高校IDC機(jī)房升級(jí)改造及智能化管理的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

馮文國

摘 要：隨著高校信息化建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，各種類型機(jī)房和相關(guān)設(shè)備不斷增多，保障機(jī)房安全成為信息化系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。為滿足信息化建設(shè)發(fā)展，機(jī)房面積擴(kuò)容、裝飾系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、電源防雷及接地系統(tǒng)、消防報(bào)警及氣體滅火系統(tǒng)等升級(jí)改造成為一種必然。機(jī)房升級(jí)改造過程中對(duì)現(xiàn)有運(yùn)行系統(tǒng)保障、應(yīng)急預(yù)案是重點(diǎn)難點(diǎn)。機(jī)房實(shí)行智能化管理既確保系統(tǒng)的可靠運(yùn)行也減輕了機(jī)房管理工作人員的負(fù)擔(dān)，提高了系統(tǒng)的可靠性，實(shí)現(xiàn)了機(jī)房的科學(xué)管理、智能化管理。

關(guān)鍵詞：信息化 機(jī)房升級(jí) 供配電 裝飾 智能管理

中圖分類號(hào)：TP31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）02（c）-0137-02

教育信息化是信息化建設(shè)有機(jī)組成部分，在教育改革發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。教育信息化是信息時(shí)代發(fā)展的大勢所趨，是教育現(xiàn)代化建設(shè)的關(guān)鍵所在。要堅(jiān)持育人為本，著力抓好應(yīng)用能力建設(shè)、資源平臺(tái)建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和開放大學(xué)建設(shè)。應(yīng)用、資源和開放大學(xué)的實(shí)現(xiàn)依靠的是信息識(shí)別、信息提取、信息檢測、信息傳遞、信息處理、信息存儲(chǔ)、信息再生、信息安全等技術(shù)，而這些技術(shù)的承載是現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。為了保證這些現(xiàn)代電子設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，就必須放置于科學(xué)合理空間——機(jī)房中。機(jī)房是整個(gè)信息化建設(shè)的核心和樞紐，一卡通、教務(wù)系統(tǒng)、科研系統(tǒng)、人事系統(tǒng)、綜合門戶系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)如何將直接關(guān)系到整個(gè)學(xué)校的教學(xué)、科研、管理工作能否順利進(jìn)行。

1 高校IDC機(jī)房的現(xiàn)狀

目前，機(jī)房存在的設(shè)計(jì)和管理問題主要有：

（1）老舊機(jī)房的電線電纜布線不合規(guī)范；防雷和接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)不良；防鼠措施不力，老鼠咬破電線，造成短路；消防隔離設(shè)計(jì)欠妥，容易受相鄰建筑火災(zāi)所殃及等。機(jī)房電氣設(shè)備多，日夜不停運(yùn)行，而且機(jī)房在不斷地?cái)U(kuò)容和增加新設(shè)備，隨之而來的是加設(shè)電源和臨時(shí)電線，進(jìn)一步增添了不規(guī)范的因素。

（2）機(jī)房管理人員不可能24小時(shí)值班，定時(shí)巡查機(jī)房環(huán)境設(shè)備，所以大多情況下是不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除故障，不能記錄事故發(fā)生的時(shí)間等基本信息，因而不能為查找事故原因及采取適當(dāng)?shù)姆婪洞胧┨峁┍容^系統(tǒng)和科學(xué)的依據(jù)。

2 IDC機(jī)房建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

核心機(jī)房技術(shù)在20世紀(jì)80年代開始建立雛形，在21世紀(jì)得到了快速發(fā)展，這是由于IT技術(shù)的快速發(fā)展。IT技術(shù)不斷創(chuàng)新與革命，新材料、電力電子、制冷技術(shù)等基礎(chǔ)學(xué)科研究也取得了突破性進(jìn)展，使機(jī)房技術(shù)在結(jié)構(gòu)布局、供配電、制冷、監(jiān)控管理等方面產(chǎn)生了巨大變化。

在20世紀(jì)80年代初期，我國開始著手制定機(jī)房建設(shè)方面的國家標(biāo)準(zhǔn)。1982年我國頒布了GB2887一1982《計(jì)算站場地技術(shù)要求》統(tǒng)一了機(jī)房建設(shè)的各項(xiàng)指標(biāo)，使機(jī)房建設(shè)從此有了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

中心機(jī)房場地環(huán)境改造是一項(xiàng)復(fù)雜、涉及技術(shù)面廣泛的綜合性的系統(tǒng)工程，它橫跨多項(xiàng)專業(yè)系統(tǒng)：如裝飾系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、接地及防雷系統(tǒng)、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及自動(dòng)滅火系統(tǒng)、PDU配電系統(tǒng)、屏蔽工程、綜合布線系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、設(shè)備及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、大屏幕顯示系統(tǒng)、KVM系統(tǒng)、總控中心系統(tǒng)（ECC）等。各系統(tǒng)能否正常運(yùn)行及協(xié)調(diào)配合全賴于在方案設(shè)計(jì)時(shí)考慮的疏密。建設(shè)安全、穩(wěn)定、標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)房并實(shí)施科學(xué)的機(jī)房管理手段，是保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。

機(jī)房的環(huán)境必須滿足計(jì)算機(jī)等各種微機(jī)電子設(shè)備和工作人員對(duì)溫度、濕度、潔凈度、電磁干擾、噪音干擾、安全、后備、防漏、電源質(zhì)量、振動(dòng)、防雷和接地等的要求，如表1所示。

3 高校IDC機(jī)房改造實(shí)例

我校信息中心機(jī)房在原網(wǎng)絡(luò)機(jī)房和公用上網(wǎng)機(jī)房的基礎(chǔ)上改擴(kuò)建而成，受時(shí)間和空間所限，對(duì)裝飾系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、電源防雷及接地系統(tǒng)、消防報(bào)警及氣體滅火系統(tǒng)等系統(tǒng)進(jìn)行了重點(diǎn)改造。

3.1 裝飾系統(tǒng)升級(jí)改造

擴(kuò)建機(jī)房和辦公室是用隔斷隔開，但地板下和吊頂上是連通的，為避免機(jī)房設(shè)備噪音和輻射對(duì)辦公人員的影響，對(duì)隔斷的地板下及吊頂上空間全部采用輕鋼龍骨+保溫吸音棉+雙面防火石膏板密封封堵隔離；隔斷外使用輕質(zhì)磚由地面到房頂砌起，徹底封堵噪音和輻射。

將機(jī)房的外窗進(jìn)行封閉，保留原外窗玻璃，機(jī)房內(nèi)采用輕鋼龍骨+保溫吸音棉+雙面防火石膏板密封封堵隔離，以減少外部環(huán)境對(duì)機(jī)房環(huán)境溫度的影響。

機(jī)房區(qū)域與外界聯(lián)接的管、線、槽口均以專用防火泥封堵；原地面防靜電地板進(jìn)行清理、調(diào)整，機(jī)房內(nèi)灰塵進(jìn)行清理，地板下進(jìn)行防塵處理，通過這些措施改善機(jī)房的潔凈度。

3.2 供配電系統(tǒng)升級(jí)改造

從學(xué)校水電中心敷設(shè)一路市電，機(jī)房新增一臺(tái)60KVA UPS 與原UPS 形成雙機(jī)2N系統(tǒng)，分別為機(jī)柜提供一路電源，使機(jī)房內(nèi)所有的計(jì)算機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)真正的雙路不間斷供電。

由機(jī)房進(jìn)線處將原有機(jī)房配電柜、配電回路、工業(yè)連接裝置、機(jī)柜PDU 配電單元全部調(diào)整，重新按設(shè)計(jì)進(jìn)行敷設(shè)安裝：UPS 輸入→UPS 設(shè)備→UPS 配電柜→服務(wù)器機(jī)柜PDU（其中一路）的供電模式。

所有設(shè)備均采用2N供電模式：即每臺(tái)機(jī)柜內(nèi)均有兩路電源的回路，此模式可以滿足雙電源計(jì)算機(jī)設(shè)備的需求，提供供電的可靠性。每個(gè)機(jī)柜內(nèi)安裝2條PDU插座，由配電柜引來的電源通過工業(yè)連接器接至機(jī)柜內(nèi)的PDU上。

UPS電源布線采用放射式配電方式，在地板下通過網(wǎng)格式金屬線槽吊裝敷設(shè)，弱電全部采用吊頂下吊裝橋架走線模式。網(wǎng)格式金屬線槽可靠接地，有效的減少了強(qiáng)弱電之間的干擾。

在交流線路的入口端及UPS的輸入端設(shè)置浪涌電壓保護(hù)器，以防護(hù)浪涌對(duì)設(shè)備的危害。

配電柜內(nèi)安裝具有通訊接口的智能電量儀，顯示基本電量參數(shù)。

3.3 電源防雷及接地系統(tǒng)升級(jí)改造

防雷屬于強(qiáng)電（雷擊過電壓一般能達(dá)到幾十萬伏）接地，無論任何等級(jí)的電壓系統(tǒng)都需接地，高壓接地（35 KV以上），中壓接地（6～10 KV），低壓接地（0.4 KV），自動(dòng)化接地（24～220 V）。一般情況下如果接地網(wǎng)阻值能滿足1歐姆以下的話，不同電壓等級(jí)可以和防雷共用一個(gè)接地網(wǎng)。為防止雷電沿電源線進(jìn)入機(jī)房損壞機(jī)房內(nèi)的重要設(shè)備，需在PDU上加設(shè)電源防雷裝置。

在機(jī)房配電柜電源進(jìn)線處采取多級(jí)防護(hù)措施達(dá)到分級(jí)泄流。機(jī)房內(nèi)地面、墻面、頂面均安裝等電位銅帶，金屬龍骨、金屬外殼、機(jī)柜、機(jī)架、金屬管（槽）、屏蔽線纜外層全部連接在等電位銅帶上形成法拉第籠等電位體。

3.4 消防報(bào)警及氣體滅火系統(tǒng)升級(jí)改造

消防報(bào)警系統(tǒng)采用感溫探測器與感煙探測器的雙與報(bào)警模式，隨時(shí)進(jìn)行監(jiān)測，一旦出現(xiàn)異常，將發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

機(jī)房沒做分隔，因此只有1個(gè)氣體滅火區(qū)域。在滅火區(qū)的入口、通道等有人通過的地方設(shè)緊急啟動(dòng)按鈕，這樣可以通過手動(dòng)將啟動(dòng)信號(hào)及時(shí)的傳送到控制主機(jī)，將火災(zāi)消滅在初期狀態(tài)，確保人員生命財(cái)產(chǎn)的安全。

系統(tǒng)對(duì)非消防電源在火災(zāi)發(fā)生時(shí)進(jìn)行切斷，以防由于電路引起的火災(zāi)繼續(xù)蔓延，或者由于線路引起其它電器的火災(zāi)，造成更大的損失。在切斷電源的同時(shí)，安裝在安全通道或安全出口的應(yīng)急照明系統(tǒng)自動(dòng)投入運(yùn)行，為人員的疏散或消防人員的撲救工作提供正常的照明。

該系統(tǒng)采用全淹沒滅火系統(tǒng)方式，即在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，噴射一定濃度的七氟丙烷氣體并使其均勻地充滿整個(gè)保護(hù)區(qū)，此時(shí)能將在區(qū)域里任一部位發(fā)生的火災(zāi)撲滅。同時(shí)機(jī)房也采用無管網(wǎng)式氣體滅火方式，氣體鋼瓶安裝在機(jī)房內(nèi)，通過噴嘴直接進(jìn)行氣體滅火。滅火系統(tǒng)的控制方式為自動(dòng)、電氣手動(dòng)、機(jī)械手動(dòng)三種。

4 機(jī)房智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

為了實(shí)現(xiàn)學(xué)校IDC機(jī)房的智能化管理，針對(duì)學(xué)校機(jī)房的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并部署了機(jī)房智能管理系統(tǒng)該系統(tǒng)主要由以下系統(tǒng)組成：中心機(jī)房內(nèi)配電系統(tǒng)、UPS電源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、溫濕度監(jiān)測、漏水監(jiān)測、消防系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、圖像監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)對(duì)機(jī)房內(nèi)各系統(tǒng)具有完善的監(jiān)測和控制功能，并通過智能分析系統(tǒng)對(duì)各種狀態(tài)進(jìn)行分析并提示值班人員進(jìn)行操作。監(jiān)控系統(tǒng)具備遠(yuǎn)程WEB瀏覽功能，機(jī)房管理者可在辦公室監(jiān)視機(jī)房現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)及圖像。該系統(tǒng)可將所有系統(tǒng)集中在同一個(gè)平臺(tái)上進(jìn)行集中管理，一旦其中某個(gè)系統(tǒng)或多個(gè)系統(tǒng)有問題時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出報(bào)警畫面，并同時(shí)可以進(jìn)行電話和短信報(bào)警。智能化管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

5 高校IDC機(jī)房的改造的重點(diǎn)和難點(diǎn)

高校機(jī)房改造施工過程中由于涉及的專業(yè)面廣、項(xiàng)目多，同時(shí)工程現(xiàn)場施工面積有限，在重點(diǎn)保障計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不間斷運(yùn)行的情況下，需要管理人員合理統(tǒng)籌、切實(shí)可行的安排工程計(jì)劃，各計(jì)劃需按步驟如期完工。

施工期間要充分考慮施工可能對(duì)設(shè)備運(yùn)行造成的影響，并做出相應(yīng)的防范措施和應(yīng)急預(yù)案，采用分段施工和可靠的臨時(shí)分隔等防護(hù)措施，嚴(yán)格施工過程中相關(guān)防護(hù)措施的監(jiān)控和管理。并在施工過程保持緊密配合，及時(shí)研究解決施工過程出現(xiàn)的各種問題。

6 結(jié)語

以數(shù)字校園為長遠(yuǎn)目標(biāo)，面向高校可持續(xù)發(fā)展的全數(shù)字化信息系統(tǒng)的建設(shè)正在展開，并將逐步向著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化、整合化、開放化、智能化六大特性為標(biāo)志的方向發(fā)展。信息化建設(shè)所應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)的核心硬件的工作狀態(tài)的安全與穩(wěn)定性的要求也將會(huì)不斷提高，因此機(jī)房環(huán)境無論是對(duì)系統(tǒng)自身運(yùn)行的安全，還是對(duì)其信息處理的安全的保駕護(hù)航作用將日趨顯著。

參考文獻(xiàn)

[1] 安真.某高密度數(shù)據(jù)機(jī)房解決方案淺析[J].暖通空調(diào)，2014（10）：38-40.

[2] 岳翔宇，蔣忻.南京電視臺(tái)播控中心機(jī)房供配電系統(tǒng)改造[J].電視技術(shù)，2013（22）：66-68.

[3] 張德時(shí).高校網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房智能化管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].中國電化教育，2010（2）：119-122.

[4] 汪磊.淺析機(jī)房環(huán)境對(duì)信息化系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要性[J].價(jià)值工程，2012（23）：181-182.