微波機(jī)房動(dòng)力與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)與實(shí)踐

徐文亮

（湖北廣播電視臺(tái)，湖北 武漢 430071）

0 引 言

隨著廣播電視業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，電視監(jiān)控系統(tǒng)不可避免地由傳統(tǒng)的人工逐次逐機(jī)巡視抄表向數(shù)字化、集成化、自動(dòng)化監(jiān)控方向發(fā)展和轉(zhuǎn)變，并逐漸呈現(xiàn)向智能化、平臺(tái)化發(fā)展的趨勢(shì)。2021年，湖北地球站微波機(jī)房設(shè)計(jì)建設(shè)了一套動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，初步實(shí)現(xiàn)了機(jī)房設(shè)備集中監(jiān)控、集中管理、集中展示的需求，強(qiáng)化了機(jī)房管控能力，使得運(yùn)維人員在面對(duì)突發(fā)狀況時(shí)，能第一時(shí)間得到告警信息，從而迅速判明故障根源，及時(shí)處置，確保節(jié)目信號(hào)安全傳輸無(wú)誤。

1 系統(tǒng)需求與規(guī)劃

本次項(xiàng)目需求是建設(shè)一套高度集成、能進(jìn)行統(tǒng)一管理的動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)微波機(jī)房設(shè)備區(qū)域內(nèi)各系統(tǒng)設(shè)備高度集成化、自動(dòng)化、可視化的監(jiān)控與管理。動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備平滑升級(jí)、彈性擴(kuò)容的能力，滿足未來(lái)湖北地球站微波機(jī)房事業(yè)發(fā)展的需要。動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)有簡(jiǎn)明清晰的綜合展示與互動(dòng)頁(yè)面，具備統(tǒng)一的告警信息記錄以及日志查詢(xún)等功能；能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集分析、異態(tài)聲光告警、故障報(bào)表下載、遠(yuǎn)程控制空調(diào)啟停，支持故障原因的深度分析與溯源，精確查找故障根源，大幅提高機(jī)房日常維護(hù)的效率。動(dòng)環(huán)系統(tǒng)主機(jī)應(yīng)具有雙電源設(shè)計(jì)，良好的電磁兼容性，保障系統(tǒng)7×24小時(shí)全年不間斷運(yùn)行。

2 系統(tǒng)主要功能與實(shí)現(xiàn)

2.1 交流監(jiān)測(cè)

目前，湖北地球站微波機(jī)房共有三路外電，一路是三相市電，另外兩路是互為主備的三相不間斷電源（Uninterrupted Power Supply，UPS）。其中，市電經(jīng)穩(wěn)壓柜穩(wěn)壓后由配電柜分配至整流柜。在穩(wěn)壓柜及整流柜的三相交流電輸入端，現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)加裝集轉(zhuǎn)換和采集于一體的智能型配電監(jiān)測(cè)模塊，將采集來(lái)的信號(hào)送到動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，由系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)穩(wěn)壓柜、整流柜輸入端的三相交流電壓、電流、頻率、輸出功率、諧波率及功率因素等，可對(duì)各類(lèi)供電異常情況發(fā)出報(bào)警[1]。

2.2 直流監(jiān)測(cè)

整流柜是將交流電變?yōu)橹绷麟姷墓β试O(shè)備。目前，湖北地球站微波機(jī)房整流柜直流輸出分別帶有2組各12節(jié)蓄電池，以及2套干線微波收發(fā)信機(jī)。

2.2.1 蓄電池組部分

在廣播電視電力設(shè)備中，蓄電池作為不間斷電源系統(tǒng)的一個(gè)重要支柱，其重要性不言而喻。此次建設(shè)擬對(duì)每節(jié)單體蓄電池安裝信息采集單元，對(duì)每組蓄電池安裝信息數(shù)據(jù)收集模塊和監(jiān)測(cè)主控模塊。信息采集單元負(fù)責(zé)采集每節(jié)蓄電池的電壓、內(nèi)阻、溫度信號(hào)，信息數(shù)據(jù)收集模塊負(fù)責(zé)將各路采集而來(lái)的信號(hào)進(jìn)行匯總，統(tǒng)一傳給監(jiān)測(cè)主控模塊，最后利用RS-485通信協(xié)議送到動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，由動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)時(shí)分析、監(jiān)測(cè)蓄電池組的總電壓、充放電時(shí)的電流以及單體蓄電池溫度等[2]。

在未建設(shè)動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)之前，湖北地球站微波機(jī)房對(duì)蓄電池的管理和維護(hù)相對(duì)原始，只能通過(guò)萬(wàn)用表定期、逐個(gè)測(cè)量蓄電池單體電壓來(lái)完成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的收集。此次動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)完成投入使用后，機(jī)房運(yùn)維人員可以第一時(shí)間掌握蓄電池組的健康狀況，可以更加合理地制定蓄電池周期充放電維護(hù)計(jì)劃，可以及時(shí)對(duì)性能劣化的蓄電池進(jìn)行替換，確保設(shè)備供電安全可靠。

2.2.2 傳輸設(shè)備部分

由于整流柜距離傳輸設(shè)備有一定距離，為了更真實(shí)地反映出整流柜匯流排到各傳輸設(shè)備端的直流輸出情況，在兩個(gè)傳輸設(shè)備供電的進(jìn)線端還各加裝了一套直流電監(jiān)控器和霍爾互感器，用于反饋傳輸設(shè)備端實(shí)際的電壓、電流情況。

2.3 視頻監(jiān)測(cè)

湖北地球站微波機(jī)房在穩(wěn)壓柜、整流柜、傳輸設(shè)備以及室外微波天線等重要設(shè)備附近加裝了星光級(jí)夜視網(wǎng)絡(luò)攝像頭，能確保晝夜全時(shí)段、全天候的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控。同時(shí)，實(shí)時(shí)視頻信號(hào)還將通過(guò)硬盤(pán)錄像機(jī)等設(shè)備進(jìn)行存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)，將實(shí)時(shí)視頻信號(hào)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)發(fā)送給動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，通過(guò)動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)的視屏管理界面進(jìn)行視頻查看、視頻回放等操作。

2.4 空調(diào)監(jiān)控

湖北地球站微波機(jī)房有兩臺(tái)5匹空調(diào)，一臺(tái)是型號(hào)較老的格力牌柜機(jī)，另外一臺(tái)是大金工業(yè)空調(diào)。兩臺(tái)空調(diào)均未安裝遠(yuǎn)程控制模塊。對(duì)格力空調(diào)加裝紅外控制器，控制器通過(guò)自帶的RJ-45接口連入動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，再通過(guò)動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的空調(diào)控制界面，可進(jìn)行遠(yuǎn)程啟停空調(diào)，設(shè)定工作模式，調(diào)整溫度高低，并能實(shí)時(shí)顯示空調(diào)出風(fēng)口與回風(fēng)口溫度以及空調(diào)當(dāng)前工作狀態(tài)。由于大金空調(diào)具備來(lái)電自動(dòng)恢復(fù)功能，技術(shù)人員采取安裝帶有遠(yuǎn)程控制功能的開(kāi)關(guān)繼電器的方式，來(lái)對(duì)大金空調(diào)進(jìn)行通電與斷電，從而達(dá)到遠(yuǎn)程啟停大金空調(diào)的目的[3]。

2.5 溫濕度探測(cè)

湖北地球站微波機(jī)房在傳輸設(shè)備、整流柜、蓄電池組三處加裝了溫濕度探測(cè)器。溫濕度探測(cè)器對(duì)溫度精度為±0.3 ℃，對(duì)濕度精度為±3.0 %RH，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)房?jī)?nèi)溫度濕度變化[4]。通過(guò)中心軟件配置閾值，當(dāng)機(jī)房區(qū)域環(huán)境溫濕度偏離預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)將發(fā)出告警，同時(shí)還可以與機(jī)房?jī)?nèi)的空調(diào)遠(yuǎn)程控制模塊進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，有效地將機(jī)房?jī)?nèi)溫度濕度控制在設(shè)備最佳運(yùn)行環(huán)境范圍內(nèi)。

2.6 安防探測(cè)

機(jī)房安防采用指紋電子鎖與紅外入侵探頭相結(jié)合的方式。在設(shè)防時(shí)間段內(nèi)，探測(cè)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)周?chē)h(huán)境溫度變化，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有人體溫度活動(dòng)時(shí)，立刻通過(guò)動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)主界面發(fā)出入侵聲光告警。在非設(shè)防時(shí)間段內(nèi)，運(yùn)維人員可通過(guò)預(yù)先錄入的指紋開(kāi)啟大門(mén)電子鎖，進(jìn)入機(jī)房?jī)?nèi)進(jìn)行設(shè)備維護(hù)。

3 動(dòng)環(huán)實(shí)際運(yùn)用

3.1 遠(yuǎn)程巡機(jī)抄表

按時(shí)巡機(jī)抄表是廣播電視技術(shù)單位確保安全播出、及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題隱患的重要手段之一。建設(shè)動(dòng)環(huán)系統(tǒng)前，湖北地球站微波機(jī)房巡機(jī)主要依靠運(yùn)維人員逐次逐機(jī)將設(shè)備顯示的參數(shù)填寫(xiě)在巡機(jī)表上，費(fèi)時(shí)費(fèi)力還容易漏掉異常情況。建設(shè)動(dòng)環(huán)系統(tǒng)后，利用動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，運(yùn)維人員可遠(yuǎn)程登錄訪問(wèn)系統(tǒng)主界面，實(shí)時(shí)查看機(jī)房穩(wěn)壓柜、整流柜、蓄電池組以及傳輸設(shè)備端的電壓、電流以及運(yùn)行狀態(tài)等關(guān)鍵性參數(shù)。動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)主界面簡(jiǎn)潔直觀，所有設(shè)備供電參數(shù)一目了然，運(yùn)維人員可迅速判斷傳輸系統(tǒng)整體運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)還可一鍵導(dǎo)出機(jī)房每日、每周、每月設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，極大地提高了巡機(jī)抄表效率，將安全隱患扼殺在萌芽之中[5]。湖北地球站微波機(jī)房動(dòng)環(huán)監(jiān)視系統(tǒng)主界面如圖1所示。

圖1 湖北地球站微波機(jī)房動(dòng)環(huán)監(jiān)視系統(tǒng)主界面

3.2 遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控

湖北地球站微波機(jī)房在內(nèi)部重要區(qū)域均安裝了星光級(jí)夜視網(wǎng)絡(luò)攝像頭，通過(guò)系統(tǒng)融合，將視頻監(jiān)控軟件的基本功能整合到動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)中，通過(guò)動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)視頻管理主頁(yè)面即可進(jìn)行遠(yuǎn)程畫(huà)面查看、回放等操作，實(shí)現(xiàn)了利用一個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一管理、統(tǒng)一監(jiān)控的需求。

3.3 遠(yuǎn)程控制空調(diào)

遠(yuǎn)程控制設(shè)備是動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)在日常值守中經(jīng)常使用的重要功能之一。尤其是在夏季，運(yùn)維人員可通過(guò)動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程空調(diào)控制功能，對(duì)空調(diào)的溫度閾值、工作模式進(jìn)行設(shè)置。特別是當(dāng)動(dòng)力部需要倒換電力時(shí)，不必像過(guò)去需要運(yùn)維人員頂著夏季烈日爬山到機(jī)房開(kāi)啟或關(guān)閉空調(diào)，只需在動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)空調(diào)控制界面點(diǎn)下按鈕即可遠(yuǎn)程啟?？照{(diào)。這一功能減少了去現(xiàn)場(chǎng)查看的人力物力，提高了工作效率，同時(shí)也延長(zhǎng)了空調(diào)的使用壽命。

4 結(jié) 語(yǔ)

湖北地球站微波機(jī)房動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，做到了以較低的資金投入獲得機(jī)房?jī)?nèi)較為全面與高效的態(tài)勢(shì)感知功能。通過(guò)分布式采集、集中監(jiān)控的架構(gòu)，監(jiān)控平臺(tái)對(duì)采集來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理、分析、存儲(chǔ)與展示，為機(jī)房設(shè)備提供全天候不間斷的監(jiān)控與預(yù)警，為異常事件快速定位、快速響應(yīng)提供了堅(jiān)實(shí)保障，降低了運(yùn)維工程師的值機(jī)壓力，提高了工作效率，增強(qiáng)了廣播電視安全播出的可靠性，初步實(shí)現(xiàn)了微波機(jī)房的自動(dòng)化、數(shù)字化管理，并為將來(lái)機(jī)房遠(yuǎn)程值守、無(wú)人值守進(jìn)行了有益探索。