障的部位，了解故障的原因，及時(shí)進(jìn)行維修，有效降低了人工管理的成本和機(jī)房維護(hù)的成本。對(duì)公路機(jī)房管理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮機(jī)房管理的實(shí)際需求，公路機(jī)房管理系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)和安全防護(hù)提出了明確的需求，要想讓機(jī)房管理更加高效和有效，需要解決信息監(jiān)控、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、預(yù)警維護(hù)等方面的問(wèn)題，對(duì)溫濕度等環(huán)境條件進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)外部入侵和內(nèi)部故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)情況和數(shù)據(jù)分析結(jié)果自動(dòng)生成報(bào)告，滿足預(yù)警和維護(hù)的要求。公路機(jī)房管理系統(tǒng)和機(jī)電系統(tǒng)還要提高自動(dòng)化水平，引入自動(dòng)化控制技術(shù)，減輕值班人員和管理維護(hù)人員的工作壓力，增加公路機(jī)房系統(tǒng)的可靠性和自動(dòng)性。

2 公路機(jī)房智能化管理系統(tǒng)的構(gòu)建策略

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

公路機(jī)房智能化管理系統(tǒng)主要包括四個(gè)部分：首先是終端監(jiān)控設(shè)備層，能夠?qū)φ彰?、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控；其次是監(jiān)控主機(jī)設(shè)備層，整個(gè)系統(tǒng)最關(guān)鍵的就是智能監(jiān)控主機(jī)；另外兩個(gè)部分是通信層和集控站層，具有數(shù)據(jù)傳輸功能和集中控制功能。公路機(jī)房智能化系統(tǒng)包含不同類型的設(shè)備，如計(jì)算機(jī)設(shè)備和電氣設(shè)備，計(jì)算機(jī)設(shè)備可以對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。遠(yuǎn)程電源控制器在系統(tǒng)中起到重要的作用，可以根據(jù)監(jiān)測(cè)需求安裝不同類型的傳感器，將傳感裝置連接到系統(tǒng)上，使用以太網(wǎng)，形成冗余環(huán)網(wǎng)，建立集中監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，監(jiān)控主機(jī)可以獲取傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，控制器可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化控制。系統(tǒng)具有完善的監(jiān)控功能，可以對(duì)動(dòng)力設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)外部環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，還可以在安防和消防等方面進(jìn)行監(jiān)控。系統(tǒng)的主要架構(gòu)如圖1所示。

圖1 公路機(jī)房智能管理系統(tǒng)

2.2 動(dòng)力監(jiān)測(cè)

動(dòng)力監(jiān)測(cè)分為以下6 種：①配電柜監(jiān)測(cè)，公路機(jī)房的配電柜比較特殊，安裝配電柜時(shí)，需要考慮配電柜的各項(xiàng)性能，對(duì)配電柜的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)實(shí)際的需求監(jiān)測(cè)配電柜中的參數(shù)，如輸入電壓和輸入電壓的數(shù)值，監(jiān)測(cè)功率和電能等參數(shù)。②智能開(kāi)關(guān)監(jiān)測(cè)，運(yùn)用智能化技術(shù)，在技術(shù)的幫助下，了解開(kāi)關(guān)狀態(tài)，對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。③防雷器監(jiān)測(cè)，該裝置需要安裝到配電柜中，在監(jiān)測(cè)中，可以判斷防雷器的具體情況。④直流電源監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)的對(duì)象是電能儲(chǔ)蓄的設(shè)備，可以監(jiān)測(cè)設(shè)備的電壓電流情況，掌握設(shè)備所處環(huán)境的溫度情況。⑤UPS 監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)蓄電池組、整流器等部件的運(yùn)行情況，獲取輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)，記錄電壓、電流、功率、時(shí)間、溫度等數(shù)據(jù)。⑥柴油發(fā)電機(jī)監(jiān)測(cè)，能夠監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀況，獲取發(fā)電機(jī)的電壓和電流等數(shù)據(jù)，獲取油箱壓力數(shù)據(jù)，獲取水箱溫度數(shù)據(jù)，獲取柴油余量數(shù)據(jù)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行控制。

2.3 環(huán)境監(jiān)測(cè)

環(huán)境監(jiān)測(cè)分為以下5 種：①溫濕度監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)公路機(jī)房中的環(huán)境條件，公路機(jī)房設(shè)備對(duì)運(yùn)行環(huán)境有嚴(yán)格的要求，如果溫度或濕度不符合設(shè)備運(yùn)行環(huán)境要求，有可能會(huì)出現(xiàn)故障，為了讓設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，要對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度和濕度，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī)上，當(dāng)溫度或濕度超過(guò)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)后，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警，值班人員收到報(bào)警信號(hào)后，可以安排專門的人員進(jìn)行處理，以免出現(xiàn)安全事故。②漏水監(jiān)測(cè)，要保證機(jī)房和管道的密封性，如果出現(xiàn)漏水問(wèn)題，水分流入正在運(yùn)行的設(shè)備中，設(shè)備和線路就會(huì)發(fā)生故障，監(jiān)測(cè)設(shè)備可以對(duì)門窗和水管等部位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)這些部位漏水時(shí)，監(jiān)測(cè)裝置能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏水問(wèn)題，啟動(dòng)報(bào)警裝置，及時(shí)處理漏水部位，對(duì)漏水處進(jìn)行密封處理。③中央空調(diào)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)裝置可以監(jiān)測(cè)中央空調(diào)的設(shè)備和電路，判斷中央空調(diào)當(dāng)前的狀態(tài)，了解電路運(yùn)行情況，智能化管理系統(tǒng)具有紅外線遠(yuǎn)程操控功能，可以在遠(yuǎn)程操控中改變中央空調(diào)的運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)整機(jī)房?jī)?nèi)部的溫度。④精密空調(diào)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)裝置能夠精確測(cè)量空調(diào)的回風(fēng)溫度和回風(fēng)濕度，了解各個(gè)部件的運(yùn)行情況，對(duì)冷凝器德和壓縮機(jī)等裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，遠(yuǎn)程控制空調(diào)裝置，在中央系統(tǒng)上啟動(dòng)裝置，或者讓空調(diào)裝置停止運(yùn)行，以此來(lái)改變機(jī)房?jī)?nèi)部的溫濕度。⑤新風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)，公路機(jī)房智能化管理系統(tǒng)還可以監(jiān)測(cè)和控制新風(fēng)機(jī)，掌握風(fēng)機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行情況，根據(jù)機(jī)房的環(huán)境情況開(kāi)啟或關(guān)閉新風(fēng)機(jī)，調(diào)整新風(fēng)量。

2.4 安防監(jiān)測(cè)

安防監(jiān)測(cè)分為以下3 種：①門禁監(jiān)測(cè)，在公路機(jī)房中安裝門禁系統(tǒng)，設(shè)置進(jìn)出權(quán)限，只有授予權(quán)限的工作人員能夠自由進(jìn)出機(jī)房，向工作人員發(fā)放門禁卡，通過(guò)刷卡開(kāi)啟機(jī)房大門，門禁卡和權(quán)限的設(shè)置能夠讓工作人員在權(quán)限范圍內(nèi)工作，避免無(wú)關(guān)人員進(jìn)入機(jī)房?jī)?nèi)部，使設(shè)備受到破壞。工作人員每次刷卡，系統(tǒng)都會(huì)記錄刷卡信息，以此來(lái)了解各個(gè)機(jī)房中的人員情況。②紅外監(jiān)測(cè)，機(jī)房中安裝紅外監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，公路機(jī)房禁止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入，如果其他人員私自進(jìn)入或者強(qiáng)行闖入公路機(jī)房，紅外監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠發(fā)現(xiàn)違規(guī)進(jìn)入機(jī)房的人員，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，管理人員會(huì)立即趕到現(xiàn)場(chǎng)，將擅自進(jìn)入機(jī)房的人員驅(qū)趕出去。③視頻監(jiān)控，在機(jī)房?jī)?nèi)部安裝視頻監(jiān)控設(shè)備，視頻監(jiān)控是一種比較常用的監(jiān)控方式，任何人員進(jìn)入機(jī)房之中，都會(huì)被監(jiān)控視頻記錄下來(lái)，工作人員對(duì)機(jī)房設(shè)備進(jìn)行維修時(shí)，監(jiān)控視頻也會(huì)進(jìn)行記錄。當(dāng)工作人員正常進(jìn)行操控時(shí)，系統(tǒng)不會(huì)發(fā)出警報(bào)，如果工作人員違規(guī)進(jìn)入其他區(qū)，或者進(jìn)入的時(shí)間超過(guò)規(guī)定時(shí)間，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出警報(bào)。

2.5 消防監(jiān)測(cè)

消防監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中最重要的就是煙感裝置，漏水和明火都會(huì)使設(shè)備發(fā)生故障，特別要注意機(jī)房中的明火，出現(xiàn)明火之后，要立即進(jìn)行控制，以免發(fā)生更嚴(yán)重的安全事故，煙感裝置能夠感應(yīng)機(jī)房?jī)?nèi)部的煙霧，發(fā)現(xiàn)煙霧后，快速啟動(dòng)報(bào)警器，將明火撲滅。在機(jī)房智能化管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，可以單獨(dú)設(shè)計(jì)消防系統(tǒng)，將新的消防系統(tǒng)和原本的消防系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)消防聯(lián)動(dòng)，保證公路機(jī)房的安全。

3 公路機(jī)房智能管理系統(tǒng)的子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

公路機(jī)房中存在著各種機(jī)電設(shè)備，這些設(shè)備全都包含在電子信息系統(tǒng)中，根據(jù)相關(guān)規(guī)范的要求，要對(duì)電子信息系統(tǒng)所處的環(huán)境進(jìn)行控制，如果環(huán)境中存在大量的粉塵，機(jī)電設(shè)備的振動(dòng)沖擊力度較大，將會(huì)使個(gè)別部件出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損和腐蝕等問(wèn)題，機(jī)電系統(tǒng)還會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤運(yùn)行的情況，大大縮短機(jī)電設(shè)備的使用壽命。必須要根據(jù)規(guī)范的要求進(jìn)行管理，對(duì)機(jī)房設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，在環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，連接浸水探測(cè)器，及時(shí)感知漏水問(wèn)題；在機(jī)房中安裝溫濕度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)房的溫度和濕度；安裝煙霧感應(yīng)器，及時(shí)識(shí)別煙霧和發(fā)出警報(bào)，避免出現(xiàn)火災(zāi)等事故；將消防設(shè)備連接到環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)中，系統(tǒng)收到煙霧感應(yīng)裝置的警報(bào)后，直接控制消防設(shè)備，消除機(jī)房火災(zāi)。環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)能夠判斷機(jī)房設(shè)備是否處于漏水、漏液的狀態(tài)，工作人員可以在子系統(tǒng)中查看溫度和濕度，各個(gè)感應(yīng)裝置采集信號(hào)后，將信號(hào)發(fā)送到智能采集終端上，通過(guò)RS232/RS485 總線進(jìn)行連接和傳輸，將環(huán)境參數(shù)上傳到智能化管理系統(tǒng)中[1]。

3.2 配電監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

機(jī)房中存在多個(gè)供配電設(shè)備，系統(tǒng)可以對(duì)配電柜、柴油發(fā)電機(jī)、EPS、UPS 的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。配電監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)能夠采集信號(hào)，對(duì)供配電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，發(fā)生故障后及時(shí)報(bào)警。SNMP 模塊具有監(jiān)控作用，能夠進(jìn)行網(wǎng)格化監(jiān)管和遠(yuǎn)程控制，獲取設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。應(yīng)當(dāng)在設(shè)備中安裝SNMP 模塊，如果設(shè)備無(wú)法和該模塊兼容，就要和設(shè)備制造商進(jìn)行溝通，獲取供配電設(shè)備的通信協(xié)議。

3.3 設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控子系統(tǒng)

公路機(jī)房中的設(shè)備可以分為兩大類別，一類是通用IT 設(shè)備，這類設(shè)備主要包括計(jì)算機(jī)和交換機(jī)等，對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和管理時(shí)，需要使用敏捷管理控制器，利用敏捷管理控制器監(jiān)控各個(gè)設(shè)備的元件，發(fā)現(xiàn)服務(wù)器等通用設(shè)備處于故障狀態(tài)時(shí)，及時(shí)進(jìn)行預(yù)警；另一類設(shè)備是專用設(shè)備，這類設(shè)備功能性較強(qiáng)，包括控制器、報(bào)警主機(jī)等，專用設(shè)備主要負(fù)責(zé)監(jiān)控、通信等工作，設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控子系統(tǒng)以專用設(shè)備為主，可以對(duì)這類設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制。

設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)有4 個(gè)功能：①IT 設(shè)備狀態(tài)管理功能，系統(tǒng)能夠獲取中央處理器等元件的數(shù)據(jù)，了解各個(gè)元件的基本情況，掌握電源、內(nèi)存和硬盤等部件的數(shù)據(jù)信息。②遠(yuǎn)程控制功能，管理人員可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離操控，為設(shè)備配備BIOS 和RAID，根據(jù)工作需要啟動(dòng)設(shè)備或者關(guān)停設(shè)備，在系統(tǒng)上進(jìn)行重新安裝。③能耗管理功能，系統(tǒng)可以對(duì)各個(gè)設(shè)備運(yùn)行的能耗進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果某個(gè)設(shè)備能耗過(guò)大，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)預(yù)警，啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。④智能分析和智能決策功能，在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中獲取設(shè)備的相關(guān)信息，記錄電壓、能耗、溫度等數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)數(shù)據(jù)的類型進(jìn)行劃分，如環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行參數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。得到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后，采用人工智能算法，對(duì)設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，構(gòu)建模型，做出預(yù)測(cè)[2]。

3.4 網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)

機(jī)房的位置比較分散，單個(gè)機(jī)房的數(shù)據(jù)量較少，如果在所有機(jī)房中建設(shè)專用網(wǎng)絡(luò)，將會(huì)浪費(fèi)資源，產(chǎn)生較大的成本，為滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?，同時(shí)還要考慮經(jīng)濟(jì)性，可以將主傳輸網(wǎng)絡(luò)連接到公路監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)共用網(wǎng)絡(luò)的方式進(jìn)行傳輸，將機(jī)房設(shè)備中的敏捷管理器和SNMP 模塊等部件連接到最近的監(jiān)控系統(tǒng)專網(wǎng)上[3]。

3.5 功能管理子系統(tǒng)

公路機(jī)房智能化管理系統(tǒng)具有可視化功能，可以通過(guò)組態(tài)圖的方式現(xiàn)實(shí)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，工作人員還可以通過(guò)Web 瀏覽的方式查看監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)還具有報(bào)警功能，與各個(gè)感應(yīng)裝置相連，設(shè)置預(yù)警指標(biāo)，如果監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超出指標(biāo)，就會(huì)發(fā)出警報(bào)，設(shè)置了多個(gè)報(bào)警級(jí)別，按照事故的嚴(yán)重程度采用不同的應(yīng)對(duì)方法。系統(tǒng)具有報(bào)表管理功能，系統(tǒng)可以將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)整理成日志和報(bào)表，按照日期、名稱、數(shù)據(jù)等方式進(jìn)行記錄，自動(dòng)生成不同類型的圖表。系統(tǒng)存在著安全管理功能，采用分布式授權(quán)管理的方式，對(duì)工作人員進(jìn)行授權(quán)，只有獲得授權(quán)的人員能夠訪問(wèn)和控制系統(tǒng)[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

公路機(jī)房包含各種設(shè)備，要想讓設(shè)備安全、穩(wěn)定運(yùn)行，需要對(duì)公路機(jī)房設(shè)備進(jìn)行管理，為了提高管理效率、降低管理成本，增加設(shè)備運(yùn)行的可靠性，可以對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用，提高管理系統(tǒng)的智能化水平，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)公路機(jī)房設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行參數(shù)，對(duì)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化控制和遠(yuǎn)程控制。