熊健

摘要：隨著信息化時(shí)代的到來，數(shù)據(jù)中心在廣電發(fā)展中的作用將越來越重要。為保證安徽廣電數(shù)據(jù)中心的正常運(yùn)作，同時(shí)降低數(shù)據(jù)中心的管理難度，需建立一套完善的數(shù)據(jù)中心監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行全面集中監(jiān)控，以達(dá)到“集中監(jiān)控、精確定位故障、高效管理”的建設(shè)目標(biāo)?；诖耍撐囊园不諒V電數(shù)據(jù)中心為例具體分析了廣電數(shù)據(jù)中心監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和架構(gòu)[1]，以供參考。

關(guān)鍵詞：廣電數(shù)據(jù)中心;數(shù)據(jù)監(jiān)控;智能監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP311? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2022）25-0089-04

開放科學(xué)（資源服務(wù)） 標(biāo)識(shí)碼（OSID） ：

1 引言

文章論述的系統(tǒng)采用統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)和綜合監(jiān)控體制，實(shí)現(xiàn)分布式機(jī)房數(shù)據(jù)的統(tǒng)一匯總管理。系統(tǒng)的建設(shè)采用模塊化設(shè)計(jì)，有利于擴(kuò)容與擴(kuò)展。系統(tǒng)采用先進(jìn)的多線程輪詢技術(shù)，當(dāng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)異常時(shí)，由數(shù)據(jù)中心平臺(tái)作為報(bào)警網(wǎng)關(guān)出口進(jìn)行故障報(bào)警，發(fā)出聲光報(bào)警，并以通訊方式輪流呼叫運(yùn)維人員，報(bào)警方式多樣、準(zhǔn)確、可靠。系統(tǒng)能對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行趨勢分析，生成多種數(shù)據(jù)報(bào)表，為機(jī)房運(yùn)維人員提供決策依據(jù)，保證了播控中心、新聞中心、數(shù)據(jù)中心、廣播中心、辦公網(wǎng)、非編制作、演播廳等機(jī)房的正常運(yùn)作。

2 智能監(jiān)控系統(tǒng)框架的總體設(shè)計(jì)

作為廣電業(yè)務(wù)保障的控制大腦，廣電數(shù)據(jù)中心智能監(jiān)控管理系統(tǒng)通過通信通道、硬件服務(wù)器等設(shè)備，把底層關(guān)注的各類現(xiàn)場設(shè)備信息集中到監(jiān)控平臺(tái)上，進(jìn)而對(duì)采集匯總出來的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)、智能分析，將有用的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選剝離，作為后續(xù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)支撐。運(yùn)維工作人員通過本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)廣電業(yè)務(wù)場景和設(shè)備設(shè)施進(jìn)行監(jiān)控[2]。從功能應(yīng)用層面進(jìn)行分解，本系統(tǒng)主要包含物理設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)層、系統(tǒng)層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用支撐層、應(yīng)用層、接入層七大層。整體功能框架如圖1所示。

2.1 物理設(shè)備層

本系統(tǒng)處理各類業(yè)務(wù)都需要以上傳的底層設(shè)備信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。物理設(shè)備層即是為平臺(tái)提供可靠、及時(shí)、準(zhǔn)確的源數(shù)據(jù)，進(jìn)而支撐系統(tǒng)的所有業(yè)務(wù)進(jìn)程。物理設(shè)備層包含應(yīng)用場景下所有被監(jiān)控的各類設(shè)備終端及各種I/O采控模塊、傳感器，如UPS、溫濕度傳感器、各類監(jiān)視與控制設(shè)備等;本層采用現(xiàn)場總線方式通信，可靠性強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)。而且能夠支持業(yè)內(nèi)常用的標(biāo)準(zhǔn)通信接口，如：BACnet、Modbus、SPworks、RFID、SNMP等。

物理設(shè)備層深度采集各類設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，具體監(jiān)測內(nèi)容包括：1） 配電側(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)：如配電相電壓、配電線電壓、配電相電流、配電線電流以及有功功率、功率因數(shù)、總功率、頻率、CT1/CT2等數(shù)據(jù);2） UPS設(shè)備相關(guān)運(yùn)行參數(shù)：如UPS輸入線電壓、UPS輸出線電壓、UPS輸入相電壓、UPS輸出相電壓、UPS輸出電流、電池電壓、電池電流、電池剩余時(shí)間等數(shù)據(jù);3） 各數(shù)據(jù)機(jī)房CCTV設(shè)備和環(huán)境的溫濕度數(shù)據(jù);4） 各機(jī)房精密空調(diào)和民用空調(diào)數(shù)據(jù)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層采用Ethernet通信協(xié)議技術(shù)，采用行之有效的故障隔離和抗干擾措施。支持與其他系統(tǒng)通訊，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口覆蓋主流的工業(yè)控制協(xié)議如：Modbus/TCP、ECOM、DDE等。各底層設(shè)備上傳原始的數(shù)據(jù)信息形成分布式組成的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)層位于物理設(shè)備層和系統(tǒng)層之間，作為整個(gè)系統(tǒng)的通訊傳輸通道，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、信息互議的基礎(chǔ)。通過網(wǎng)絡(luò)層可將各個(gè)監(jiān)測終端設(shè)備的邊緣節(jié)點(diǎn)自由組網(wǎng)，經(jīng)過不同的協(xié)議轉(zhuǎn)換，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、智能分析、數(shù)據(jù)應(yīng)用等數(shù)據(jù)使用全生命周期;實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理以及數(shù)據(jù)共享[3]。

2.3 系統(tǒng)層

系統(tǒng)層是存儲(chǔ)、計(jì)算所有數(shù)據(jù)信息，運(yùn)行所有系統(tǒng)應(yīng)用的結(jié)構(gòu)層。主要包括系統(tǒng)所需的各類基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)行在各設(shè)備設(shè)施上的系統(tǒng)服務(wù)應(yīng)用。其中，系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施主要包括：應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、接口服務(wù)器。系統(tǒng)服務(wù)主要由系統(tǒng)基礎(chǔ)服務(wù)和安全管理基礎(chǔ)服務(wù)構(gòu)成。

2.4 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層主要是將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、計(jì)算、歸類，形成各類后期應(yīng)用所需的數(shù)據(jù)庫，主要包括能效數(shù)據(jù)庫、資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫、BA數(shù)據(jù)庫、安防數(shù)據(jù)庫、報(bào)表和歷史數(shù)據(jù)庫、參數(shù)及配置數(shù)據(jù)庫以及工單數(shù)據(jù)庫，各類有效數(shù)據(jù)在此進(jìn)行長期存儲(chǔ)。此外，在本系統(tǒng)使用中所產(chǎn)生的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、記錄、日志等也會(huì)在此層存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)可供后期查詢、使用。

2.5 應(yīng)用支撐層

應(yīng)用支撐層是應(yīng)用層的可靠支持，包括：登錄、系統(tǒng)日志管理、賬戶權(quán)限管理、數(shù)據(jù)集成管理、系統(tǒng)參數(shù)管理、系統(tǒng)相關(guān)Web功能等服務(wù)。應(yīng)用支撐層提供數(shù)據(jù)調(diào)用服務(wù)，可通過標(biāo)準(zhǔn)的Webservices接口和WCF接口進(jìn)行。同時(shí)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出服務(wù)，具體可以通過規(guī)范的OPC、ODBC等協(xié)議方式進(jìn)行。

2.6 應(yīng)用層

應(yīng)用層是承載于系統(tǒng)層之上的應(yīng)用軟件平臺(tái)，主要是集中監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)通過工控機(jī)運(yùn)行應(yīng)用，運(yùn)維人員通過人機(jī)交互，了解所有需要的設(shè)備信息，以及所有的報(bào)警情況、運(yùn)維概覽、數(shù)據(jù)報(bào)表、圖表等可視化展示。從結(jié)構(gòu)上來說，應(yīng)用層所展現(xiàn)的結(jié)果是通過應(yīng)用支撐層對(duì)數(shù)據(jù)層各類數(shù)據(jù)庫信息的調(diào)用和處理，是操作人員接觸數(shù)據(jù)的操作層和展示層。

2.7 接入層

本系統(tǒng)設(shè)置接入層，能夠從物理設(shè)備層之外進(jìn)行其他信息的接收，其中包括移動(dòng)端設(shè)備的接入、客戶端信息上傳接入、Intranet/Internet接入、短信訊息、聲光報(bào)警、API等。為系統(tǒng)信息服務(wù)增添更多途徑的可能。

3 系統(tǒng)部署架構(gòu)

數(shù)據(jù)中心監(jiān)控管理系統(tǒng)，通過建設(shè)數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)、列頭柜、視頻、UPS系統(tǒng)、蓄電池、溫濕度、精密空調(diào)、民用空調(diào)等項(xiàng)目監(jiān)測和管理[4]。

3.1 配電系統(tǒng)監(jiān)測

（1） 監(jiān)視配電系統(tǒng)運(yùn)行情況。正常情況下，監(jiān)視三相線電壓、三相功率因數(shù)、三相有功功率、電度、總功率、三相相電壓、電流、頻率、CT1/CT2等。異常情況下，系統(tǒng)發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)推畫面報(bào)警和文字報(bào)警顯示異常設(shè)備位置和故障報(bào)警信息。故障報(bào)警信息包括：斷電報(bào)警、缺相報(bào)警、電壓超限報(bào)警、欠電壓報(bào)警、通訊失聯(lián)報(bào)警、通信中斷報(bào)警、頻率異常報(bào)警等。

（2） 為配電系統(tǒng)進(jìn)行安全分析和事故處理方案。正常情況下，為電網(wǎng)安全分析提供數(shù)據(jù)，為運(yùn)維人員提供實(shí)時(shí)狀態(tài)分析。事故情況下，綜合分析事故產(chǎn)生的原因，提供事故處理的最優(yōu)方案，從而縮短運(yùn)維人員處理該事故時(shí)間，避免了事故擴(kuò)大。配電監(jiān)控結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

3.2 列頭柜監(jiān)測

列頭柜監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測播控中心、新聞中心導(dǎo)控室、全臺(tái)網(wǎng)、辦公網(wǎng)等機(jī)房列頭柜的三相線電壓、三相功率因數(shù)、三相有功功率、電度、總功率、三相電壓、電流、頻率等監(jiān)測數(shù)據(jù)。系統(tǒng)可以對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行上下限報(bào)警設(shè)置，當(dāng)產(chǎn)生報(bào)警時(shí)，運(yùn)維人員可以根據(jù)報(bào)警信息及時(shí)處理事故。

3.3 視頻監(jiān)測

（1）監(jiān)控位置：安徽廣播電視臺(tái)中心各數(shù)據(jù)新機(jī)房、桐城南路電視臺(tái)災(zāi)備老機(jī)房、馬鞍山路廣告中心數(shù)據(jù)老機(jī)房。

（2）監(jiān)控內(nèi)容：視頻監(jiān)視數(shù)據(jù)機(jī)房平面布局圖、視頻記錄機(jī)房內(nèi)設(shè)備和環(huán)境狀況。

（3）基于電網(wǎng)安全運(yùn)維的視頻監(jiān)控系統(tǒng)具體功能主要包括四大方面：

故障定位、機(jī)房設(shè)備巡檢、數(shù)據(jù)中心安全監(jiān)督、應(yīng)急指揮事故現(xiàn)場。

①視頻監(jiān)控系統(tǒng)可用于運(yùn)維人員處理廣電設(shè)備故障，精準(zhǔn)定位故障點(diǎn)，分析故障原因，方便運(yùn)維人員及時(shí)處理，從而降低故障處理時(shí)限。運(yùn)維人員在排除故障后，通過報(bào)警日志上信息，記錄到值班日志上，方便下一班次運(yùn)維人員了解此設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，從而重點(diǎn)關(guān)注此設(shè)備的運(yùn)行。

②當(dāng)巡檢人員巡視數(shù)據(jù)機(jī)房時(shí)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，巡檢人員可根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀況，快速做出有效的檢修或救援方案。同時(shí)巡檢人員以通訊方式聯(lián)系數(shù)據(jù)中心運(yùn)維人員，運(yùn)維人員通過視頻監(jiān)控，快速定位巡檢人員位置，并指派其他運(yùn)維人員進(jìn)行幫助救援，以便快速解決故障。

③廣電設(shè)備因?yàn)槠湟蟛婚g斷性，對(duì)其設(shè)備檢修和技術(shù)改造往往安排在夜間進(jìn)行。運(yùn)維人員在數(shù)據(jù)中心可通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)作業(yè)人員實(shí)現(xiàn)各類作業(yè)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果發(fā)現(xiàn)作業(yè)人員有違規(guī)操作，運(yùn)維人員可及時(shí)糾正作業(yè)現(xiàn)場人員的違章行為。

④當(dāng)事故或?yàn)?zāi)害發(fā)生時(shí)，通過事故或?yàn)?zāi)害現(xiàn)場畫面的實(shí)時(shí)觀看和回放，了解事故發(fā)生的原因和過程，使數(shù)據(jù)中心的運(yùn)維人員更加直觀地了解現(xiàn)場的各項(xiàng)情況，分析事故狀況和發(fā)展趨勢，制定合理的事故解決方案，建立起通信的救援指揮系統(tǒng)，及時(shí)下達(dá)命令，處理事故。

3.4 UPS系統(tǒng)監(jiān)測

（1） UPS監(jiān)控范圍：播控中心UPS設(shè)備、新聞中心UPS設(shè)備、全臺(tái)網(wǎng)UPS設(shè)備、260平米演播室群UPS設(shè)備、非編機(jī)房UPS設(shè)備、600平米以上演播室群UPS設(shè)備、廣播導(dǎo)控室群UPS設(shè)備。

（2） UPS監(jiān)控內(nèi)容：UPS輸入三相線電壓、UPS輸入三相相電壓、UPS旁路三相線電壓、UPS旁路三相相電壓、負(fù)載電流、負(fù)載率、UPS三相有功功率、總功率、頻率、UPS環(huán)境溫度、傳感器溫度等。

（3） UPS工作狀態(tài)：UPS輸入狀態(tài)、UPS輸出狀態(tài)、UPS旁路狀態(tài)、UPS電池狀態(tài)、UPS溫度等。

（4） UPS維護(hù)：蜂鳴器、狀態(tài)LED、斷路器燈、電池、運(yùn)行時(shí)間校準(zhǔn)、電池更改、UPS報(bào)告。

（5） UPS報(bào)警信息：輸入電壓超限報(bào)警、輸出電流過載報(bào)警、PMC通訊丟失、輸入頻率超出容許范圍、輸入相位缺失、靜態(tài)旁路開關(guān)故障、電池異常報(bào)警、整流器故障報(bào)警、逆變器故障報(bào)警等。

3.5 蓄電池監(jiān)測

監(jiān)控內(nèi)容：實(shí)時(shí)監(jiān)測單節(jié)電池的電壓、內(nèi)阻、電池組總電壓、放電電流、電池溫度、功率負(fù)載因數(shù)、電池剩余時(shí)間等參數(shù)，當(dāng)UPS鉛酸蓄電池的電壓異常或蓄電池超過使用年限需要更換時(shí)，數(shù)據(jù)中心蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)能給出相應(yīng)的報(bào)警信息。

3.6 溫濕度監(jiān)測

（1） 監(jiān)控內(nèi)容：由溫濕度傳感器采集各機(jī)房內(nèi)的信號(hào)，匯總傳輸給溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)顯示溫度信號(hào)、濕度信號(hào)。系統(tǒng)分析和判斷這些數(shù)據(jù)，當(dāng)溫濕度超過設(shè)定閾值，系統(tǒng)發(fā)出聲光報(bào)警，并給出報(bào)警信息，為運(yùn)維人員提供幫助。監(jiān)控界面如圖3所示。

3.7 精密空調(diào)監(jiān)測

機(jī)房的環(huán)境對(duì)廣電設(shè)備的運(yùn)行非常重要，例如UPS鉛酸蓄電池的環(huán)境溫度直接影響到電池的使用壽命。因此，為保障機(jī)房環(huán)境的正常運(yùn)行，加強(qiáng)對(duì)精密空調(diào)的監(jiān)測非常重要。

監(jiān)控內(nèi)容：全面診斷精密空調(diào)運(yùn)行情況、精密空調(diào)回風(fēng)溫度、精密空調(diào)回風(fēng)濕度、壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、加熱器運(yùn)行狀態(tài)、加濕器運(yùn)行狀態(tài)、除濕器運(yùn)行狀態(tài)、溫濕度變化曲線圖。

報(bào)警信息：壓縮機(jī)高壓報(bào)警、壓縮機(jī)低壓報(bào)警、風(fēng)機(jī)故障、空調(diào)漏水報(bào)警、溫濕度過高報(bào)警、溫濕度過低報(bào)警、加濕器故障報(bào)警、風(fēng)扇過載報(bào)警、加濕器缺水報(bào)警、過濾網(wǎng)堵塞報(bào)警等。

3.8 民用空調(diào)監(jiān)測

監(jiān)控內(nèi)容：模式設(shè)定（制熱、制冷、除濕、送風(fēng)） 、風(fēng)速設(shè)定、水平和垂直擺動(dòng)設(shè)定、遠(yuǎn)程定時(shí)開關(guān)機(jī)等功能?？蓽y量環(huán)境溫度和濕度，并可根據(jù)環(huán)境溫度自動(dòng)控制空調(diào)開關(guān)，開空調(diào)和關(guān)空調(diào)的門限閾值可分別設(shè)置。

3.9 報(bào)警智能分析

數(shù)據(jù)中心監(jiān)控管理系統(tǒng)主要針對(duì)廣電數(shù)據(jù)中心機(jī)房內(nèi)的動(dòng)力狀態(tài)[5]、環(huán)境參數(shù)等進(jìn)行管理和控制，通過報(bào)警信息的歸納總結(jié)，分析每個(gè)機(jī)房的運(yùn)行情況。根據(jù)單個(gè)或者多個(gè)報(bào)警信息給出機(jī)房維護(hù)建議，并在工單管理問題處理上給出指導(dǎo)意見，讓機(jī)房運(yùn)維人員非常明確地處理問題，減少問題研判時(shí)間，節(jié)省時(shí)間，極大地降低了設(shè)備的故障率。

例如：通過機(jī)房的溫濕度報(bào)警情況，可以判斷出每個(gè)機(jī)房的溫濕度變化情況，是小范圍溫度問題、還是全部機(jī)房問題;是機(jī)房短時(shí)問題、還是空調(diào)制冷設(shè)備出現(xiàn)問題。對(duì)報(bào)警事件需要處理的緊急程度給出研判和設(shè)備故障定位給出指導(dǎo)意見。

4 結(jié)束語

數(shù)據(jù)中心監(jiān)控系統(tǒng)是確保安徽廣電節(jié)目制作和播出運(yùn)行的一個(gè)重要基礎(chǔ)，有了這套系統(tǒng)可以將分散的各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行全面統(tǒng)一集中監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，處理問題，避免了經(jīng)濟(jì)的損失，為安徽廣播電視臺(tái)“不間斷、高質(zhì)量，既經(jīng)濟(jì)，又安全”地制作播出提供了強(qiáng)力的保障，為千家萬戶正常收看安徽廣播電視網(wǎng)絡(luò)節(jié)目提供了有力保障。

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