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【摘 要】随着电网调度自动化和水电生产水平的迅速提高，对于水电厂通信设备监控系统的可靠性、安全性都相应地提高了要求。本文就水电厂通信设备监控系统建设及应用进行探讨。
【关键字】水电厂；通信设备；监控系统
1.引言
随着我国国民经济的快速发展，用电量大幅度上升，而水电是一种清洁能源，我国水电发电量在2012年已经突破了7000亿千瓦时，水电已经成为了我国经济发展的基础，也是广大人民群众日常生活中重要的组成部分。随着电网调度自动化和水电生产水平的迅速提高，对于水电厂通信设备监控系统的可靠性、安全性都相应地提高了要求。
2.水电厂通信设备监控系统需求分析
2.1总体要求。①开放性。水电厂通信设备监控系统的建设应该基于先进的实现技术和建设理念。保障整个系统能够在所有装有Windows操作系统的服务器上运行，也能够与其他系统进行互操作、互兼容，能够实现对外共享；②可维护性。水电厂通信设备监控系统的建设理念应该是“低耦合、高内聚”，充分利用分层搭建思想和先进组件技术来提高水电厂通信设备监控系统的进化性和可伸缩性，为以后水电厂通信设备监控系统的二次开发和系统升级作好准备；③可靠性。水电厂通信设备监控系统在正式运行之前，为了有效地保障该系统运行的稳定性，必须要进行细致、深入、全面的软件测试；④规范性。水电厂通信设备监控系统的建设应该按照统一软件过程模型开展，约束相关代码规范，规范化处理程序代码，使之能够完全遵循软件开发行业规范。
2.2性能要求。水电厂通信设备监控系统是一个长期使用、长期运行的实用系统，便于水电厂通信设备的运行维护人员可以在第一时间内对这些故障或者运行异常的通信设备进行发现，尽快进行处理。因此，不但要有完善的功能，而且还应具有可维护、可扩充、安全、可靠、稳定的性能。第一，数据独立性和安全性需求。实现用户分级制，不允许用户对未授权的数据进行访问，也不允许未授权的用户使用未授权的功能。按水电厂的通信标准站建设标准，对通信光传输系统、电话交换系统、电源系统等进行统一监视报警。能直观监视通信系统的运行；第二，能对多个不同用户的同时访问和多位用户同时输入信息的需要进行满足，应支持高效的数据传输功能与数据处理功能，同时也要务必保证多个用户并发访问时数据的一致性和完整性；第三，具有维护方便、易于操作、功能完善、风格统一、界面清晰的特点，也应满足日常教学信息数据查找和输入的需求；第四，具有良好的可扩充性。随着目前水电厂的通信设备规模会随着整个水电厂规模的扩大而快速增长，整个系统应具有良好的可调整性和可兼容性，以满足用户的需要；第五，具有良好的实时性，应按照相关的规定要求来设置数据刷新周期。值得注意的是，应保证手机短信、监控中心的信息与电源设备、通信系统设备故障告警的现场场景达成一致。事件产生或报警到发出音响和刷新画面的时间不能够大于1秒，从数据库刷新后算起，画面上实时数据刷新时间不能够大于1秒；新画面从人机接口调出的时间不能够大于1秒。任意两节点间时间同步偏差≤1秒。
2.3硬件结构设计。主站硬件结构主要包括通信通道处理设备、数据服务器、应用服务器、监控系统软件以及网络交换机等设备。通信通道处理设备根据监控系统的具体要求来完成监控系统通信接口的转换、数据的处理以及远端机房的信号接入等；数据服务器应可以实现监控系统软件运行、数据处理、通信管理等多种服务；监控系统软件包含了通信设备监控系统以及数据库等信息，通过各类接口来完成与被监控通信设备的数据交换，同时进行数据的处理，从而实现对各类通信设备及电源系统的监控。通信子站负责采集和管理站内通信设备和动力环境设备的数据。系统采用模块化设计，硬件采用分布式结构，各单兀板具备热插拔，具有可扩展性，通信站及通信设备增加，系统功能的扩充，不改变原系统结构；系统具有综合性，可对各种通信设备进行监控，可接入各种通信设备监控系统的数据；系统具有可维护性，监控设备具有自诊断功能，故障时能及时告警，反映系统自身运行情况；系统具有良好的兼容性，应用软件采用模块化结构，根据需要配置不同功能模块，软件对硬件具有兼容性和适应性。系统的硬件及软件具有很高的可靠性，系统具有全中文、图形化用户界面，良好的可使用性和可修改性。
3.水电厂通信设备监控系统的组成
3.1前置机。这是水电厂通信设备监控系统前端的预处理软件，主要是接受被监控通信设备的告警信息和设备数据，同时对各监控模块进行扫描，再将所有接受的信息和数据进行处理之后再发送到监控中心。水电厂通信设备的监控人员就能够在机房对通信设备的运行状态和运行参数直接通过前置机来察看。
3.2综合业务台。综合业务台能够结合具体的通信设备配置情况来提供报表查询统计、门禁设备监控、图像设备监控、动力和环境设备监控等功能，是用户与监控系统的主要接口，在水电厂通信设备监控系统中。
3.3报表台。报表台能够辅助用户对基站运行历史数据、通信设备的运行状态进行分析统计，也可以帮助用户查询通信设备维护情况、运行情况、报警情况等，是用户与监控系统的接口。
3.4数据库配置程序。主要是用于维护、创建数据库，也可以配置监控系统的主要配置信息，如监控人员、监控参数等。
3.5数据存储程序。主要是将水电厂通信设备监控系统的历史数据和报警信息保存至数据库中。
3.6节点通信机。主要是用于对各节点间数据的正确收发和交换给予支持，也能够有效地连接管理各节点，包括上位机服务器，工程师站，操作员站等，通过网络柜和就地控制单元LCU及其他微机保护装置等进行数据交互。
4.通信设备的监控
监控的策略是对所有设备状态信息进行集中的采集，将采集到的告警信息与图形界面相结合，以颜色警示、声音提示、告警列表的方式在统一的界面中呈现。可以通过和电网总调通信监控系统的联网获取数据，实现对总调网管的设备进行监视；对于具有本地网管系统的设备，采用协议采集的方式获取数据，如CORBA接口，数据库接口，SNMP协议，专用通信协议等；若不具备网管，则必须从终端设备上进行数据读取，通过破译、侦听等方式实现对上述通信设备的监视。
5.通信电源、机房环境的监控
目前的高频开关电源、UPS电源、配电屏均已智能化，具有监控单元或监控系统，可利用与现有通信机房动力环境系统的接口，或者直接通过配置远端传感器等方式采集相关数据；对于不具有监测单元的交流电源、配电设备、蓄电池等，可通过配置电压、电流感应器等方式采集通信电源运行数据，告警接点接入等方式采集设备的告警信息，实现对通信电源、机房环境的监控和管理，在系统中可定义各个所采集的通信电源、环境数据的门限值，当所采集的数据超过门限时，系统将产生告警，并通过相应告警呈现手段即时提供相关信息给管理人员。
6.结语
总之，加强水电厂通信设备监控系统的建设及应用，能够大幅度提高运行管理人员的工作效率和水电厂通信网运行的安全可靠，减轻通信值班人员的劳动强度和工作压力，缩短通信设备故障处理时间，具有较大的经济效益和社会价值。
【关键字】水电厂；通信设备；监控系统
1.引言
随着我国国民经济的快速发展，用电量大幅度上升，而水电是一种清洁能源，我国水电发电量在2012年已经突破了7000亿千瓦时，水电已经成为了我国经济发展的基础，也是广大人民群众日常生活中重要的组成部分。随着电网调度自动化和水电生产水平的迅速提高，对于水电厂通信设备监控系统的可靠性、安全性都相应地提高了要求。
2.水电厂通信设备监控系统需求分析
2.1总体要求。①开放性。水电厂通信设备监控系统的建设应该基于先进的实现技术和建设理念。保障整个系统能够在所有装有Windows操作系统的服务器上运行，也能够与其他系统进行互操作、互兼容，能够实现对外共享；②可维护性。水电厂通信设备监控系统的建设理念应该是“低耦合、高内聚”，充分利用分层搭建思想和先进组件技术来提高水电厂通信设备监控系统的进化性和可伸缩性，为以后水电厂通信设备监控系统的二次开发和系统升级作好准备；③可靠性。水电厂通信设备监控系统在正式运行之前，为了有效地保障该系统运行的稳定性，必须要进行细致、深入、全面的软件测试；④规范性。水电厂通信设备监控系统的建设应该按照统一软件过程模型开展，约束相关代码规范，规范化处理程序代码，使之能够完全遵循软件开发行业规范。
2.2性能要求。水电厂通信设备监控系统是一个长期使用、长期运行的实用系统，便于水电厂通信设备的运行维护人员可以在第一时间内对这些故障或者运行异常的通信设备进行发现，尽快进行处理。因此，不但要有完善的功能，而且还应具有可维护、可扩充、安全、可靠、稳定的性能。第一，数据独立性和安全性需求。实现用户分级制，不允许用户对未授权的数据进行访问，也不允许未授权的用户使用未授权的功能。按水电厂的通信标准站建设标准，对通信光传输系统、电话交换系统、电源系统等进行统一监视报警。能直观监视通信系统的运行；第二，能对多个不同用户的同时访问和多位用户同时输入信息的需要进行满足，应支持高效的数据传输功能与数据处理功能，同时也要务必保证多个用户并发访问时数据的一致性和完整性；第三，具有维护方便、易于操作、功能完善、风格统一、界面清晰的特点，也应满足日常教学信息数据查找和输入的需求；第四，具有良好的可扩充性。随着目前水电厂的通信设备规模会随着整个水电厂规模的扩大而快速增长，整个系统应具有良好的可调整性和可兼容性，以满足用户的需要；第五，具有良好的实时性，应按照相关的规定要求来设置数据刷新周期。值得注意的是，应保证手机短信、监控中心的信息与电源设备、通信系统设备故障告警的现场场景达成一致。事件产生或报警到发出音响和刷新画面的时间不能够大于1秒，从数据库刷新后算起，画面上实时数据刷新时间不能够大于1秒；新画面从人机接口调出的时间不能够大于1秒。任意两节点间时间同步偏差≤1秒。
2.3硬件结构设计。主站硬件结构主要包括通信通道处理设备、数据服务器、应用服务器、监控系统软件以及网络交换机等设备。通信通道处理设备根据监控系统的具体要求来完成监控系统通信接口的转换、数据的处理以及远端机房的信号接入等；数据服务器应可以实现监控系统软件运行、数据处理、通信管理等多种服务；监控系统软件包含了通信设备监控系统以及数据库等信息，通过各类接口来完成与被监控通信设备的数据交换，同时进行数据的处理，从而实现对各类通信设备及电源系统的监控。通信子站负责采集和管理站内通信设备和动力环境设备的数据。系统采用模块化设计，硬件采用分布式结构，各单兀板具备热插拔，具有可扩展性，通信站及通信设备增加，系统功能的扩充，不改变原系统结构；系统具有综合性，可对各种通信设备进行监控，可接入各种通信设备监控系统的数据；系统具有可维护性，监控设备具有自诊断功能，故障时能及时告警，反映系统自身运行情况；系统具有良好的兼容性，应用软件采用模块化结构，根据需要配置不同功能模块，软件对硬件具有兼容性和适应性。系统的硬件及软件具有很高的可靠性，系统具有全中文、图形化用户界面，良好的可使用性和可修改性。
3.水电厂通信设备监控系统的组成
3.1前置机。这是水电厂通信设备监控系统前端的预处理软件，主要是接受被监控通信设备的告警信息和设备数据，同时对各监控模块进行扫描，再将所有接受的信息和数据进行处理之后再发送到监控中心。水电厂通信设备的监控人员就能够在机房对通信设备的运行状态和运行参数直接通过前置机来察看。
3.2综合业务台。综合业务台能够结合具体的通信设备配置情况来提供报表查询统计、门禁设备监控、图像设备监控、动力和环境设备监控等功能，是用户与监控系统的主要接口，在水电厂通信设备监控系统中。
3.3报表台。报表台能够辅助用户对基站运行历史数据、通信设备的运行状态进行分析统计，也可以帮助用户查询通信设备维护情况、运行情况、报警情况等，是用户与监控系统的接口。
3.4数据库配置程序。主要是用于维护、创建数据库，也可以配置监控系统的主要配置信息，如监控人员、监控参数等。
3.5数据存储程序。主要是将水电厂通信设备监控系统的历史数据和报警信息保存至数据库中。
3.6节点通信机。主要是用于对各节点间数据的正确收发和交换给予支持，也能够有效地连接管理各节点，包括上位机服务器，工程师站，操作员站等，通过网络柜和就地控制单元LCU及其他微机保护装置等进行数据交互。
4.通信设备的监控
监控的策略是对所有设备状态信息进行集中的采集，将采集到的告警信息与图形界面相结合，以颜色警示、声音提示、告警列表的方式在统一的界面中呈现。可以通过和电网总调通信监控系统的联网获取数据，实现对总调网管的设备进行监视；对于具有本地网管系统的设备，采用协议采集的方式获取数据，如CORBA接口，数据库接口，SNMP协议，专用通信协议等；若不具备网管，则必须从终端设备上进行数据读取，通过破译、侦听等方式实现对上述通信设备的监视。
5.通信电源、机房环境的监控
目前的高频开关电源、UPS电源、配电屏均已智能化，具有监控单元或监控系统，可利用与现有通信机房动力环境系统的接口，或者直接通过配置远端传感器等方式采集相关数据；对于不具有监测单元的交流电源、配电设备、蓄电池等，可通过配置电压、电流感应器等方式采集通信电源运行数据，告警接点接入等方式采集设备的告警信息，实现对通信电源、机房环境的监控和管理，在系统中可定义各个所采集的通信电源、环境数据的门限值，当所采集的数据超过门限时，系统将产生告警，并通过相应告警呈现手段即时提供相关信息给管理人员。
6.结语
总之，加强水电厂通信设备监控系统的建设及应用，能够大幅度提高运行管理人员的工作效率和水电厂通信网运行的安全可靠，减轻通信值班人员的劳动强度和工作压力，缩短通信设备故障处理时间，具有较大的经济效益和社会价值。