为了确保京九铁路通信系统的可靠性和可用性，全线新设动力及环境监控系统，实现对通信交、直流电源设备工作运行状况及通信、信号、电力、电牵机房环境的监控。下面是其具体介绍，与读者共享。

用户需求分析
项目概述
    京九铁路自北京枢纽引出，经阜阳、南昌2个枢纽，衡水、聊城、菏泽、商丘、九江、赣州、龙川、东莞8个铁路地区，本线位于京沪、京广两大干线之间，连接东西向朔黄、石德、邯济、新菏兖、陇海、宁西、浙赣等7条干线，并与青阜、漯阜、华东二通道、武九、合九、赣龙、广梅汕等8条线路相连。

    在建的铜九线、昌九城际铁路及规划中的九景衢、向莆等铁路与京九线衔接。

    京九铁路电气化工程南昌铁路局管段为：京九正线孔垄至三江镇段，正线里程为K1277+000〜K1490+791，线路长213.8km。

    为了确保通信系统的可靠性和可用性，全线新设动力及环境监控系统，实现对通信交、直流电源设备工作运行状况及通信、信号、电力、电牵机房环境的监控。

·监控中心：在九江、南昌通信站设置两个独立的动力环境集中监控中心，每个监控中心都配置一套数据库服务器。九江监控中心管理40个监控现场，南昌监控中心下挂15个监控现场；
·监控端局：在沿线新设光传输设备的各节点设置现场监控设备；
·传输：系统采用本线传输系统提供的FE（e）通道组网。

系统监控主要对象及内容
    1、通信电源：各站电源设备监控数据均由新设或既有电源设备监控模块提供。

监控对象及内容为：
·交流配电盘：输入电压和电流测量及告警；
·整流模块：直流输出电压和电流、交流输入电压和电流测量；整流器的故障、过载、整流输出过压、欠压、启动、关闭、复位等工作状态的告警；
·蓄电池：总电流，总电压，单个电池电流、电压，电池过放。

    2、空调设备：对专业空调应通过协议转换实现遥控、遥信。对于民用分体空调也应实现远程遥控，并监测空调的工作状态。

    3、环境信息：温度、湿度、烟雾、水浸、非法入侵。

    4、视频信息：机房内安装三可变（光圈、焦距、角度）PTZ摄像机，可实现告警联动和视频点播。

定义、符号及缩写
本技术建议书采用下列定义符号和缩略语：
·监控对象（Object of Supervision and Control）：被监控的一台设备或多台设备的组合，例如一台空调或直流供电系统；
·告警响应时间（Alarm Response Time）：监控对象发生告警到监控中心告警呈现的时间；
·数据响应时间（Data Response Time）：监控对象产生数据到监控中心数据呈现的时间；
·控制执行响应时间（Command Response Time）：监控中心发出控制命令到中心呈现命令执行结果的时间；
·故障管理（Fault Management）：监测、隔离和校正动力环境设备及监控系统本身工作异常情况的一系列功能；
·配置管理（Configuration Management）：建立、增加、删除和修改监控对象及监控系统本身的一系列功能；
·安全管理（Security Management）：建立、增加、删除和修改操作人员使用权限，防止人员越权进行操作，防止干扰信号侵入，确保系统安全的一系列功能； [nextpage]
·FSU（Field Supervision Unit）：现场监控单元——面向直接的设备数据采集、处理的监控层次，可以包含采样、数据处理、数据中继等功能；
·LSC（Local Supervision Center）：区域监控中心——面向区域级的设备对象管理和表现的监控层次，连接区域内的FSU，在此层次对监控的基本功能进行表现；
·CSC（Central Supervision Center）：集中监控中心——面向多LSC管理的高级监控层次，通过开放的数据协议，连接下属的多个LSC对象；
·LM-NMS（Local Mobile-Network Management System）：移动本地网网管系统——是一个综合的、智能的、标准的电信管理系统。

动环集中监控系统主要设计原则
·充分利用局方现有资源进行建设，系统主要考虑采用IP传输路由进行组网；
·方案具有平滑的扩容和升级能力，以适应局方业务发展和管理的需要；
·开放的接口，监控系统未来考虑与其它监控系统的互联；
·良好的可维护性：一是从组网结构上考虑运维体制可能的变化对监控业务的影响，适应局方运维体系的可能的变动；二是选型的设备采用维护工作量较少和易于维护的设备，最大限度地减少日常运维工作量；
·系统结构具有很好的稳定性：一是系统某一接点或某一设备的故障不影响其它设备和系统的正常运行；二是选型设备本身具有较好的稳定性和良好的故障保护功能；
·系统的先进性：设计的系统和设备能满足现行发布的关于动力设备、环境及视 频监控系统的全部技术规范和要求，软硬件能方便和可预见地进行扩容。所选用的系统和设备是目前在国际国内具有领先水平的，能够满足系统长期建设和发展的需要，以最大限度的保护用户投资。

京九铁路动力环境监控系统组网架构
    根据要求，采用二级组网的方式，如图1。具体的组网图如图2。

[nextpage]    由图1可以看出，京九线动环系统具有二级网络结构，京九线沿线各站监控单元、监控中心（SC）、各站根据管辖车站设立相应操作权限，对所属站点进行数据管理。传输方式采用IP方式。

    监控中心设于九江、南昌通信站，监控中心对京九线现场监控站点进行统一管理。

    下文分别就各级网络单元结构及功能进行技术说明。

监控中心结构及功能
1、监控中心结构
    在本次项目中，要求在九江、南昌通信站设置两个独立的动力环境集中监控中心，每个监控中心都配置一套数据库服务器。九江监控中心管理40个监控现场，南昌监控中心下挂15个监控现场。

    九江、南昌通信站的监控中心的结构和功能相同，示意图如图3。

    监控中心由数据库服务器、数据前置机、综合业务台以及网络交换机等设备组成。其中综合业务台是监控中心的主要设备，其可以通过动力设备（包括开关电源、UPS的实时监控、告警设置、报表统计）对现场数据统一管理，以及调用开关电源、UPS历史数据等，完成对于动力和环境设备的管理，监控中心对现场监控设备传送的各类信息，进行数据分析处理、存储显示打印、并用多种方式示警，出现故障后随时进行相关处理工作，发布派班命令，记录处理结果，并完成发布控制命令给现场监控设备，完成对被控设备的控制。监控中心具有与高层管理中心联网的功能。

2、监控中心功能
界面显示：
·系统可实时显示和刷新监控范围内所有局站、设备以及全部监控点的运行参数、所处状态、配置属性，并提供遥控遥调操作接口；
·提供可在线定制的组态页面显示综合性的局站或设备群组的监控信息，同时提供详细资料页面显示任意设备的监控信息；
·对监控对象进行分层次、分类型的显示与管理。监控对象状态（告警、故障权限等）显示醒目清晰；
·界面能够按照需要及时详细的提示和统计系统发生的任何告警和事件。
告警管理：
·系统告警分为紧急告警、重要告警、一般告警三类，告警级别、上下限值可根据需要更改；
·提供多种多样的告警提示与处理模块单独或组合运行，如告警短信、告警打印、告警箱、语音告警、LEB屏显示告警等；
·提供可任意定制过滤条件的告警视图对系统发生的告警进行的分类统计查看；
·通过告警匹配、告警延时、告警过滤、告警分时段屏蔽等方式保证告警的准确有效；[nextpage]
·实时告警查看、历史告警查询、告警视频自动切换以及告警派修、告警故障分析等功能融为一体，操作简便；
·提供专门的局站停电实时监测业务模块（该功能为选配功能）。

配置管理：
·配置功能用于监控对象、监控系统自身的增加、修改和删除的管理，配置管理要求操作简单、方便、扩容性好。具有支持数据互导、维护和恢复的功能；
·配置管理应提供方便、简捷的方式进行基本数据的创建、网络结构的创建以及数据配置，能方便的进行数据维护，对数据进行维护的同时能够自动维护相关联的数据；
·监控系统提供具有远程监控管理功能，可在中心或远程进行现场参数的配置及修改；
·配置信息呈现是从全网的角度反应整个网络的拓扑结构，为用户进行日常的操作维护（如告警监视）提供基础。配置信息采用图形和文本相结合的手段。拓扑视图允许用户根据管理的需要灵活的定义和修改，其定义和修改要有严格的安全控制机制；
·监控系统各级的相关配置数据应该要保持一致。当某级监控对象或监控内容相关属性改变时，相关级别系统要随之改变对应的数据，通过事件通知功能，向网管系统报告配置改变情况，这些配置数据包括告警级别、告警阈值、告警延时、告警过滤、告警屏蔽、上报机制等相关配置信息；
·监控系统提供具有自动和手动全网校时功能，保证系统信息时间的同步；
·监控系统提供具有对告警输出的颜色、声音或输出方式的在线配置功能。

报表管理：
·用户利用监控系统提供的工具软件，生成并打印出各种统计资料、交接班日志、派修工单、机历卡及曲线图等；
·提供历史告警纪录日、月、年及自定义时段的报表和相关统计报表；
·提供按照告警级别、告警类型、设备类型等条件统计的历史告警次数或告警历时统计报表；
·提供动力、空调、环境设备相关遥测量统计日或月报表统计报表；
·提供任意遥测量或遥测量组合自定义时段的历史数据曲线分析数据；
·提供蓄电池充放电数据曲线分析数据；
·提供运行状态量曲线分析数据；
·提供系统操作纪录输出报表；
·提供登退录系统输出报表；
·提供系统交接班日志管理输出报表；
·提供故障派修单查询输出报表；
·提供自定义打印输出报表功能。

安全机制：
·用户和用户组管理功能，这些功能包括增加、删除、查询和修改等，此功能只能由授权的用户实施；
·用户的权限配置和管理功能，对用户的权限级别可以进行配置；
·局站和设备的监控权限划分和配置功能，当操作人员取得相应的监控权限后，可进行相应的监控管理操作；
·系统操作权限的划分和配置功能。当操作人员取得相应权限时，可进行相应操作；
·对用户实施的操作进行鉴权的功能，保证具有权限的用户才能实施相应的操作。同时系统应有设备操作记录，设备操作记录包括操作人员工号、被操作设备名称、操作内容、操作时间等；[nextpage]
·对试图登录系统的用户进行鉴权的功能，只有名称和密码都正确的用户才允许登录到系统中，否则拒绝登录。若一用户连续多次被拒绝登录，则系统应能锁定该用户。同时系统应有操作人员登录及退出时间记录；
·相关的控制机制，对于监控对象的接入以及监控设备的接入进行安全管理；
·容错能力，并有一定的自愈能力，不因用户误操作等原因使系统出错、退出或死机；
·对本身硬件故障、各监控级间的通信故障、软件运行故障自诊断功能，并给出告警提示；
·系统具有来电自启动功能，当系统由于意外停电中断运行，但停电恢复后系统能够自动恢复运行；
·系统数据备份和恢复功能；
·对接入系统任何第三方系统或数据有鉴权和过滤，保证系统连接的安全性；
·具有一定防病毒和网络安全应对能力。

沿线机房监控单元结构及功能
    各个监控点主要由一体化采集模块、蓄电池监测模块、温湿度、水浸、烟感、门磁传感器等主要设备组成。

    沿线机房主要配备有开关电源、UPS、蓄电池组、空调以及温湿度、水浸、烟感、门磁等环境监控量；动环数据通过IP传输设备上传到监控中心，并且执行监控中心下发的控制等命令具备结构如图4。

现场监控单元结构及功能
1、现场监控单元结构
    对于动力和环境数据，根据机房规模采用单采集器方式MISUN，该单采集器为数据的采集、处理、存储、传输为一体的智能化模块单元。配合温度、红外、烟雾、门磁、水浸等传感器使用，可对高低压配电设备、油机、整流器、蓄电池、逆变器、空调、环境参量进行监控，可以转换智能油机、智能开关电源、智能空调等智能设备的监控协议，MISUN向上提供一个IP接口。

    具有4个RS485/RS422/RS232接口，对智能设备进行协议转换，提供16路DI、16路AI测量和8路DO控制，并且可提供传感器电源输出，简化了外部接线。

    AI口可以连接各种模拟信号传感器，如温湿度传感器、电压电流传感器等；DI口可以接入各种数字信号传感器如门磁、烟雾和水浸等；DO口可以配置交流接触器，用来控制设备，如控制非智能空调、油机开关，照明灯的开关等。

    4个智能接口可以接入智能开关电源的所有信息，通过其智能接口实现对开关电源的控制和调节，并可通过智能口下挂BMU和其它模块。

    本设备通过不断采集由传感器变送的各种基站动力设备和环境的监测信号，经过处理之后，产生实时监测和告警信息，并将信息处理成可供传输通道传送的信息，经过传输通道传送给置于监控中心的通信机。[nextpage]

    本设备可针对具体的应用要求，做出相应的继电器接点输出控制。

2、现场监控单元功能
现场监控单元具有以下功能：
·周期采集各个SM传送来的各种信息，进行处理、存储，实时主动地向监控中心发送状态改变或告警信息及相应数据；
·随时接收并快速响应来自监控中心的遥控命令；
·通过监控模块对各工作点下达监测和控制命令；
·接收上级发送的时钟校准命令，并校准时钟。

机房动力设备系统介绍
    参照《通信电源和空调集中监控系统暂行规定》等技术文件，动力设备及环境集中监控系统采用分布式计算机控制系统的结构，以多级监控中心自下而上逐级汇接而成，每个级别的监控中心连接成一对多的监控系统网络。根据我国电信网结构，以及用户的实际情况和具体要求，京九铁路动力设备及环境集中监控系统可以为两级或三级组网结构。

1、三级组网结构
    机房监控三级组网结构（见图5）包括监控中心SC、区域监控中心SS、远端被控基站监控单元SU和监控模块，监控模块与被监控的设备相连。每个区域监控中心SS可以监控本地市内的数十个到数百个被监控机房。区域监控中心可以将监控数据以及视频送到监控中心CSC，监控中心CSC可以直接通过区域监控中心SS向被监控基站SU下达监控命令。

2、二级组网结构
    二级组网结构（见图6）包括监控中心SC、远端被控机房监控单元SU和监控模块SM，监控模块与被监控的设备相连。每个监控中心SC可以监控数十个到数百个被监控机房，向被监控机房SU下达监控命令。

结语
    京九铁路动力环境集中监控技术系统是中兴通讯动力设备及环境集中监控系统的具体应用，是在其动力设备及环境集中监控系统的基础上，专门针对电信机房和移动基站的具体特点，严格按照信息产业部新的《通信局（站）电源、空调及环境集中监控管理系统》（编号：YD/T 1363-2005）的标准以及《通信（局）站电源、空调及环境集中监控管理系统 门禁监控管理系统》、《通信（局）站电源、空调及环境集中监控管理系统视频监控系统》两个标准，中国移动通信集团公司2001年正式发布的《中国移动机房动力环境监控系统技术规范GF006-2001》进行开发而成。

    该动力设备及环境监控系统利用多功能一体化监控设备，对电信机房和基站现有的配电设备、蓄电池、空调等各种设备和环境实行监控，同时在一体化监控设备中完成处理和通信功能，有效降低了系统成本。该动力设备及环境监控系统设计运用了先进的传感技术、通讯技术和计算机技术，贴合基站实际情况，无论其实用性、可靠性、技术先进性等方面都居国内厂家前列。该系统集智能网、光传输、数据通信、监控技术、宽带视频等高新技术于一体，它的出现使得我国电信网的设备维护管理水平更上一个台阶。（本文作者陶瑞岩、王巍现任职于中兴智能交通系统（北京）有限公司）