通信机房动力环境监控系统实施方案.docx
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通信机房动力环境监控系统实施方案
1概述
1.1方案背景
国家高速公路网长春至深圳线青州至临沭（鲁苏界）公路第E合同段通信设施是山东高速公路专业通信网的一部分，为高速公路各级管理部门以及收费、监控个系统提供不间断语音、数据及图像通道。
本合同段通信系统采用：
山东高速公路通信中心——青州路段通信分中心——监控通信所——通信站四级管理体制，共设4个有人站，17个无人通信站，1个隧道无人站。
电源及环境是沿线各个通信站点稳定运行的最基础环节，为保障通信设备稳定高效的运行，使维护人员全面科学的了解全线通信设备的实际运行状态，及时发现动力设备的运行故障，并提供故障处理和分析的定量定性数据，正是本系统的意义之所在。
山东省青州至临沭（鲁苏界）高速公路通信机房动力环境推荐采用中兴ZMX10系统。
1.2中兴ZMX10动环集中监控系统概述
●ZMX10系统运用当今的传感技术，通讯技术和计算机技术，具有强大的遥测、遥信、遥控及遥视功能。
ZMX10系统主要针对通信机房的动力设备和环境实行监控。
动力设备包括：
油机，整流器、蓄电池组、高低压配电、空调、电源设备。
环境设备包括：
温湿度、烟感、门磁、玻璃破碎、红外探测。
●ZXM10集中监控系统通过多种灵活的组网方式，将监控数据传送到监控中心，使分散的远端和监控中心连成一体，专业人员可以在监控中心进行远程监控。
●ZXM10集中监控系统向用户提供多种监测手段，可以准确迅速地发现各种故障和紧急情况，保障用户的项目安全，帮助用户提高管理效率。
1.3动力环境集中监控的意义
●设备维护管理体制发生重大的改变，集中维护、统一管理和考核已经成为基本共识。
●采用监控系统的自动化管理手段，可大大节约设备维护人员。
●可实现动力各类告警信息的实时传递，正确的定位设备故障点，确定故障的解决方案。
●可实现数据采集的连续性，真实性、可存储行，改变了传统的维护模式。
●可充分利用动力监控实时综合信息的监控和分析，减少了动力工程投资规模。
●除动力安全保障手段外，更可实现通信站节能的自动化突破。
●监控系统丰富的统计报表，方便的数据查询时障碍分析的有力工具。
●监控系统不仅仅可保障通信生产的安全，面对目前盗劫猖獗的现象，还可尽最大限度的保障用户财产的安全。
2系统的监控对象
2.1监控对象分类
●按用途分：
通信动力系统、环境系统。
●按系能分：
智能设备、非智能设备。
●按电特性分：
非电量、电量。
●按信号性质分：
模拟量、数字量。
2.2监控量
模拟量A
数字量D
输入量I
AI（遥测量）
DI（遥信量）
输出量O
OI（遥调量）
DO（遥控量）
2.3动力监控的对象
2.4环境的监控对象
3系统的基本结构
参照山东高速公路专业通信网管理体制，青州路段通信分中心管辖全路段，本方案拟采用三级组网的方式。
本方案的区域监控中心管辖的范围与通信网管辖的范围一致。
即：
青州北收费站、青州服务区、青州中收费站、青州南收费站、临朐南收费站、临朐服务区、沂山收费站共7个无人通信站的动力环境监控由临朐监控通信所直接管辖；穆陵关隧道、沂水北收费站、沂水北服务区、沂水东收费站、沂水南收费站、沂南服务区、沂南收费站共7个通信站的动力环境监控由沂南监控通信所直接管辖；临沂北收费站、临沭服务区、临沭北收费站、临沭东收费站和省界主线收费站共5个通信站的动力环境监控由临沂监控通信所直接管辖。
3.1系统结构图
SC
SS
SS
SU
SU
SU
SM
SM
SM
SM
SM
SM
SM
1#远端局
2#远端局
n#远端局
SC：
监控中心
SS：
区域监控中心
SU：
被控端局
SM：
监控模块
SC：
监控中心，设立于青州通信分中心。
SS：
区域监控中心，设立于临朐通信所、沂南通信所和临沂通信所。
SU：
被监控站，分布于其他18个收费站或服务区。
SM：
各站监控模块
3.2青临高速动力环境集中监控系统设备逻辑图
3.3动力环境集中监控系统组网方式
路段SDH传输网络中可为动力环境集中监控系统提供2M和FE接口，考虑到计费、监控、办公自动化网络需使用大量的FE接口，2M接口除语音交换使用外，现无其他业务使用。
而且使用2M接口比使用FE接口容易定位故障，因此该系统拟采用2M的组网方式。
组网图
3.4被控端站结构
端站设备对通信机房的动力和环境数据、视频监控信号通过编码器VENU（2M方式）上传至各区域分中心，采集数据部分采用RS-485协议与被测量设备、传感器及摄像机云台连接，实现采集、存储、上传、控制的功能。
逻辑结构图
4设备配置
4.1监控中心主要设备配置清单
名称
设备项目
数量
备注
动环监控服务器
数据库及管理软件
1
根据机房实际采集数据量确定
视频解码器
多功能监控模块（2M传输）
根据被监控站的数量确定
非智能空调的监控设备
空调单相电流变送器
1
监控单相电流，同时软件判断压缩机及风机工作情况
直流操作交流接触器
1
控制空调供电回路是否得电来控制开关
中间继电器
1
电池组监控
电池组总电压监控变送器
2
考虑双保险功能（监控模块坏的时候依然能监控到电池组的总电压），要求电池组总电压单独采集
环境变送器
温湿度变送器单元
1
烟感每30-50平方米/个，根据具体机房面积确定
烟雾传感器
2
水浸传感器
1
发电设备
油机或油机组
1
监控油箱
交流设备
交流配电屏
1
监控设备运行是否正常
视频监控
摄像头
2
根据机房结构确定
监控配套设备
直流空开（监控系统取电）
1
变送器安装箱（工程工艺）等附件
1套
4.2区域分中心主要主要设备配置清单
名称
设备项目
数量
备注
动环监控服务器
数据库及管理软件
1
每机房1台，用于数据采集和传输
视频解码器
多功能监控模块（2M传输）
根据被监控站的数量确定
非智能空调的监控设备
空调单相电流变送器
1
监控单相电流，同时软件判断压缩机及风机工作情况
直流操作交流接触器
1
控制空调供电回路是否得电来控制开关
中间继电器
1
电池组监控
电池组总电压监控变送器
2
考虑双保险功能（监控模块坏的时候依然能监控到电池组的总电压），要求电池组总电压单独采集
环境变送器
温湿度变送器单元
1
烟感每30-50平方米/个，根据具体机房面积确定
烟雾传感器
2
水浸传感器
1
监控配套设备
直流空开（监控系统取电）
1
变送器安装箱（工程工艺）等附件
1套
注：
动力环境监控系统中除主设备外，智能设备和传感器每个核心机房应根据实际需求数量配置。
4.3被监控站主要设备配置清单
名称
设备项目
数量
备注
视频编码器
多功能监控模块（2M传输）
1
每机房1台，用于数据传输数据采集、处理、存储、通讯
非智能空调的监控设备
直流操作交流接触器
1
控制空调供电回路是否得电来控制开关
电池组监控
电池组总电压监控变送器
2
考虑双保险功能（监控模块坏的时候依然能监控到电池组的总电压），要求电池组总电压单独采集
环境变送器
温湿度变送器单元
1
烟感每30-50平方米/个，根据具体机房面积确定
烟雾传感器
2
水浸传感器
1
监控配套设备
直流空开（监控系统取电）
1
5主要设备介绍
5.1视频编码器
5.1.1视频编码器主要功能
提供2对E1接口，具有时隙分插功能，E1接口符合ITU-TG.703及G.704的识别、匹配和转换的标准；
提供12路复合视频输入接口，1路复合视频输出接口；
提供1路语音输入接口，1路语音输出接口；
提供3个透明串口，其中透明口1和透明口2支持RS232/422可选，透明口3可与配置口互斥配置为RS422或RS232口；
提供手动按钮，无需软件控制即可手动切换视频源；
通过E1线路与对端时钟同步和数据通讯；
采用HDLC高级数据链路控制协议进行数据的打包和解包；
可通过配置串口与PC机通讯，使PC机可以对其进行各项功能设置和查询，并可以保存配置信息；
完成图像编码及语音编解码的功能，图像编码符合ITU-TH.261协议，语音编码符合PCM制A率标准。
5.1.2视频编码器系统特点
采用模块化设计，符合国际标准的图像压缩方法，图像清晰稳定，语音清晰自然，并提供多个数据透明通道，组网灵活，可靠性高；可适用于不同的电源条件（DC-48V和AC220V）。
图像模块采用19英寸标准1U结构，外形美观大方，安装方便。
5.1.3视频编码器技术特性和参数
1）图像传输可以以1B、6B及26B带宽传输（可配置），图像分辨率达到352×288象素/帧；
2）1个配置控制口，3个透明串口，透明口速率最大可达9600bps，传输误码率<10-6；
3）E1接口的传输误码率<10-9；
4）图像、声音及数据传输带宽最少可达到4B；
5）功耗：
小于30W；
6）外形尺寸为：
482.6mm×351mm×43.6mm；
7）MTBF>10000h，MTBCF>100000h；
5.2视频解码器
5.2.1视频解码器主要功能
1）提供2对E1接口，具有时隙分插功能，E1接口符合ITU-TG.703及G.704的识别、匹配和转换的标准；
2）提供2路复合视频输出接口；
3）提供1路语音输入接口，1路语音输出接口；
4）提供3个透明串口，其中透明口1透明口2支持RS232/422可选，透明口3可与配置口互斥配置为RS422或RS232口；
5）提供手动按钮，无需软件控制即可手动切换视频源；
6）通过E1线路与对端时钟同步和数据通讯；
7）采用HDLC高级数据链路控制协议进行数据的打包和解包；
8）可通过配置串口与PC机通讯，使PC机可以对其进行各项功能设置和查询，并可以保存配置信息；
9）完成图像编码及语音编解码的功能，图像编码符合ITU-TH.261协议，语音编码符合PCM制A率标准。
5.2.2视频解码器技术特性和参数
1）图像传输可以以1B、6B及26B带宽传输（可配置），图像分辨率达到352*288；
2）1个配置控制口，3个透明串口，透明口速率最大可达9600bps，传输误码率<10-6；
3）E1传输误码率<10-9；
4）图像、声音及数据传输带宽最少可达到4B；
5）外形尺寸为：
482.6mm×350mm×43.6mm；
6）MTBF>10000h，MTBCF>100000h；
7）温度：
运输和存储：
－20℃～+60℃
保证性能指标：
+5℃～+40℃
保证工作：
0℃～+45℃
8）相对湿度：
保证性能指标：
10%～90%（+35℃）
保证工作：
5%～95%（+35℃）
5.3编解码器结构原理
5.3.1总体结构及其工作原理
图像模块系统由两部分组成，即图像模块编码器和图像模块解码器。
图2-1表示了图像模块在图像监控系统中的典型应用，此时远端局采用一个图像模块编码器（VENU），对应于每一个端局在中心局都用一套图像模块解码器（VDEU）。
中心局对端局的数据业务通过图像模块提供的三个透明串口及一个配置口来实现。
图像模块在点对点组网中的应用
5.3.2单元/部件介绍
5.3.2.1图像模块编码器
图像模块编码器外形图
图像模块编码器根据其功能由图像传输板、图像电源板及图像编码板三个功能子模块组成。
图像编码板VENB分为图像编码和语音编解码两部分。
语音编解码部分全部用硬件实现，采用交换机用户线路接口CODEC芯片，提供PCM接口，占用1个时隙；图像部分采用硬件实现图像的编码压缩，占用1-26个时隙。
考虑到在使用中有复位、编码参数调整等操作，该板提供串行接口用来与图像传输板进行通讯。
图像传输板VTB的主要功能是为图像编（解）码板提供时钟，提供传输的E1接口，提供三个透明串口，合成图像、语音、数据到E1信号，具有时隙分插功能。
三个透明串口中两个提供RS232（3线）/RS422（4线）可选模式（透明口1和透明口2），透明口3与配置控制口为RS232（3线）/RS422（4线）互斥可选模式，即若选择配置控制口为RS232方式，则透明口3为RS422方式，反之亦然。
其中透明口1与透明口2共同占用1个时隙，透明口3单独占用半个时隙。
所占用的时隙号可通过配置程序设置，方便灵活组网。
图像电源板VPWR的功能是为图像编（解）码板及图像传输板、散热风扇提供电源，可以根据实际情况配置-48V直流电源板或220V交流开关电源。
5.3.2.2图像模块解码器
图像模块解码器的外形图与图像模块编码器的类似。
图像模块解码器根据其功能由图像传输板、图像电源板及图像解码板三个功能子模块组成。
图像编码板VENB分为图像编码和语音编解码两部分。
语音编解码部分全部用硬件实现，采用交换机用户线路接口CODEC芯片，提供PCM接口，占用1个时隙；图像部分采用硬件实现图像的解码压缩，占用1-26个时隙。
考虑到在使用中有复位、编码参数调整等操作，该板提供串行接口用来与图像传输板进行通讯。
其它单板功能与编码板相同。
6网管软件
6.1网管系统的架构
中兴ZMX10动环监控综合网管软件V1.6采用MSSQLServer2005数据库，包含的主要软件有前置台、节点台、业务台、安防台、报表台、管理台、配置台、鉴权台、存储台、同步台等。
6.2监控前置台主要功能
●提供FSU接入服务（包括E1、2M环）；
●提供FSU协议解析服务（包括自制监控单元和智能设备监控单元）；
●提供FSU故障检测服务；
●提供图像设备控制服务；
●提供实时数据查询服务；
●提供数据存储服务（包括告警、状态、统计值、充放电曲线）
6.3监控报表台主要功能
●报表台采用B/S架构；
●提供设备告警查询服务；
●提供系统设备告警查询服务；
●提供遥测量历史数据查询服务；
●提供设备告警统计报表服务；
●提供报表导出服务；
●提供图表输出服务（包括饼图、棒图、折线图）；
6.4监控业务台主要功能
●提供设备实时数据视图服务；
●提供设备实时告警视图服务；
●提供系统设备实时告警视图服务；
●提供设备属性视图服务；
●提供监控量属性设置服务；
●提供告警输出服务（包括告警箱、声卡、短信、打印）；
●提供数据视图导出和打印服务（包括EXCEL、HTML格式）；
6.5业务台界面
6.5.1业务台登陆
6.5.2告警
6.5.3视频监控
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