探讨物联网技术在公路机房智能化管理中的运用

张伟

（甘肃路桥飞宇交通设施有限责任公司，甘肃 兰州 730030）

0 引言

公路存在较多机房，各个机房距离较远，环境复杂，分散在各个区域，管理难度较大，人力管理成本较高，但是，公路机房中的设备在整个公路的机电系统中发挥着重要的作用，任何一个机房中的设备出现问题，都会对整个系统产生影响。物联网技术促进了公路机房的创新发展，改变了传统的机房管理方式，公路机电系统更加稳定和安全，机房管理更加方便和高效。

1 公路机房管理需求分析

在机房管理系统中运用物联网技术，能够对各个设备进行集中控制，将各个设备和系统连接起来，实现远程控制和实时监测，公路机电系统出现故障之后，还能够对各个机房设备的运行数据进行监测和分析，快速找到故障的部位，了解故障的原因，及时进行维修，有效降低了人工管理的成本和机房维护的成本。对公路机房管理系统进行设计时，要考虑机房管理的实际需求，公路机房管理系统对动力环境监测和安全防护提出了明确的需求，要想让机房管理更加高效和有效，需要解决信息监控、数据统计分析、预警维护等方面的问题，对温湿度等环境条件进行监测，对设备运行参数进行监测，对外部入侵和内部故障进行监测，根据监测情况和数据分析结果自动生成报告，满足预警和维护的要求。公路机房管理系统和机电系统还要提高自动化水平，引入自动化控制技术，减轻值班人员和管理维护人员的工作压力，增加公路机房系统的可靠性和自动性。

2 公路机房智能化管理系统的构建策略

2.1 系统构成

公路机房智能化管理系统主要包括四个部分：首先是终端监控设备层，能够对照明、风机等设备的运行情况进行监控；其次是监控主机设备层，整个系统最关键的就是智能监控主机；另外两个部分是通信层和集控站层，具有数据传输功能和集中控制功能。公路机房智能化系统包含不同类型的设备，如计算机设备和电气设备，计算机设备可以对监测数据进行处理。远程电源控制器在系统中起到重要的作用，可以根据监测需求安装不同类型的传感器，将传感装置连接到系统上，使用以太网，形成冗余环网，建立集中监控系统平台，监控主机可以获取传感器的监测数据，控制器可以对设备进行自动化控制。系统具有完善的监控功能，可以对动力设备进行监控，对外部环境进行监控，还可以在安防和消防等方面进行监控。系统的主要架构如图1所示。

图1 公路机房智能管理系统

2.2 动力监测

动力监测分为以下6 种：①配电柜监测，公路机房的配电柜比较特殊，安装配电柜时，需要考虑配电柜的各项性能，对配电柜的参数进行监测，根据实际的需求监测配电柜中的参数，如输入电压和输入电压的数值，监测功率和电能等参数。②智能开关监测，运用智能化技术，在技术的帮助下，了解开关状态，对开关进行控制。③防雷器监测，该装置需要安装到配电柜中，在监测中，可以判断防雷器的具体情况。④直流电源监测，监测的对象是电能储蓄的设备，可以监测设备的电压电流情况，掌握设备所处环境的温度情况。⑤UPS 监测，监测蓄电池组、整流器等部件的运行情况，获取输入参数和输出参数，记录电压、电流、功率、时间、温度等数据。⑥柴油发电机监测，能够监测发电机的运行状况，获取发电机的电压和电流等数据，获取油箱压力数据，获取水箱温度数据，获取柴油余量数据，根据监测结果进行控制。

2.3 环境监测

环境监测分为以下5 种：①温湿度监测，监测公路机房中的环境条件，公路机房设备对运行环境有严格的要求，如果温度或湿度不符合设备运行环境要求，有可能会出现故障，为了让设备稳定运行，要对环境进行监测，实时监测温度和湿度，将监测数据传输到主机上，当温度或湿度超过规定的标准后，系统就会自动进行报警，值班人员收到报警信号后，可以安排专门的人员进行处理，以免出现安全事故。②漏水监测，要保证机房和管道的密封性，如果出现漏水问题，水分流入正在运行的设备中，设备和线路就会发生故障，监测设备可以对门窗和水管等部位进行监测，当这些部位漏水时，监测装置能够及时发现漏水问题，启动报警装置，及时处理漏水部位，对漏水处进行密封处理。③中央空调监测，监测装置可以监测中央空调的设备和电路，判断中央空调当前的状态，了解电路运行情况，智能化管理系统具有红外线远程操控功能，可以在远程操控中改变中央空调的运行状态，调整机房内部的温度。④精密空调监测，监测装置能够精确测量空调的回风温度和回风湿度，了解各个部件的运行情况，对冷凝器德和压缩机等装置进行实时监测，远程控制空调装置，在中央系统上启动装置，或者让空调装置停止运行，以此来改变机房内部的温湿度。⑤新风机监测，公路机房智能化管理系统还可以监测和控制新风机，掌握风机当前的运行情况，根据机房的环境情况开启或关闭新风机，调整新风量。

2.4 安防监测

安防监测分为以下3 种：①门禁监测，在公路机房中安装门禁系统，设置进出权限，只有授予权限的工作人员能够自由进出机房，向工作人员发放门禁卡，通过刷卡开启机房大门，门禁卡和权限的设置能够让工作人员在权限范围内工作，避免无关人员进入机房内部，使设备受到破坏。工作人员每次刷卡，系统都会记录刷卡信息，以此来了解各个机房中的人员情况。②红外监测，机房中安装红外监测系统，公路机房禁止无关人员进入，如果其他人员私自进入或者强行闯入公路机房，红外监测系统能够发现违规进入机房的人员，系统会发出报警信号，管理人员会立即赶到现场，将擅自进入机房的人员驱赶出去。③视频监控，在机房内部安装视频监控设备，视频监控是一种比较常用的监控方式，任何人员进入机房之中，都会被监控视频记录下来，工作人员对机房设备进行维修时，监控视频也会进行记录。当工作人员正常进行操控时，系统不会发出警报，如果工作人员违规进入其他区，或者进入的时间超过规定时间，系统就会发出警报。

2.5 消防监测

消防监测系统中最重要的就是烟感装置，漏水和明火都会使设备发生故障，特别要注意机房中的明火，出现明火之后，要立即进行控制，以免发生更严重的安全事故，烟感装置能够感应机房内部的烟雾，发现烟雾后，快速启动报警器，将明火扑灭。在机房智能化管理系统的设计中，可以单独设计消防系统，将新的消防系统和原本的消防系统相结合，实现消防联动，保证公路机房的安全。

3 公路机房智能管理系统的子系统设计

3.1 环境监测子系统

公路机房中存在着各种机电设备，这些设备全都包含在电子信息系统中，根据相关规范的要求，要对电子信息系统所处的环境进行控制，如果环境中存在大量的粉尘，机电设备的振动冲击力度较大，将会使个别部件出现严重的磨损和腐蚀等问题，机电系统还会出现错误运行的情况，大大缩短机电设备的使用寿命。必须要根据规范的要求进行管理，对机房设备的运行环境进行监测和控制，在环境监测子系统的设计中，连接浸水探测器，及时感知漏水问题；在机房中安装温湿度传感器，实时监测机房的温度和湿度；安装烟雾感应器，及时识别烟雾和发出警报，避免出现火灾等事故；将消防设备连接到环境监测子系统中，系统收到烟雾感应装置的警报后，直接控制消防设备，消除机房火灾。环境监测子系统能够判断机房设备是否处于漏水、漏液的状态，工作人员可以在子系统中查看温度和湿度，各个感应装置采集信号后，将信号发送到智能采集终端上，通过RS232/RS485 总线进行连接和传输，将环境参数上传到智能化管理系统中[1]。

3.2 配电监测子系统

机房中存在多个供配电设备，系统可以对配电柜、柴油发电机、EPS、UPS 的运行状态进行监测。配电监测子系统能够采集信号，对供配电设备进行监测和控制，发生故障后及时报警。SNMP 模块具有监控作用，能够进行网格化监管和远程控制，获取设备运行的实时数据。应当在设备中安装SNMP 模块，如果设备无法和该模块兼容，就要和设备制造商进行沟通，获取供配电设备的通信协议。

3.3 设备运行监控子系统

公路机房中的设备可以分为两大类别，一类是通用IT 设备，这类设备主要包括计算机和交换机等，对这些设备进行维护和管理时，需要使用敏捷管理控制器，利用敏捷管理控制器监控各个设备的元件，发现服务器等通用设备处于故障状态时，及时进行预警；另一类设备是专用设备，这类设备功能性较强，包括控制器、报警主机等，专用设备主要负责监控、通信等工作，设备运行监控子系统以专用设备为主，可以对这类设备的运行情况进行实时监测和远程控制。

设备运行监测子系统有4 个功能：①IT 设备状态管理功能，系统能够获取中央处理器等元件的数据，了解各个元件的基本情况，掌握电源、内存和硬盘等部件的数据信息。②远程控制功能，管理人员可以进行远距离操控，为设备配备BIOS 和RAID，根据工作需要启动设备或者关停设备，在系统上进行重新安装。③能耗管理功能，系统可以对各个设备运行的能耗进行监测，如果某个设备能耗过大，超过标准值，系统就会自动预警，启动应急预案。④智能分析和智能决策功能，在实时监测中获取设备的相关信息，记录电压、能耗、温度等数据，建立数据库，根据数据的类型进行划分，如环境数据库和运行参数的数据库。得到监测数据后，采用人工智能算法，对设备的数据进行分析，构建模型，做出预测[2]。

3.4 网络传输子系统

机房的位置比较分散，单个机房的数据量较少，如果在所有机房中建设专用网络，将会浪费资源，产生较大的成本，为满足数据传输的要求，同时还要考虑经济性，可以将主传输网络连接到公路监控系统网络中，通过共用网络的方式进行传输，将机房设备中的敏捷管理器和SNMP 模块等部件连接到最近的监控系统专网上[3]。

3.5 功能管理子系统

公路机房智能化管理系统具有可视化功能，可以通过组态图的方式现实设备运行状态，工作人员还可以通过Web 浏览的方式查看监测数据。系统还具有报警功能，与各个感应装置相连，设置预警指标，如果监测数据超出指标，就会发出警报，设置了多个报警级别，按照事故的严重程度采用不同的应对方法。系统具有报表管理功能，系统可以将监测数据整理成日志和报表，按照日期、名称、数据等方式进行记录，自动生成不同类型的图表。系统存在着安全管理功能，采用分布式授权管理的方式，对工作人员进行授权，只有获得授权的人员能够访问和控制系统[4]。

4 结语

公路机房包含各种设备，要想让设备安全、稳定运行，需要对公路机房设备进行管理，为了提高管理效率、降低管理成本，增加设备运行的可靠性，可以对物联网技术进行运用，提高管理系统的智能化水平，实时监测公路机房设备的运行环境和运行参数，对各个设备进行自动化控制和远程控制。