通信機(jī)房供電及智能監(jiān)控系統(tǒng)改造

蔡瑞平

（承德承鋼工程技術(shù)有限公司，河北 承德 067000）

0 引 言

通信機(jī)房作為網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)施的核心，其供電系統(tǒng)的安全性與可靠性直接影響著網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備運(yùn)行和服務(wù)的穩(wěn)定。隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，通信機(jī)房的供電系統(tǒng)也面臨著不斷升級(jí)改造的需求。文章研究和分析了承德釩鈦煉鐵通信機(jī)房的供電升級(jí)改造及智能監(jiān)控技術(shù)，以解決該機(jī)房供電和監(jiān)控系統(tǒng)存在的諸多問題。

1 通信機(jī)房供電與監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀

目前，該通信機(jī)房供電系統(tǒng)只有一路三相四線交流380 V進(jìn)線提供電源，監(jiān)控系統(tǒng)只有視頻監(jiān)控，機(jī)房通信設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)故障。通過對該機(jī)房供電系統(tǒng)及設(shè)備出現(xiàn)的問題進(jìn)行研究和分析，存在的問題包括：機(jī)房無雙路供電；機(jī)房供電系統(tǒng)無浪涌保護(hù)裝置；機(jī)房供電系統(tǒng)無不間斷電源（Uninterruptable Power System，UPS）；機(jī)房網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備無可靠的接地系統(tǒng)；機(jī)房無溫度、濕度等智能監(jiān)控系統(tǒng)[1]。

在供電系統(tǒng)檢修期間，無法保證機(jī)房正常供電，造成通信機(jī)房經(jīng)常性被動(dòng)斷電。由于機(jī)房通信機(jī)柜及通信設(shè)備無可靠接地，出現(xiàn)感應(yīng)電流時(shí)無法消除，從而造成該機(jī)房網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備經(jīng)常性出現(xiàn)故障。浪涌保護(hù)裝置是解決供電系統(tǒng)電流與電壓波動(dòng)、防止雷擊損壞設(shè)備的必要裝置。同時(shí)，可靠智能的監(jiān)控系統(tǒng)同樣是無人值守機(jī)房的核心系統(tǒng)，能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)通信機(jī)房出現(xiàn)的異常并發(fā)出報(bào)警提醒[2]。為保證通信機(jī)房設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，升級(jí)改造該機(jī)房的供電及智能監(jiān)控系統(tǒng)。

2 通信機(jī)房供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

通信機(jī)房的供電系統(tǒng)要求可靠、穩(wěn)定、安全，能夠滿足設(shè)備不同功率的用電需求，并應(yīng)對突發(fā)事故的發(fā)生。設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)時(shí)，需要考慮備用電源、地線系統(tǒng)、配電系統(tǒng)以及保護(hù)器系統(tǒng)等方面。

2.1 備用電源

設(shè)置UPS供電系統(tǒng)，為通信機(jī)房提供穩(wěn)定的備用電源。當(dāng)主電源故障或停電時(shí)，系統(tǒng)能夠及時(shí)切換到備用電源，保證通信機(jī)房的正常運(yùn)行。

2.2 地線系統(tǒng)

設(shè)計(jì)合理的地線系統(tǒng)是保證通信機(jī)房安全可靠運(yùn)行的重要措施之一，可以有效防止因供電問題導(dǎo)致的電擊傷害和設(shè)備損壞。一個(gè)合理的地線系統(tǒng)應(yīng)該具備良好的接地能力、連續(xù)性和可靠性、合理布置以及符合相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

2.3 配電系統(tǒng)

根據(jù)通信機(jī)房的用電需求，選用合適的配電系統(tǒng)，保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。建議采用雙路供電系統(tǒng)，以提高供電的穩(wěn)定性和可靠性。

2.4 保護(hù)器系統(tǒng)

設(shè)計(jì)合理的防雷防浪涌系統(tǒng)，保證通信機(jī)房供電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，防止因雷電或供電系浪涌電壓、電流造成通信設(shè)備損壞。

3 通信機(jī)房電源備份系統(tǒng)的設(shè)置

通信機(jī)房的電源備份系統(tǒng)是保證供電系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的重要措施。在電源備份系統(tǒng)的設(shè)置中，需要考慮UPS電源、雙路供電方面的問題。

3.1 UPS電源

UPS電源作為通信機(jī)房的備用電源，具備快速切換、恢復(fù)時(shí)間短以及穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，為通信系統(tǒng)的連續(xù)性和可靠性提供了重要保障。在通信機(jī)房中，穩(wěn)定的電力供應(yīng)至關(guān)重要，任何電力中斷都可能導(dǎo)致通信系統(tǒng)故障或服務(wù)中斷，給用戶帶來不便和損失。UPS電源的作用就是在主電源故障時(shí)迅速切換至備用電源，并在主電源恢復(fù)后快速切換回來，以保證通信系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行[3]。

3.2 雙路供電

在變壓器故障或檢修等特殊情況下，為確保通信機(jī)房的正常運(yùn)行，需要設(shè)置雙路供電系統(tǒng)。雙路供電系統(tǒng)是一種安全可靠的電力備份方案，可以在主電源故障時(shí)自動(dòng)切換至備用電源，確保通信機(jī)房的持續(xù)供電。

4 通信機(jī)房智能監(jiān)控系統(tǒng)改造

通信機(jī)房的智能監(jiān)控系統(tǒng)在維護(hù)現(xiàn)有設(shè)備狀態(tài)、確保適宜的工作環(huán)境以及提高整體安全性方面扮演著關(guān)鍵角色。

4.1 傳感器網(wǎng)絡(luò)

傳感器網(wǎng)絡(luò)是智能監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在通信機(jī)房中，不僅要監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)，還要監(jiān)控環(huán)境因素，如溫度、濕度等，因此對傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改進(jìn)至關(guān)重要。

4.1.1 引入多樣性傳感器

引入多樣性傳感器，確保對通信機(jī)房內(nèi)部情況的全面監(jiān)測。第一，溫度傳感器。溫度傳感器的使用能夠監(jiān)測溫度的變化，確保環(huán)境溫度始終處于安全范圍內(nèi)，有助于防止設(shè)備過熱或冷卻不足。第二，濕度傳感器。過高的濕度可能導(dǎo)致設(shè)備受潮，從而損害其性能；過低的濕度可能導(dǎo)致靜電問題。通過濕度傳感器來監(jiān)測濕度水平，可以確保通信機(jī)房內(nèi)的濕度水平恒定，從而降低設(shè)備受損的風(fēng)險(xiǎn)。第三，電力傳感器。電力傳感器用于監(jiān)測電力使用情況，對于節(jié)能和減少碳排放至關(guān)重要。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測電力消耗，通信機(jī)房管理人員可以更好地了解電力分配情況，優(yōu)化資源使用，減少不必要的浪費(fèi)。第四，設(shè)備狀態(tài)傳感器。設(shè)備狀態(tài)傳感器可以檢測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，有助于發(fā)現(xiàn)潛在的故障或問題，從而減少維修時(shí)間和設(shè)備停機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)，確保通信服務(wù)的連續(xù)性。

4.1.2 傳感器位置優(yōu)化

在傳感器布局中，位置優(yōu)化是關(guān)鍵的考慮因素。為準(zhǔn)確監(jiān)測通信機(jī)房內(nèi)的重要參數(shù)，應(yīng)將傳感器謹(jǐn)慎放置在關(guān)鍵區(qū)域，避免死角和重疊，確保覆蓋全面且高效。合理的位置安排可以最大限度地減少誤差，提高監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性。在選擇傳感器位置時(shí)，需考慮信號(hào)傳輸?shù)穆窂?，避免信?hào)衰減和干擾。此外，定期的巡檢和維護(hù)也至關(guān)重要，可以確保傳感器保持良好的工作狀態(tài)。通過系統(tǒng)化的布局和維護(hù)，可以最大限度地提高通信機(jī)房的安全性，確保其穩(wěn)定運(yùn)行。

4.1.3 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集

在傳感器布局方面，確保實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集是至關(guān)重要的。傳感器系統(tǒng)的性能和有效性直接取決于其捕捉和傳輸數(shù)據(jù)到中央監(jiān)控系統(tǒng)的能力。通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，運(yùn)維人員可以隨時(shí)查看和分析這些參數(shù)的變化，從而迅速識(shí)別潛在問題或風(fēng)險(xiǎn)。例如，溫度升高或濕度異常波動(dòng)可能表明設(shè)備故障或存在潛在問題，而電力消耗的亟劇增加可能暗示能源問題。

4.2 數(shù)據(jù)分析

傳感器網(wǎng)絡(luò)提供了大量的數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)如果不經(jīng)過分析，將難以發(fā)揮其作用。采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以處理龐大的數(shù)據(jù)流，包括對歷史數(shù)據(jù)的分析，以便發(fā)現(xiàn)潛在趨勢和周期性問題。大數(shù)據(jù)分析還有助于優(yōu)化資源利用，提高整體效率。利用人工智能技術(shù)可以實(shí)時(shí)分析傳感器數(shù)據(jù)，識(shí)別潛在問題。此外，數(shù)據(jù)分析還可用于預(yù)測設(shè)備的維護(hù)需求。

4.3 遠(yuǎn)程監(jiān)控

遠(yuǎn)程監(jiān)控是智能監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)重要功能，方便運(yùn)維人員隨時(shí)隨地監(jiān)控通信機(jī)房的狀態(tài)。

通過開發(fā)一個(gè)移動(dòng)應(yīng)用程序，可以使運(yùn)維人員利用智能移動(dòng)終端隨時(shí)訪問監(jiān)控系統(tǒng)，提高工作效率。除了監(jiān)視功能外，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)還應(yīng)具備控制能力。在發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)，運(yùn)維人員可以通過遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)采取措施，如切斷電源或重啟設(shè)備。設(shè)置實(shí)時(shí)警報(bào)系統(tǒng)，以便在出現(xiàn)緊急情況時(shí)及時(shí)提醒運(yùn)維人員，有助于快速解決問題。

5 通信機(jī)房智能監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

通信機(jī)房的監(jiān)測系統(tǒng)是保證供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要手段。選用合適的監(jiān)測設(shè)備，對供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決故障。根據(jù)通信機(jī)房供電系統(tǒng)的特點(diǎn)和需求，確定監(jiān)測的方法和策略，建立完整的監(jiān)測體系。此外，應(yīng)定期對監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和檢測，確保其正常運(yùn)行[4]。

按照設(shè)計(jì)與改造要求，重新鋪設(shè)另一路供電電源，將通信機(jī)房的供電電源改造為由2臺(tái)變壓器提供的電源。同時(shí)，安裝雙路供電自動(dòng)切換開關(guān)，增設(shè)防雷防浪涌保護(hù)裝置和UPS裝置。為確保所有設(shè)備穩(wěn)定可靠接地，使用接地扁鋼連接指定的接地點(diǎn)，并在每個(gè)機(jī)柜設(shè)置專用接地排。智能監(jiān)控系統(tǒng)利用通信機(jī)房的光纜資源優(yōu)勢，通過安裝溫濕度傳感器和數(shù)據(jù)采集模塊，實(shí)時(shí)采集機(jī)房的溫濕度、供電狀態(tài)、UPS狀態(tài)等關(guān)鍵信息，并將這些信息傳輸?shù)街骺厥摇Ｈ缓缶帉懕O(jiān)控程序來實(shí)時(shí)顯示這些采集的數(shù)據(jù)，并創(chuàng)建預(yù)警信息日志，以便在出現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)發(fā)出預(yù)警[5]。雙路供電系統(tǒng)的自動(dòng)切換架構(gòu)如圖1所示。

圖1 雙路供電系統(tǒng)自動(dòng)切換架構(gòu)

圖1中包含2條電源路徑，分別為交流電源1和交流電源2。其中主要的切換設(shè)備為2個(gè)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)（Automatic Transfer Switch，ATS），用于在主電源失效時(shí)自動(dòng)將電源的供電網(wǎng)絡(luò)切換到備用電源。防雷防浪涌裝置主要用于防雷擊、消除供電系統(tǒng)的浪涌電流與電壓。UPS主要確保在ATS切換過程中負(fù)載系統(tǒng)不出現(xiàn)電源波動(dòng)。數(shù)據(jù)通信模塊（Data Communication Module，DCM）為數(shù)據(jù)采集核心部件，主要用于采集供電系統(tǒng)狀態(tài)及機(jī)房溫濕度等信息，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_(tái)進(jìn)行監(jiān)控和預(yù)警處理。

6 結(jié) 論

通過研究通信機(jī)房供電升級(jí)改造技術(shù)，主要從供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電源備份系統(tǒng)設(shè)置、可靠接地系統(tǒng)安裝、通信機(jī)房智能監(jiān)控系統(tǒng)改造等方面提出建議。雙路供電系統(tǒng)可以有效提高供電系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，確保系統(tǒng)始終能夠正常運(yùn)行。在主要供電途徑發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)能夠迅速切換到備用電源，從而最大限度地避免因供電問題導(dǎo)致的停機(jī)和其他問題。