高铁站信息机房电源设备运维监控系统的研究与应用

李然

（沈阳铁道科学技术研究所有限公司，沈阳110000）

1 问题提出

目前，高铁站信息机房的供电方式是由外部两路供电接入UPS电池组，经稳压器和配电柜后向计算机、服务器、交换机等网络信息设备进行供电。该供电方式可以避免因为停电而造成机房内的信息设备停止工作、数据丢失等情况的出现。但是，供电电源设备在运行过程中也存在着安全隐患，如UPS电池组在放电过程中容易发生膨胀、漏液，以致短路，甚至爆炸，造成火灾。为了避免安全事故的发生，当前采用人工巡检的方式定期对机房供电电源设备的运行状态进行检测，但是，由于机房数量较多，该巡检方式始终存在实时性差、效率低、工作量大等问题。

因此，有必要研究和开发适用于高铁车站信息机房供电电源设备运行状态的远程监控系统，便于运维人员实时掌握其运行状态，实现高铁车站信息机房供电电源设备更加高效的运维管理。

2 设计方案分析

对高铁车站信息机房供电源设备主要是指UPS电源和蓄电池组进行更加高效的运维和管理，应满足如下要求：

1）设计适合高铁车站信息机房内的UPS电源和蓄电池组数据采集设备，并对数据协议进行解析处理，转换成标准协议，以实现统一的分析处理。

2）设计适合高铁车站信息机房电源设备集中管理的综合平台。平台架构要求支持本地处理分析，并同时支持远程传输功能，实现本地和远程同时监控的功能，方便运维人员及时方便掌握设备运行情况。

3）设计远程报警方式。当系统采集设备运行数据，并与预先设置的阈值进行对比分析后，产生告警事件，系统通过短信网关直接将告警信息发送到运维人员和管理人员的手机，以便实时掌握告警，及时处理，降低风险。

因此，设计的系统能够处理来自现场各个采集设备的实时数据。这些数据通过后台服务的模式受理、分析、处理、校验等过程，保证报警信息及时、正确地得到记录分析，为维护部门提供日常维护报表、性能状况统计报表等分析数据[1]。

3 系统架构

高铁站信息机房电源设备运维监控系统采用B/S3层架构，总体上分为数据采集层、数据分析存储层和应用层，如图1所示。

图1 高铁站信息机房电源设备运维监控系统架构图

3.1 数据采集层

数据采集层由UPS电源数据采集设备和无线式蓄电池组数据采集设备组成，主要实现对UPS电源和蓄电池组数据采集及转发。UPS电源数据采集设备是采集UPS电源设备运行参数，并传输给控制主机进行分析并存储，同时，将UPS通信接口由RS232/RS485/RS422类型转换成RJ45接口，并通过TCP/IP协议进行传输转发。无线式蓄电池组数据采集设备是采用无线式电池内阻采集技术对单支蓄电池运行参数进行采集并传输给控制主机进行分析并存储。

3.2 数据分析存储层

数据采集层由控制主机和数据存储库组成，主要实现采集数据的分析和存储。控制主机主要作用是对前端采集的数据进行分析处理转发。将一些非重要的监控信息进行处理后，其余关键信息转发给主控计算机，保存在数据存储库中[2]。

3.3 业务层

业务层主要实现对数据处理和展示，主要包括系统登录、系统信息展示、系统事件查询、报警信息查询、短信接收人员信息管理、历史记录查询等。

4 功能设计

高铁站信息机房电源设备运维监控系统功能采用模块化设计方法，分为登录模块、用户管理模块、查询模块、UPS电源监控模块、蓄电池组监控模块和短信报警模块组成，如图2所示。

图2 高铁站信息机房电源设备运维监控系统功能结构图

1）登录模块实现用户登录功能。用户输入用户名和密码，系统与数据库中存储的数据进行对比，数据匹配则允许进入，数据不匹配需重新登录[3]。

2）用户管理模块实现设置用户可以浏览的区域权限，从而使每个监控管理人员具备不同的管辖权限。

3）查询模块包括告警查询、历史查询和告警日志查询。告警查询可以查询任意时间段的告警，并列出告警的开始时间、结束时间、处理结果、处理时间。历史查询是选择任意一个监测点、设置查询的时间段即可以得到相应数据的一个历史运行曲线。告警日志查询是通过设置查询时间段、管理人员、告警方式来查询相应的告警发送情况。

4）UPS电源监控模块是通过通信接口协议调取UPS本身的内部侦测系统检测其运行状态和参数，实现对机房内UPS电源的实时监控。

5）蓄电池组监控模块实现对单支蓄电池运行参数包括单体内阻、内部温度、电池电压等和蓄电池组运行参数包括电池组的充放电电流、环境温度等进行监控，一旦各参数出现超限情况立即报警。

6）短信报警模块实现系统在监测设备运行过程中产生的告警信息通过短信的方式发送给运维管理人员。

5 结语

高铁站信息机房电源设备运维监控系统在本溪站进行现场测试的过程中运行稳定，效果良好，满足现场运维管理的要求。高铁站信息机房电源设备运维监控系统能够对高铁信息机房电源设备进行监控与值守，并通过网络将数据集中处理，发现异常情况立即发出报警信息，在现场监控的基础上能够实现远程监控，丰富了高铁站信息机房管理手段，进一步提高了自动化运维管理水平和效率。