工程技术方案培训资料.docx
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工程技术方案培训资料
档号：
华中农业大学机房环境监控系统工程
技术方案建议书
1系统概述
1.1系统概述
xxx通信公司为省直事业单位，主要担负党政专用通信保障工作。
随着xxx通信公司的机房传输交换设备以及其配套的环境设备也日益增多，机房内的交换设备以及供电设备（如交流配电屏、直流配电屏、UPS、电池组以及用于提供备用电的油机等）则是保障党政专用通信业务的关键和基础所在，其重要性不言而喻，另外机房的环境、条件等方面如空调、温湿度的检测、是否漏水、是否有火灾发生、是否有无关人员非法进入等也是很重要的保障项目，但目前这些内容的维护、监管水平仍停留在传统的人工看管和定期巡检的方式上，这种方式要耗费大量维护人员和管理人员的时间和精力而且效率低、效果差，远远跟不上高速发展的通信网络业务的需求。
xxx通信公司需要一套针对专用局通信网络要求的高水平的动力及机房环境集中监控系统，以提高维护水平，缓解日益紧张的人员及维护工作的压力。
通过建设机房动力环境监控系统，实现通信系统电源设备、空调设备和机房环境进行遥测、遥信、遥控，实时监测动力、空调设备运行状况和机房环境安全，及时侦测故障及各种异常情况，并通知有关人员处理，从而实现通信局站的无人或少人值守，有效地保障通信供电和设备安全。
1.2设计原则
完整性原则
系统支持机房常用设备的监控，包括机房动力、环境、安防、网络等多种设备监控和管理，满足用户各种设备监控要求。
稳定性原则
系统设计能够365天*24小时地连续不间断运行。
扩展性原则
总体设计：
在机房集中联网监控系统中，设计通过传输网络，将机房监控数据传输到集中监控系统，我们不仅考虑了现有纳入此集中监控系统现有的内容及要求，而且考虑到了以后机房搬迁、扩容造成监控点数量的扩展，机房监控系统可以承受超过1000个监控点进行集中监控，也可以提供对外的数据接口供其他系统使用，充分的满足了机房的发展要求。
实用性原则
总体设计：
在系统设计的过程中，方案不仅综合考虑了机房的设备和动力、环境监控等实际情况，以及组建后整体机房监控系统的实用性和在一段时间内先进性的问题，着眼于未来，即随着社会发展对机房管理不断提出的新要求，从系统运行环境、资源信息、功能应用、新技术等多方面综合考虑，将各部分融合成一个高效、统一、实用的有机体。
区域性的分散式监控：
鉴于本系统的涉及面广、影响面大，在系统应用的过程中，采用集中式管理是非常有必要的。
可靠性原则
系统整体架构：
机房监控系统设计中，充分考虑网络构架搭建、监控管理平台的设计、各种类型的模板整合、系统监控/管理的层次结构的设计等综合因素，进行可实施性、可靠性、兼容性的综合设计。
监控管理平台：
该平台采用模块化的软件设计思想，不仅可以根据的实际情况灵活地设计系统功能，还充分考虑了系统的扩容与升级，在平台层面保障系统的可靠性。
经济性原则
平滑扩容与升级：
系统采用开放式的体系结构，易与第三方系统无缝集成，平滑扩容；
设备选型：
充分考虑机房现有的设备与资源，选用经济、实用、可靠、成熟的监控设备，避免资源浪费；监控管理平台的模块化结构设计使得系统的前期搭建、中期的实施、后期的升级维护简便、经济。
先进性原则
系统的设计以系统工程的科学思想为指导，以现代计算机科学、多媒体、通讯、控制和决策支持的理论与技术为基础，采用国际先进的中间构件技术和完全组态的方式，实现各类信息实时处理，数据库、决策支持系统的一体化。
1.3设计规范
在设计、建设和实施过程中，本项目主要遵循的相关标准和依据包括：
1）中华人民共和国公共安全行业标准（GA/T70-94）
2）中华人民共和国公共安全行业标准GA/T75－94
3）安全防范工程程序与要求GA/T75-94
4）工业企业通信设计规范GBJ42－81
5）民用建筑电气设计规范（GA/T75-94）
6）电业安全工作规程（DL-408-91）
7）计算机软件开发规程GB856688
8）计算机站场地技术条件GB2887－89
9）计算机站场地安全要求GB9361
10）电子计算机机房设计规范GB50174-93
11）低压配电设计规范（GB50054－95）
12）建筑装饰工程施工及验收规范JGJ73－91
13）建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范（CEECS89：
97）
14）建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范
15）计算机机房用活动地板技术条件（GB6650）
16）建筑物防雷设计规范GB50057－94
17）计算机信息系统防雷保安器（GA173－1998）
18）环境电磁波卫生标准（GB9175－88）
19）电磁辐射防护规定GB－8702－88
20）通信机房静电防护通则（YD/T754－95）
21）xxx通信公司机房环境监控的需求
22）现场查勘资料
2需求分析
根据xxx通信公司机房监控的要求，监控系统采用联网监控方式的系统，对xxx通信公司管辖的各机房现有的供配电、UPS、空调、温湿度、消防、视频等各种设备和环境实行监控，同时在xxx通信公司建立监控中心，管理人员可在监控中心随时了解到各机房设备和环境运行状况。
当发生设备故障、停电、水灾、火灾、失窃等紧急事件时，维护人员可在第一时间获悉情况，并迅速处理。
维护人员还可以通过图像监视直接看到各机房的具体情况，从而可以更准确地判断故障状况。
维护人员可通过监控系统遥控机房内的空调、电源等设备，从而大大减少了维护人员的工作量，有效降低了系统运行维护成本。
系统整体实现采用“集中管理、分散控制”的模式：
现场的设备环境系统将数据传输到在本地建立的独立的可完全脱网工作的各自现场监控本地站，实现现场设备环境系统的分散控制；再由各现场监控本地站通过网络将数据传输至管理中心，由监控中心管理站实现对分布在不同区域的现场监控本地站的集中管理。
集中管理、分散控制实现方式满足了对分散基站的集中统一管理的需要，更满足了对现场数据安全、实时、完整的存储和控制要求较高的领域。
标准机房内的需监测的主要设备：
序号
设备名称
数量
单位
备注
1
华达电源系统（电池组2组24节）
1
套
非智能设备
2
普天高频开关电源
1
套
智能设备
3
易达整流电源系统
1
套
智能设备
4
空调
2
套
普通空调
5
电话线缆自动充气机
1
套
智能设备
6
电源开关
2
套
非智能设备
7
防雷器
1
套
非智能设备
另外，由于原机房内没有环境监测的设备，还需新增下列设备：
序号
设备名称
数量
单位
备注
1
温湿度传感器
1
套
2
门禁系统
1
套
3
漏水检测
1
套
4
视频监控系统
1
套
5
防盗报警系统
1
套
3方案设计
3.1系统结构
xxx通信公司的机房环境监控系统采用三级架构：
（1）机房本地监控主机层级
（2）总监控中心
（3）远程浏览
本系统采用“集中管理、分散控制”的模式：
各机房现场的设备环境系统将数据传输到在本地监控主机，同时监控主机通过数据网络将数据传输至总部监控管理中心，由监控中心管理服务器实现对分布在不同区域的网络监测机房的集中管理。
“集中管理、分散控制”实现方式不但满足了对分散机房的集中统一管理的需要，更满足了对现场数据安全、实时、完整的存储和控制要求较高的领域。
本系统设计三级结构，监控中心中心能查看、监控、切换全部各机房的实时监测数据，每个独立机房可形成一套完整的监控系统本地站，由监控管理中心对各监控本地站实施二次集中监控管理，实现管理者对所有机房及机房内设备环境系统的远程集中联网监控管理。
1）总监控中心管理平台
负责对中心机房和分散的机房的环境、动力进行集中监控管理，接收各个机房传来的各种实时数据，显示监控画面，实现对监控数据的实时处理分析、存储、显示和输出等功能，处理所有的报警信息，记录报警事件，通过电话语音或手机短信等输出报警内容，发送管理人员的控制命令给各个机房。
中心监控管理平台对机房进行统一监管，接收所有前端机房的报警信息及数据，通过电子地图的方式直观显示全省站点的分布位置，快速定位某一前端站点并查看现场环境情况，提供多种对外报警方式，准确发送设备报警信息，满足管理的要求。
xxx通信公司的监控中心可以通过监控系统的双屏显示功能，将主要的站点视频图象切换到大屏上，进行宏观的查看，方便管理人员进行远程控制和指挥。
监控中心能完成对实时数据在大屏幕轮流切换查看，也可以使用多画面分割技术在监控中心监视远程站点。
2）本地机房监控系统
现场监控系统由嵌入式监控主机、智能模块、协议转换模块、信号处理模块、智能设备等组成，负责对机房内所有被监控设备、环境的集中管理，接收各种实时信息、报警信息、对监控图像进行录像、回放、处理所有的报警信息、发送管理人员的控制命令、记录报警事件，存储及保存监控数据，完成各种控制任务，实现子系统之间联动等进行本地数据处理及存储，并主动将变化数据和报警信息上传给省监控中心。
接收中心管理人员的控制命令给现场设备。
3）远程IE浏览站
远程IE浏览站的主要功能是在通过网络在远程主机上以IE的方式进行浏览的功能。
在本系统中监控中心的管理服务器和现场的监控主机均支持IE浏览功能。
从而便于管理人员随时随地了解机房的实际工作状况，实现管控一体化，在远程的管理人员可以通过浏览器，直接观看监控画面，并且该监控画面与监控中心管理服务器和各现场监控主机保持一致，通过该界面远程监控设备的运行状况，远程浏览站还可浏览各机房的视频图像。
4）传输网络带宽要求：
查看实时数据，需50K左右带宽；
远程查看视频数据，每路视频需2M左右带宽。
3.2系统功能
3.2.1监控平台系统
（1）用户界面管理
系统支持全中文界面，图形化设计，支持电子地图功能。
界面的结构、层次应清晰明了，能够实时直观地显示设备的运行数据和运行状态，场景仿真。
主界面应为包含所有子系统内监控设备的电子地图，在该界面上可直接点击子系统内的任意监控设备进入其运行状态界面。
同时，在本子系统的主界面上为各功能模组设置访问按钮，通过点击进入各功能模组界面（电子地图），以便对分组的监控设备进行更清晰、更有针对性的监控。
当操作者点击主界面或功能模组界面上某一监控设备后，画面会自动切换到该设备的运行状态图或者弹出对相关设备的操作界面，以便管理人员查看和控制该设备。
在有报警或异常状态的情况下，有问题的监控设备界面可以自动弹出，同时启动帮助系统（调用知识库），利用预存于知识库中的信息给管理人员相应的操作提示。
系统提供集成开发环境，利用各种界面元素（例如按钮、圆、矩形、直线、图片、实时曲线、历史曲线等）及编辑工具，使管理人员可以根据自己的需求设计个性化界面。
例如对界面的框架结构进行调整、对监控单元的位置进行调整等。
在使用过程中，对界面的修改应能在线进行，修改效果即时生效。
（2）权限管理
通过在系统内核管理设置和数据库管理设置操作管理级别，实现权限管理功能。
本子系统管理员的权限（包括操作权限和管理范围）设置，应与服务管理平台的权限设置完全一致并被后者包容。
当服务管理平台不可用，用户需直接登录本子系统进行操作时，则由本子系统的权限设置进行相应的控制。
用户需对本子系统进行操作，需先通过登录，输入用户名、密码，经系统验证后根据用户分配的操作权限和管理范围进行操作。
在登录前系统应处于锁定状态，只能显示，不可操作，但报警界面的自动弹出应不受限制。
操作权限：
本子系统管理员（用户）的操作权限级别不少于5级;
第一级：
登录系统查看管理界面+设备运行状态查询
第二级：
第一级+事件管理（事件确认、事件查看等）
第三级：
第二级+报表管理（报表设置、报表生成等）+日志管理
第四级：
第三级+数据的备份与恢复+设备硬件操作能力（空调启停等）
第五级：
第四级+管理员操作权限和管理范围分配+系统参数设置+系统模块的添加与删除
用户管理范围的分配可通过对各功能模组的组合选择来实现和控制。
用户只能对自己管理范围内的监控设备进行监控和管理。
（3）查询管理
通过把各监控单元数据存储到数据库，对数据进行分类归组，在查询数据时，过滤不相关数据，以实现查询功能。
系统应对每一个监控单元（设备）的工作状态、工作参量等内容提供简单、直接的的查询方式，查询的结果可以输出及打印。
同时系统的查询方式可以根据查询条件过滤不关心的内容，要求直观、简洁，又不失完整性。
快速查询：
系统应支持快速查询功能，即在管理界面上设置查询窗口，当管理人员输入设备ID号、设备名称等唯一性信息时，系统可自动进入该设备的工作状态界面，便于管理人员随时查询。
（4）数据分析
实时数据：
系统应能够监控到相关设备的实时参量，并能实时进行查询。
系统应提供多种形式的实时动态曲线。
历史数据：
对预设的监控对象有关参数，系统应自动保存历史数据。
任何历史数据不允许任何人进行修改，保证数据的可靠性、安全性。
系统应能提供多种形式的历史数据曲线。
数据的本地备份：
系统应具备本地备份和恢复功能，系统能自动将历史数据、报警日志、数据库等数据备份到本地硬盘上并于必要时进行恢复。
本地硬盘的容量应满足所有监控及门禁数据保存一年的要求。
数据的异地备份：
系统数据的异地备份在服务管理平台上完成。
系统应提供自动备份和手动备份两种方式，并可灵活选择自动备份的时间、自动备份的范围、手动备份的时间段、手动备份的范围等进行备份和恢复
（5）报表管理
针对数据中心的大量数据可以进行全面的选择性保存和处理，生成固定格式或活动格式的报表，保证数据保存的可输出性。
通过数据库功能，对相关数据进行分类归组，利用系统报表组态功能，按用户定义形成报表模板，从而实现报表管理功能。
系统应允许用户根据需要选择生成单项报表或组合报表：
单项报表指针对系统内某一项参量生成的报表。
报表内容由用户根据报表模块提供的组合条件进行定制，包括参量选择、自定义报表时间段等，而报表格式则由系统根据参量特点自动选择。
组合报表指对系统内某些关键参量进行统计分析并组合生成的报表。
报表内容由用户根据运营需要进行定制，报表格式可通过Excel导出。
组合报表分为内部工作报表和对外发布报表两大类，按时间段又可分为日报表、周报表和月报表等固定报表以及按时间段自定义的报表。
报表的生成分为自动和手动两种方式。
通常日报表和周报表可设为自动生成，其他报表通过手工方式进行定制。
保存数据和生成报表的方式可以选择定时保存和数据变化间隔量变化保存，有效的降低系统负担，增加系统的可利用性和全面管理性能。
（6）报警管理
通过对相关采集数据与数据库内设定数值进行对比，当实时采集数据超过设定数值时，系统产生报警，并对报警数据进行归类分组，从而实现报警管理功能。
系统的报警级别按重要性设为1-10级，级别越高的报警，表示重要性和危害性越大。
系统应具有并行处理报警的能力，对报警事件按优先级的高低进行处理。
报警方式：
可以根据报警事件的报警级别提供不同的报警方式：
窗口报警、声光报警、短信报警、拨号报警、邮件报警、打印报警等，同时告警信息可以限次播放，而且在两次告警间的停顿时间可以灵活设置。
系统应支持语音报读。
当报警发生，系统界面应自动切换到报警设备的运行状态界面，并对报警情况作出直观、形象的说明。
当报警级别足够高时，系统应第一时间（从报警触发到发送报警信息的时间间隔不超过30秒）向短信服务器发出报警信息或进行语音拨号，并对发送成功与否进行记录。
报警恢复信息发送：
当一个报警状态解除时（解除条件可以自定义），系统可自动发送相应的恢复短信，以便机房管理人员随时掌握相关动态。
通常情况下，每次报警均对应着一对报警短信（报警和恢复）。
报警信息的查询：
系统应提供完整的报警事件查询功能，报警日志应包含每一报警事件的报警时间、地点、报警设备、报警内容、确认人等信息。
查询方式应该灵活多样，允许用户根据不同的组合条件对报警事件进行查询。
报警信息的确认：
系统默认对每一个报警事件均需进行确认，但同时允许对多个报警事件集中一次性确认。
确认人的相关信息可以在系统日志内自动记录。
（7）报警管理
系统通过对历史运行数据按时间进行分类，从而实现日志管理功能。
系统须提供基于数据库的日志功能。
系统日志应至少包括用户操作日志、系统运行状态日志、报警日志等。
所有日志可以根据查询条件即时生成报表，并可打印输出。
系统日志原则上不可被任何人修改；除最高级用户外，系统日志也不能被删除。
系统日志的默认保存时间为三年。
超过保存时间需要删除时，由最高级用户根据时间段进行删除。
（8）安防管理
机房环境监控系统，在全面监控机房的动力、环境情况下，同时对安防系统进行无缝集成，对机房内的门禁、视频、防盗进行综合监控，在统一的系统平台上进行管理，并与机房内的其他子系统进行有机的联动，方便机房管理人员实时了解机房的情况，更全面的管理机房。
（9）WEB浏览
机房环境监控系统支持B/S结构，管理人员可以通IE浏览器随时随地了解机房的实际工作状况，实现管控一体化，在远程的管理人员可以通过浏览器，经过监控系统的权限认证通过后，可直接观看监控画面，并且该监控画面与监控中心管理服务器和各现场监控主机保持一致，通过该界面远程监控设备的运行状况，远程浏览站还可浏览各机房的视频图像。
（10）联动功能
通过对采集数据与数据库内相关设定数值进行对比，当采集数据与设定值不符时，触发相关系统动作，从而实现联动功能。
另外，系统提供图形化动态逻辑组态功能，以图形化界面方式实现逻辑定义，从而更方便的实现联动功能。
通过设定联动逻辑，可以方便的将不同监控设备或不同子系统进行联动，即可以设定一些事件触发条件，当满足这些条件的时候，系统会自动执行某个功能或者启动另外一个设备工作等。
例如：
当火警发生时，监控系统自动对空调进行远程停机处理，同时联动门禁系统，开启所有通道及门禁。
要求系统的联动功能具有足够的灵活性，当联动逻辑需要改变时，系统应提供方便的组态工具，快速修改联动逻辑，实现对系统或设备的灵活、有效的控制。
联动逻辑的修改应不需重新编程，系统的高级管理人员均可通过基础培训，掌握自行修改联动逻辑的方法。
各子系统本身是独立工作的系统，通过机房环境监控服务管理系统将它们集成起来，可让它们协同工作，一个子系统的动作可触发另一个子系统的动作，这就是联动。
◆消防系统联动控制
火灾发生时控制新风机系统停止、空调系统停止
◆安防系统联动控制
当门禁系统刷卡时把视频切换到相应位置。
当门禁系统故障时控制相应的门锁。
当有人破坏门禁时把镜头切换到相应位置。
当机房门长时间不关时防盗报警系统产生报警。
◆消防系统与安防系统的联动
火灾发生时把镜头切换到相应位置并录像以便分析火情。
火灾险情确认后打开通道门。
3.2.2本地监控系统
（1）、市电监测
机房配电系统有1路市电进线，其供电电源的质量的好坏将直接影响机房设备的安全，因此需采用智能电量监测仪对机房市电进线的供电参数实行监测。
通过监视各市电进线三相电源的相电压、线电压、电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率等参数。
对于重要的参数，可作曲线记录，系统管理员和操作员可以通过历史曲线图查看每天的电压、频率、有功、无功的最大值、最小值、当前值及电压、电流峰值。
通过分析有关参数的历史曲线，管理员能清楚地知道供电电源的质量是否可靠完好，为合理地管理机房电源提供科学的依据。
系统设计使用GX200智能精密电量检测仪，全面检测市电进线配电柜的电源参数。
实时检测市电供电的质量，当电源参数超过设备的安全电源要求时，系统即可提供及时的报警以便管理员及时地采取措施，同时通过供电参数的历史曲线可方便查看用户的实际供电的品质，为用户合理地管理机房供电提供科学的依据。
监测的主要电量参数包括：
线电压、相电压、相电流、相功率、频率、功率因素等参数实施监测。
实现方式：
在主进线的三相的每相线路上安装电流互感器（如现场无该部分设备则另外增加），通过智能电量仪对电量参数的采集，实现对每路开关的电流、电压、功率因素、功率、频率、电度等参数的监测。
智能电量仪输出的RS485信号通过信号线传输到现场监控主机。
为保证监控系统的稳定、不间断运行，需要现场提供UPS电给所有的环境监控设备使用，
现场监控系统实时对配电柜的总输入情况进行监测，根据机房对动力系统的要求，设定供电的上下限电压报警值（比如市电220V±10%范围内为正常），一旦监测到电压越限或停电，系统立刻启动报警，记录数据并发出报警通知管理人员。
（2）、配电开关和防雷器监测系统
在机房配电系统中，有多路重要的配电开关和必备的电源防雷器，监视其是否跳闸、断电、雷击等状态非常必要，一旦开关跳闸断电，机房设备停止工作，将造成系统崩溃。
当开关跳闸或断电时，监控系统自动切换到相应的运行画面，同时发出多媒体语音和电话语音报警，通知管理员尽快处理，并事件记录到系统中。
监测内容：
主要的配单开关状态，电源防雷器状态；
实现方式：
由配电的开关下端及电源防雷器的输出端进行信号采集，系统采用D8H信号处理模块经完全的光电隔离将输入的强电信号，经处理转换为低电平信号，再输入到7052智能开关量采集模块转换为数据信息，送往监控主机。
实现开关、防雷状态的监测，每只D8H与7052可监测8路开关信号，并可随时方便的增加采集模块，来增加配电开关状态的监测的数量，系统扩容非常的方便，采用此类组合式模块，将大大的确保施工安全、速度和日后维护的方便。
通过智能采集模块的RS485信号将采集到的数据传送给现场监控主机，并在监控系统页面直观、准确的显示当前的配电开关状态，当出现某一开关因异常情况跳闸或市电中断，监控系统立即发出报警，通知所在区域的值班管理人员，以最快的响应速度进行处理。
（3）、UPS监测系统
在各机房中，通过UPS提供RS232通讯接口进行连接，监控系统可以使用厂家提供的通讯协议，实时地监视UPS整流器、逆变器、电池（电池健康检测，含电压电流等数值）、旁路、负载等各部分的运行状态与参数（监测内容由厂家的协议决定，不同品牌、型号的空调可能所监控到的内容不同）。
系统可全面诊断UPS运行状况，实时监视UPS的各种参数。
一旦UPS报警，将自动切换到相应UPS监控子系统的运行画面。
越限参数变色显示报警，并伴随有报警多媒体语音，系统进行报警记录的同时有相应的处理提示。
用户还可根据需要对重要的报警事件设置电话语音拨号的报警功能。
对于重要的参数，可作曲线记录，系统可查询一年内相应参数的运行曲线，并可显示查询选定具体时间相应时间的参数值，当天（以天为单位）该参数的最大值，最小值，方便管理员全面了解UPS的运行状况，及时地发现并解决UPS运行中出现的各种问题。
一般为保证UPS的正常运行，避免出现误操作，机房监控系统将不对UPS进行控制操作。
（4）、空调监控系统
机房有2台民用空调，由于不具有通讯接口，可以设计对民用空调进行改造，通过智能控制采集模块，采集空调的实际运行状态，配合现场安装的温湿度传感器来双重判断空调的运行情况，同时对空调的启停进行远程控制，与机房的温湿度进行关联，如高于某一温湿度值时，机房监控系统联动开启某一备用空调，进行机房内的温度调节，当现场温度达到某一安全值时，监控系统自动关闭空调，节约能源的情况下也保证空调设备的长期运行。
系统一旦监测到有报警或参数越限，将自动切换到相关的运行画面。
越限参数将变色，并伴随有报警声音，及相关处理提示。
对重要参数，可作曲线记录，用户可通过曲线记录直观地看到空调机组的运行品质。
空调机组即使有微小的故障，也可以通过系统检测出来，及时采取步骤防止空调机组进一步损坏。
对严重的故障，可按用户要求加设电话语音
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