摘要：結(jié)合銀行數(shù)據(jù)中心建設(shè)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)銀行數(shù)據(jù)中心機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，分析銀行數(shù)據(jù)中心機(jī)房監(jiān)控對(duì)象、搭建系統(tǒng)監(jiān)控架構(gòu)，給出監(jiān)控實(shí)現(xiàn)方法，*后針對(duì)運(yùn)行一段時(shí)間出現(xiàn)的問(wèn)題，提出優(yōu)化措施和建議，對(duì)同類(lèi)工程建設(shè)具有一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心；動(dòng)環(huán)監(jiān)控；系統(tǒng)架構(gòu)；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

0引言

銀行數(shù)據(jù)中心機(jī)房的供配電和精密空調(diào)等基礎(chǔ)設(shè)施多，而設(shè)備維護(hù)人力資源少，因此增加了基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維人員工作強(qiáng)度和難度。為及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障并處理，本文設(shè)計(jì)了動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，并針對(duì)運(yùn)行中出現(xiàn)的主要問(wèn)題給出優(yōu)化措施。

1系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)象

銀行數(shù)據(jù)中心機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)（以 下 簡(jiǎn) 稱(chēng) 為 動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)）的監(jiān)控對(duì)象可分為三大類(lèi)：第一是對(duì)設(shè)備動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)時(shí)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，如供配電系統(tǒng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)、ＵＰＳ和柴油發(fā)電機(jī)等設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)和狀態(tài)等；第二是對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制，如溫度、濕度、漏水、氫氣濃度及消防等；第三是對(duì)人員設(shè)備進(jìn)出進(jìn)行監(jiān)控，如門(mén)禁、攝像頭、防入侵等安全類(lèi)設(shè)備。而機(jī)柜內(nèi)服務(wù)器、交換機(jī)、加密機(jī)等安全或網(wǎng)絡(luò)類(lèi)硬件設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)并未納入，不在本文探討范圍。

2系統(tǒng)架構(gòu)

動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)代通信技術(shù)和控制技術(shù)，對(duì)機(jī)房動(dòng)力設(shè)備及環(huán)境等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守機(jī)房的現(xiàn)代化管理。硬件上采用三層架構(gòu)：底層為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，由被監(jiān)控設(shè)備、Ｉ／Ｏ采集模塊等構(gòu)成；中間層為數(shù)據(jù)采集處理層，由各串口服務(wù)器、動(dòng)環(huán)服務(wù)器、交換機(jī)等構(gòu)成；頂層為數(shù)據(jù)應(yīng)用層，由監(jiān)控平臺(tái)或客戶(hù)端等終端構(gòu)成。軟件上采用Ｂ／Ｓ結(jié)構(gòu)，在機(jī)房中通過(guò)安裝各種傳感器及數(shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行底層數(shù)據(jù)采集，將所有子系統(tǒng)集成在統(tǒng)一的用戶(hù)界面下，對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)視、控制和協(xié)調(diào)，從而構(gòu)成統(tǒng)一的協(xié)同工作的整體。系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖１所示。

圖1動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1工程概況

數(shù)據(jù)中心主機(jī)房設(shè)置在６Ｆ，按功能細(xì)分為服務(wù)器機(jī)房一、二、三，網(wǎng)絡(luò)機(jī)房，配電間Ａ、Ｂ；配電間重要斷路器或開(kāi)關(guān)、電量?jī)x、ＵＰＳ及防雷，主機(jī)房?jī)?nèi)新風(fēng)機(jī)、精密空調(diào)及漏水檢測(cè)、機(jī)柜ＰＤＵ、溫濕度、防入侵（紅外線(xiàn)檢測(cè)）需納入動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)。ＵＰＳ蓄電池室設(shè)置在－２Ｆ，柴油發(fā)電機(jī)間設(shè)置在－１Ｆ，三電源切換室設(shè)置在１Ｆ，運(yùn)維室設(shè)置在７Ｆ，消防氣瓶間設(shè)置在８Ｆ。動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)象見(jiàn)表１。

3.2硬件構(gòu)成

動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)由２臺(tái)服務(wù)器（雙機(jī)熱備）、２臺(tái)客戶(hù)端ＰＣ機(jī)、監(jiān)控大屏、核心交換機(jī)（Ａ、Ｂ網(wǎng)）、視頻匯聚交換機(jī)、門(mén)禁接入交換機(jī)、采集箱及串口服務(wù)器等構(gòu)成。

3.2.1數(shù)據(jù)采集層核心設(shè)備

采集箱負(fù)責(zé)開(kāi)關(guān)量、溫濕度等原始數(shù)據(jù)的采集，是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心，采用深圳計(jì)通機(jī)架式，大小為２Ｕ，可安裝在機(jī)柜內(nèi)，箱內(nèi)采集模塊通過(guò)端子排與被監(jiān)控設(shè)備相連。串口服務(wù)器采用計(jì)通ＯＡＯ－９０００Ｅ嵌入式智能管理單元，該設(shè)備集數(shù)據(jù)采集、解析、存儲(chǔ)告警于一體，具備正確故障定位能力，可滿(mǎn)足不同廠家設(shè)備數(shù)據(jù)信號(hào)的接入與“翻譯"。

3.2.2現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層的設(shè)備分為需接協(xié)議轉(zhuǎn)換器設(shè)備、需提供通信協(xié)議設(shè)備、模擬量直集模塊和開(kāi)關(guān)量直集模塊四類(lèi)。

（1）需接協(xié)議轉(zhuǎn)換器（串口服務(wù)器）的設(shè)備包括精密空調(diào)、漏水繩、機(jī)柜ＰＤＵ、電量?jī)x、ＵＰＳ電源、蓄電池、柴油發(fā)電機(jī)。這些設(shè)備需相應(yīng)廠家提供通信接口及其開(kāi)放的通信協(xié)議，以便對(duì)各設(shè)備運(yùn)行參數(shù)或狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

（2）需提供通信協(xié)議的設(shè)備包括視頻監(jiān)控和門(mén)禁子系統(tǒng)。這些設(shè)備需相應(yīng)的廠家提供通信協(xié)議，由動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行集成和管理，能實(shí)現(xiàn)在動(dòng)環(huán)監(jiān)控端點(diǎn)擊任意攝像頭調(diào)出相應(yīng)攝像頭的實(shí)時(shí)監(jiān)控畫(huà)面和實(shí)現(xiàn)對(duì)任意門(mén)的開(kāi)關(guān)控制。

（3）模擬量直集模塊。①溫濕度監(jiān)測(cè)：通過(guò)在機(jī)房?jī)?nèi)的重要區(qū)域、冷熱通道和機(jī)柜內(nèi)部安裝溫濕度傳感器，實(shí)時(shí)采集溫濕度的變化情況和熱力分布情況。②氫氣監(jiān)測(cè)：通過(guò)在電池間安裝氫氣采集模塊，可實(shí)時(shí)檢測(cè)ＰＰＭ值是否超標(biāo)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)氫氣泄漏的電池隱患；當(dāng)氫氣ＰＰＭ達(dá)到設(shè)定的閾值時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警。

（4）開(kāi)關(guān)量直集模塊。①重要開(kāi)關(guān)監(jiān)測(cè)：通過(guò)監(jiān)測(cè)配電柜內(nèi)重要斷路器的輔助觸點(diǎn)狀態(tài)，判斷開(kāi)關(guān)的通斷狀態(tài)；當(dāng)監(jiān)測(cè)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)與設(shè)定默認(rèn)狀態(tài)不一致時(shí)，監(jiān)控主系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警。②防雷監(jiān)測(cè)：通過(guò)監(jiān)測(cè)防雷器的遙信觸點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)防雷器狀態(tài)；當(dāng)監(jiān)測(cè)的防雷器狀態(tài)與設(shè)定默認(rèn)狀態(tài)不一致時(shí)，監(jiān)控主系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警。③新風(fēng)排煙監(jiān)控：通過(guò)在新風(fēng)和排煙管道中安裝壓差開(kāi)關(guān)檢測(cè)壓差信號(hào)，監(jiān)測(cè)機(jī)房?jī)?nèi)新風(fēng)機(jī)和排煙機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，可遠(yuǎn)程控制新風(fēng)機(jī)的啟停。④防入侵監(jiān)測(cè)：通過(guò)在機(jī)房?jī)?nèi)安裝紅外探頭以監(jiān)測(cè)機(jī)房?jī)?nèi)人員移動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)紅外探測(cè)器的狀態(tài)異常時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警。⑤消防監(jiān)測(cè)：通過(guò)采集消防控制主機(jī)報(bào)警輸出點(diǎn)的信號(hào)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)房?jī)?nèi)各分區(qū)的消防狀態(tài)；一旦發(fā)生報(bào)警，系統(tǒng)就自動(dòng)切換到相應(yīng)的監(jiān)控界面，火警狀態(tài)圖標(biāo)變紅且閃爍顯示，同時(shí)產(chǎn)生報(bào)警事件并記錄存儲(chǔ)。

4.軟件平臺(tái)

動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控平臺(tái)軟件采用Ｂ／Ｓ結(jié)構(gòu)，通過(guò)在機(jī)房中安裝各種傳感器及數(shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行底層數(shù)據(jù)采集，外廠家設(shè)備需提供通信接口及其開(kāi)放的通信協(xié)議，進(jìn)行數(shù)據(jù)“翻譯"處理，通過(guò)機(jī)房監(jiān)控平臺(tái)集中監(jiān)控，全中文、圖形化；界面結(jié)構(gòu)層次清晰，實(shí)時(shí)反映數(shù)據(jù)狀態(tài)。集中監(jiān)控平臺(tái)能運(yùn)行于中文Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系統(tǒng)。動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控平臺(tái)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，可劃分為采集層、處理層、管理層及展示層，如圖３所示。其中，個(gè)人工作平臺(tái)能提供動(dòng)環(huán)監(jiān)控主界面、告警事件列表、待辦事項(xiàng)、告警等級(jí)統(tǒng)計(jì)、ＰＵＥ實(shí)時(shí)曲線(xiàn)、基礎(chǔ)設(shè)施分類(lèi)餅狀圖等可自由選擇的個(gè)性化定制界面。報(bào)表管理可根據(jù)機(jī)房管理原有報(bào)表格式生成詳細(xì)的數(shù)據(jù)記錄報(bào)表和數(shù)據(jù)分析報(bào)表，存儲(chǔ)格式為Ｅｘｃｅｌ或ＰＤＦ；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間需長(zhǎng)于１年，且具有防篡改功能。軟件交互界面中，動(dòng)環(huán)監(jiān)控模塊可直觀看到各個(gè)機(jī)房實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)置機(jī)房名稱(chēng)、設(shè)備圖標(biāo)等超鏈接可直達(dá)各子界面，通過(guò)溫濕度監(jiān)測(cè)、門(mén)禁、視頻監(jiān)控、溫度場(chǎng)、漏水監(jiān)測(cè)、紅外監(jiān)測(cè)、消防監(jiān)測(cè)等按鈕可直達(dá)各分畫(huà)面，并提供基于電子地圖、實(shí)時(shí)曲線(xiàn)、餅狀圖、折線(xiàn)圖、直方圖等多形式數(shù)據(jù)展現(xiàn)方式，便于運(yùn)維人員分析設(shè)備歷史運(yùn)行趨勢(shì)，以判斷設(shè)備狀況。

圖3動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控平臺(tái)軟件架構(gòu)圖

系統(tǒng)告警采取短信、電話(huà)、現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音三種報(bào)警結(jié)合的方式，報(bào)警等級(jí)分為緊急、重要、一般三個(gè)層次，不同級(jí)別的報(bào)警采用不同報(bào)警方式實(shí)現(xiàn)報(bào)警信息的發(fā)送。無(wú)論系統(tǒng)處于任何畫(huà)面，都可自動(dòng)提示告警，顯示告警信息。當(dāng)一個(gè)報(bào)警狀態(tài)解除時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)發(fā)送相應(yīng)的恢復(fù)短信，以便機(jī)房管理人員隨時(shí)掌握相關(guān)動(dòng)態(tài)。

5安科瑞動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

通過(guò)數(shù)據(jù)中心動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)中心的門(mén)禁狀態(tài)、水浸狀態(tài)，煙霧狀態(tài)，視頻狀態(tài)，環(huán)境狀態(tài)，高低壓配電狀態(tài)，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警，保障數(shù)據(jù)中心正常運(yùn)行，避免運(yùn)行環(huán)境的失控導(dǎo)致配電設(shè)備運(yùn)行故障，保證維護(hù)人員安全，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，減少配電室粗放式管理導(dǎo)致成本過(guò)高。同時(shí)實(shí)現(xiàn)動(dòng)環(huán)監(jiān)控并對(duì)各用能耗能進(jìn)行能效分析，幫助用戶(hù)實(shí)現(xiàn)用能效率的優(yōu)化。

5.1系統(tǒng)功能

（1）展示當(dāng)前數(shù)據(jù)中心總能耗，IT能耗，空調(diào)能耗，及其他能耗并且計(jì)算出當(dāng)前數(shù)據(jù)中心實(shí)時(shí)PUE值，通過(guò)儀表盤(pán)形式直觀展示。

（2）選擇查看數(shù)據(jù)中心的中低壓配電系統(tǒng)主接線(xiàn)圖，并在一次圖顯示配電系統(tǒng)當(dāng)前遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)和狀態(tài)。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各配電柜的電壓、電流等電力參數(shù)，變電站的溫濕度、煙感、水浸、門(mén)禁等環(huán)境情況。

（3）電氣接點(diǎn)溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，斷路器觸頭、觸臂、母排和線(xiàn)纜連接等位置安裝無(wú)線(xiàn)測(cè)溫傳感器監(jiān)測(cè)接點(diǎn)溫度，便于提前發(fā)現(xiàn)溫度異常導(dǎo)致的事故。

（4）監(jiān)測(cè)各變壓器各項(xiàng)參數(shù)，包括負(fù)載率、頻率、功率因數(shù)、三相不平衡度等，并且顯示歷時(shí)曲線(xiàn)圖，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)變化。幫助用戶(hù)直

（5）電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，可以監(jiān)測(cè)電流和電壓諧波畸變率、電壓暫升暫降暫中斷等暫態(tài)事件記錄、ITIC容忍曲線(xiàn)等

（6）系統(tǒng)采集UPS輸入、輸出端和旁路三相電壓、電流、有功功率、功率因數(shù)頻率，同時(shí)監(jiān)測(cè)UPS溫度、蓄電池電壓、當(dāng)前負(fù)載下的剩余時(shí)間等數(shù)據(jù)。

（7）展示單體電池電壓、內(nèi)阻和溫度，預(yù)測(cè)電池帶載時(shí)剩余時(shí)間，每節(jié)電池?cái)?shù)據(jù)均可以設(shè)置異常報(bào)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)蓄電池異常。

（8）展示精密配電柜內(nèi)進(jìn)線(xiàn)和饋線(xiàn)回路電氣參數(shù)，包括電流電壓功率電能以及開(kāi)關(guān)狀態(tài)，并可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)警設(shè)置和分級(jí)，數(shù)據(jù)取自精密配電柜測(cè)量模塊。

（9）展示智能小母線(xiàn)的始端箱和插接箱電氣參數(shù)，包括電流電壓、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、插接點(diǎn)溫度，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)警設(shè)置和分級(jí)。

（10）通過(guò)平面圖顯示數(shù)據(jù)中心能源分布，設(shè)備分布情況，并顯示設(shè)備能耗數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊平面圖上設(shè)備可以進(jìn)入具體設(shè)備監(jiān)控界面。

（11）實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前數(shù)據(jù)中心PUE值以及歷史PUE曲線(xiàn)。并且顯示各分項(xiàng)用能的用能情況及用能排行。監(jiān)測(cè)各變壓器運(yùn)行及負(fù)載情況，給出本月變壓器輸出電能排行。

（12）顯示電能消耗日/月/年報(bào)表，并可對(duì)具體回路選擇曲線(xiàn)圖、餅圖進(jìn)行展示。對(duì)數(shù)據(jù)中心用電數(shù)據(jù)進(jìn)行同比、環(huán)比分析比較，查看用電趨勢(shì)。

（13）監(jiān)測(cè)精密空調(diào)的回風(fēng)溫濕度，出回水溫度，并可以設(shè)定精密空調(diào)的溫濕度，達(dá)到更好的控制效果。

（14）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中心溫濕度、開(kāi)關(guān)門(mén)、水浸、煙霧、噪聲、氣體濃度狀態(tài)等參數(shù)。曲線(xiàn)圖直觀明了，同時(shí)支持歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)

（15）通過(guò)列表顯示各類(lèi)報(bào)警事件數(shù)量，通過(guò)柱狀圖顯示逐日?qǐng)?bào)警數(shù)量，提供報(bào)警總數(shù)以及增長(zhǎng)趨勢(shì)。

維管理功能，可針對(duì)數(shù)據(jù)中心各主要設(shè)備進(jìn)行巡檢派工，消缺，搶修等維護(hù)工作。