电力通信机房动力环境监控系统概述

电力通信机房动力环境监控系统概述

薛文丽 邬雪阳

国网内蒙古东部电力有限公司信息通信分公司，内蒙古 呼和浩特 010010

摘要

随着现代企业信息化程度提高，原本多用于电信运营商基站的动力环境监控系统已经推广至互联网企业数据中心以及特殊公共基础行业，如电力企业建设有私有的专用通信网络，承担着电网生产、营销等重要业务的传输通道，因此保障电力通信网络的安全稳定运行显得尤为必要，而机房动力环境的安全可靠决定着电力通信网络能否安全稳定运行，是重中之重。本文对电力通信机房动力环境监控系统进行分析，从架构设计、硬件设计等方面进行详细介绍。

关键词：动力环境监控系统；架构设计；硬件设计；视频编码

一、动力环境监控系统简介

电力通信机房动力环境监控系统指电力通信机房内动力环境信息和图像统一监控管理系统，覆盖机房的动力量及环境量监控，其中动力量监控包括高频开关电源、交流配电柜、直流配电柜、UPS、蓄电池等，通过传感器采集或协议采集后通过监控主机(SU)汇总、解析后上传到动力环境监控平台服务器，将上传的数据配置处理后进行展示；环境量采集包括空调、水浸、温湿度、加湿机等信息，采集后通过监控主机(SU)汇总、解析后上传到动力环境监控平台服务器，将上传的数据配置处理后进行展示。

变电站视频监控系统最主要的特点之一是开放性，能够与多种应用系统结合，进一步加强对电力运行安全的保障。变电站综合系统，保证电力系统运行安全，提升管理力，可以达到集中监控、意外报警、应急指挥、分级管理、信息完备等的目的。

二、架构设计

动力环境监控系统基于Web系统架构，主要包括三部分：分别是监控中心、传输网络和设备管理。

图1 Web系统典型组网

各子系统构成了设备管理层，包含动力环境监控设备、门禁、信息发布设备等。

传输网络的传送方式主要为IP组网，是机房监控信息和视频传输的通道。

数据库服务器、WEB、IE客户端等构成了监控中心，网管系统利用B/S架构，运用工业级免费数据库的数据库，完成各机房动力环境设备、巡更等系统的接入并通过IE客户端展进行展示。

系统支持单级和分级组网结构，为本地系统和总部管理中心提供集中的管理与检测。

三、硬件设计

随着应用的不断深入与增多，用户对平台管理系统的依赖程度也日渐增加，因而平台管理系统是否可以提供高可靠性的服务，决定其能否进一步推广。

一个业务是否具备高可靠性，通常既意味着这个业务能否对关键信息进行完整性保护，也意味着这个业务能否使应用程序连续稳定运行。而通常信息处理系统中保存了海量的关键业务信息，若这些由于某些意外信息发生丢失或破坏，将带来难以估测的影响和损失。

高可用性的配置可实现监控中心所有主要环节的热备，包括接入服务器（前置机）、数据库服务器、应用服务器、WEB服务器等。

3.1 RoseMirrorHA原理

基于实时数据镜像，RoseMirrorHA可以实现纯软高可用性系统。在早期的高可用性系统中，只有数据共享才能提升性能，而数据的共享则需要共享存储，而这无疑会带来系统成本的增加。RoseMirrorHA则是在太网环境的基础上，利用传输控制协议/网络协议，在两台主机之间完成了信息的实时镜像。

RoseMirrorHA系统具有高可靠性，能够同时对主机的IP地址、应用程序、数据等实现监测和保护，一旦主机出现问题或应用程序出现故障，备机将自动、快速的代替主机为客户提供服务，保证服务不中断。

RoseMirrorHA支持两种不同的工作模式：Active/Standby和Active/Active。在Active/Standby方式中，如图2所示，主机Ａ作为Active主机，为客户提供各种服务，而主机B作为主机A的备机，可以监测A的运行情况，若主机A出现故障，主机B立即替代主机A为客户提供服务。而在Active/Active工作模式中，主机Ａ和主机Ｂ互相监控，各自运行服务程序，互为彼此的备机。两台服务器的安装规划为：一台安装DCIM2.1+ROSE;一台作为地市接入服务器。在一台服务器故障后，系统会自动会切换到镜像平台。

图2 Active/Standby模式

3.2 RoseMirrorHA的特点

系统成本低

对于共享存储的双机热备系统磁盘阵列形成了一个新的单点，RoseMirrorHA无需磁盘阵列，防止了磁盘阵列单点故障，同时减少了系统成本。 

系统抗灾难能力强

RoseMirrorHA可以随意布置服务器，更为灵活，而物理位置的距离可以增强安全性，进而提高系统的抗灾能力。

双向的失效切换功能 

通过Active/Active工作模式，两台服务器互相监测，若一台主机出现问题，则另一台可进行自动替换，确保服务的稳定性。

系统资源占用少 

RoseMirrorHA可以通过一对网卡实现，无需占用网络资源，且对其他任何操作不产生干扰，只占用少量的资源。

采用廉价软硬件部件组成 

两台服务器的软硬件配置可不同，可利用廉价软硬件部件组成，利用廉价软硬件组成的双机系统，其性能和可靠性通常表现更优。 

简单易用功能 

图形界面，通俗易懂，操作方便，无论是配置和管理双机系统，还是资源定义和服务程序之间的切换都易于实现，另外在无人操作的情况下，能够自动实现资源的切换。

除了以上服务器的高可用性设计，对于重要的监控单元同样采取了双电源热备的设计，并且实现本地历史数据保存，满足断电数据保存、通电数据恢复的高可用性原则。

四、视频编码

动力环境监控系统平台通过各类摄像头对机房实现实时监控，视频信号具有以下特点：

时间冗余：视频相邻的两帧之间内容相似，存在运动关系；

空间冗余：视频的某一帧内部的相邻像素存在相似性；

编码冗余：视频中不同数据出现的概率不同；

视觉冗余：观众的视觉系统对视频中不同的部分敏感度不同。

H.264因其在编码效率和图像质量等方面的优势，被广泛应用在各类视频监控中。H.264标准通过帧内预测、帧间预测、交错视频编码、量化和变化编码、无损熵编码等技术对视频进行压缩编码，压缩比可以达到102:1，如原始文件的大小为88GB，而采用H.264编码后，文件的大小变为879MB。

图3-1 视频原图 图3-2 视频编码图 图3-3 视频解码图

五、结语

动力环境监控系统具有以下几点明显的优势：第一，可以帮助我们解决通信机房日常管理中出现的问题；第二，可以对通信机房运行的安全稳定起到一定的保障作用；第三，可信指数是比较高的；第四，具备了较高的兼容性。此外，在降低人力和资源成本、提高系统运行效率方面，也发挥了重要的作用。 因此，积极对此系统进行推广，是非常具有现实意义的。

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