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摘 要： 电力通信系统在电力安全生产中起着关键的作用，主要从电网工程的实际情况出发，分析电力通信设备监控系统的硬件以及软件设计，并分析其功能，同时总结所在单位的使用结果。
关键词： 电力通信；监控系统；功能管理
中图分类号：TN915 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1220112－01
0 引言
电力企业为了提高电力通信网络的安全及可靠性，加强通信设备监控管理势在必行，该系统主要进行电力通信设备的运行监控、预期故障报警、排除及记录故障数据、资源管理等实用功能。首先就要了解电力通信设备特点以及监控的根本需求，从实际应用出发，才能使监控系统达到最大的实用性及可靠性。
1 工程概况
电力通信网主要为满足电力生产管理、调度、控制服务，随着南方电网公司信息化工作的深入开展，调峰调频公司各电厂的通信网络规模得到高速发展，维护的通信设备也大量增加，而部分厂站位置偏远，给维护工作带来极大不便，且维护费用较高，易产生故障不能预知或故障发现不及时等弊端，降低了运维工作的整体水平，急需得到改善。
本项目需要完成公司通信监控中心的建设，实现对通信设备、机房动力环境以及主要业务状态信息进行实时、准确、集中的监控，同时与下属电厂通信监控中心、南方电网总部通信监控系统实现互联，以帮助通信运维人员准确掌握通信网络综合运行情况，提高通信运行维护和管理水平，确保通信网络的安全可靠运行。
2 电力通信设备监控系统设计
2.1 硬件结构设计
1）主站硬件结构设计
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；数据服务器主要是实现监控系统软件运行、数据处理、通信管理等多种服务；应用服务器实现数据呈现以及数据的对外展示等功能；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。
2）子站硬件结构设计
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，各单元板具备热插拔，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。
2.2 系统软件结构设计
本系统采取典型的三层软件系统架构，分为：数据库层、应用服务层和用户界面层，如下图所示：
数据库服务器：运行商用关系数据库，作为综合监控系统的数据存储中心。
应用服务器：为客户端提供应用逻辑服务，运行J2EE应用服务器，支持主流的bea webLogic，ibm websphere以及开源的jboss，分为J2EE基础框架，业务逻辑层，数据访问层。J2EE基础框架为整个应用提供基础框架服务，使得应用模块规范，具有可接插性，可维护性增强；业务逻辑层处理综合监控系统中的所有业务，业务逻辑都是普通的java类（POJO），它通过一个无状态的会话EJB（SLSB）给专用客户端提供远程业务接口，给web层提供本地业务接口；将业务逻辑中的数据访问专门抽取出来作为数据访问层，提供数据的持久化操作。
用户界面层：web应用直接使用业务逻辑层提供的业务接口，给浏览器客户端提供web浏览服务；专用客户端是综合监控系统界面展现最集中的地方，它调用应用服务器中业务逻辑接口完成界面展现和用户操作。
3 监控内容及数据采集方式
由于监控的通信设备数量繁多，包括传输设备（含SDH、PDH、OTN、载波设备）、交换设备、接入设备、电源设备、机房环境等，这些设备涵盖了多个厂家和多种类型，为实现在统一界面中对其进行集中监控，首先需要解决的就是如何进行数据采集。
3.1 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。项目通过和南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，如烽火SDH、马可尼SDH、调度数据网、NE40E华为数据网交换设备等；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，如北向接口（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。
3.2 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（温度、湿度、空调状态、漏水等）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网管人员。
4 电力通信设备监控系统应用
1）系统功能模块管理。系统集通信设备监控、告警管理、资源管理为一体，采用模块化架构设计方式，各个功能模块之间数据交互都通过后台数据服务总线进行，减少模块间紧密耦合的程度，提高模块开发、部署、使用的便捷性和独立性。对于不同角色、不同区域、不同人员可进行具体功能模块的裁减，提供个性化的应用服务界面。用户通过该系统可以完成设备监控、业务监控、动力环境监控、拓扑管理、故障管理、性能管理、配置管理、通信资源管理等功能，实现全网集中综合监控。
2）拓扑管理。系统能够自动采集综合信息以网络组织图、逻辑拓扑图、通道组织图、机房平面图和设备面板图等多种视图表现网络的拓扑结构，使用户能够直观、方便地浏览整个网络上的被管设备的实时运行状况。网络组织图能够以电子地图为背景显示整个传输网范围内全部局站及线路的分布情况；机房平面图显示局站机房内通信设备位置摆放分布情况，数据网拓扑图显示数据网各设备之间连接的拓扑，以及用于承载相应中继的传输电路或光纤信息；业务拓扑应可将各种业务（如继保电、安稳、调度数据网等）使用的电路集中呈现和管理，形成该类业务系统的逻辑拓扑结构。
3）通信资源管理。通信资源管理功能按照空间资源、公共资源、线缆走廊、光缆资源、电缆资源、传输资源、接入网资源、载波网资源、数据网资源、交换资源的分类，实现设备与资源的关联，业务与逻辑资源之间的关联；监控系统可实现对通信网络逻辑和物理拓扑的监视和呈现，实现对重要业务的逻辑拓扑的监视和呈现，并可将业务逻辑拓扑和网络物理拓扑的关联，以实现业务和通信资源的关联。
4）故障与告警呈现管理。系统能提供实时地告警信息显示界面，并能根据告警信息，将故障定位到相关的管理对象，并显示到相应的拓扑图中，通过故障管理功能，用户可对网络中的告警进行实时的监控，对告警信息进行处理、查询和统计；对于过滤处理器输出的告警信息，系统提供灵活的告警规则定义，能够设置多种告警提示，以声音形式、画面变化、短信通知等提示相关维护人员。系统提供了告警筛选及过滤功能，能够从大量的告警信息中筛选出根告警，能够找出网络中需要重点进行保护的站点，以预警的形式进行提示，提高故障发现、故障处理的效率，使网络的维护工作由被动转为主动。
5）业务监视功能。系统具备通信业务的监视功能，包括业务拓扑管理、业务告警管理、业务故障管理、业务基本信息管理等方面，实现对继电保护、安稳、远动、调度电话、数据网等重要业务的监视，通过与系统自身配置的资源管理系统的结合，实现通信资源数据与所监视的通信设备状态的关联和映射，以实现对通信设备所承载的通信业务的监视，确保有良好的业务监视信息呈现，实现了当一条通信业务出现故障时，系统可发现出该业务所经过的所有通信设备，当一台通信设备出现故障或缺陷时，系统可发现该设备所影响的所有通信业务。
5 结束语
随着我国电力事业的不断发展，电力通信网络的规模也在不断的扩大，如何解决好电力通信设备的在线监控，确保通信设备的安全、稳定运行，已成为一项非常重要的课题。通信设备监控系统的建设，实现了对各类通信设备的实时在线监控，有效降低了网络监控运行成本，故障与异常的实时告警，消除了通信网络运行中潜在的大量安全隐患，降低通信设备故障的发生率，实现了对设备故障的准确定位，提高了故障处理效率，提高了电力通信网络的安全性和可靠性，也提高了服务电网的能力和水平，同时也给电力企业带来较大的经济效益。
参考文献：
[1]杨洪、金李莎，关于电力通信发展战略的思考[J].电力系统通信，2000.06.
[2]王刚，网络管理系统的综合及其实现探讨[J].广东通信技术，2002.04.
[3]王华，电力通信网综合监控管理系统实现与研究[A].高效 清洁 安全 电力发展与和谐社会建设——吉林省电机工程学会2008年学术年会论文集[C].2008.
[4]景杰峰，保定电力通信网监控系统的研究与设计[D].华北电力大学（河北），2006.
关键词： 电力通信；监控系统；功能管理
中图分类号：TN915 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1220112－01
0 引言
电力企业为了提高电力通信网络的安全及可靠性，加强通信设备监控管理势在必行，该系统主要进行电力通信设备的运行监控、预期故障报警、排除及记录故障数据、资源管理等实用功能。首先就要了解电力通信设备特点以及监控的根本需求，从实际应用出发，才能使监控系统达到最大的实用性及可靠性。
1 工程概况
电力通信网主要为满足电力生产管理、调度、控制服务，随着南方电网公司信息化工作的深入开展，调峰调频公司各电厂的通信网络规模得到高速发展，维护的通信设备也大量增加，而部分厂站位置偏远，给维护工作带来极大不便，且维护费用较高，易产生故障不能预知或故障发现不及时等弊端，降低了运维工作的整体水平，急需得到改善。
本项目需要完成公司通信监控中心的建设，实现对通信设备、机房动力环境以及主要业务状态信息进行实时、准确、集中的监控，同时与下属电厂通信监控中心、南方电网总部通信监控系统实现互联，以帮助通信运维人员准确掌握通信网络综合运行情况，提高通信运行维护和管理水平，确保通信网络的安全可靠运行。
2 电力通信设备监控系统设计
2.1 硬件结构设计
1）主站硬件结构设计
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；数据服务器主要是实现监控系统软件运行、数据处理、通信管理等多种服务；应用服务器实现数据呈现以及数据的对外展示等功能；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。
2）子站硬件结构设计
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，各单元板具备热插拔，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。
2.2 系统软件结构设计
本系统采取典型的三层软件系统架构，分为：数据库层、应用服务层和用户界面层，如下图所示：
数据库服务器：运行商用关系数据库，作为综合监控系统的数据存储中心。
应用服务器：为客户端提供应用逻辑服务，运行J2EE应用服务器，支持主流的bea webLogic，ibm websphere以及开源的jboss，分为J2EE基础框架，业务逻辑层，数据访问层。J2EE基础框架为整个应用提供基础框架服务，使得应用模块规范，具有可接插性，可维护性增强；业务逻辑层处理综合监控系统中的所有业务，业务逻辑都是普通的java类（POJO），它通过一个无状态的会话EJB（SLSB）给专用客户端提供远程业务接口，给web层提供本地业务接口；将业务逻辑中的数据访问专门抽取出来作为数据访问层，提供数据的持久化操作。
用户界面层：web应用直接使用业务逻辑层提供的业务接口，给浏览器客户端提供web浏览服务；专用客户端是综合监控系统界面展现最集中的地方，它调用应用服务器中业务逻辑接口完成界面展现和用户操作。
3 监控内容及数据采集方式
由于监控的通信设备数量繁多，包括传输设备（含SDH、PDH、OTN、载波设备）、交换设备、接入设备、电源设备、机房环境等，这些设备涵盖了多个厂家和多种类型，为实现在统一界面中对其进行集中监控，首先需要解决的就是如何进行数据采集。
3.1 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。项目通过和南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，如烽火SDH、马可尼SDH、调度数据网、NE40E华为数据网交换设备等；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，如北向接口（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。
3.2 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（温度、湿度、空调状态、漏水等）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网管人员。
4 电力通信设备监控系统应用
1）系统功能模块管理。系统集通信设备监控、告警管理、资源管理为一体，采用模块化架构设计方式，各个功能模块之间数据交互都通过后台数据服务总线进行，减少模块间紧密耦合的程度，提高模块开发、部署、使用的便捷性和独立性。对于不同角色、不同区域、不同人员可进行具体功能模块的裁减，提供个性化的应用服务界面。用户通过该系统可以完成设备监控、业务监控、动力环境监控、拓扑管理、故障管理、性能管理、配置管理、通信资源管理等功能，实现全网集中综合监控。
2）拓扑管理。系统能够自动采集综合信息以网络组织图、逻辑拓扑图、通道组织图、机房平面图和设备面板图等多种视图表现网络的拓扑结构，使用户能够直观、方便地浏览整个网络上的被管设备的实时运行状况。网络组织图能够以电子地图为背景显示整个传输网范围内全部局站及线路的分布情况；机房平面图显示局站机房内通信设备位置摆放分布情况，数据网拓扑图显示数据网各设备之间连接的拓扑，以及用于承载相应中继的传输电路或光纤信息；业务拓扑应可将各种业务（如继保电、安稳、调度数据网等）使用的电路集中呈现和管理，形成该类业务系统的逻辑拓扑结构。
3）通信资源管理。通信资源管理功能按照空间资源、公共资源、线缆走廊、光缆资源、电缆资源、传输资源、接入网资源、载波网资源、数据网资源、交换资源的分类，实现设备与资源的关联，业务与逻辑资源之间的关联；监控系统可实现对通信网络逻辑和物理拓扑的监视和呈现，实现对重要业务的逻辑拓扑的监视和呈现，并可将业务逻辑拓扑和网络物理拓扑的关联，以实现业务和通信资源的关联。
4）故障与告警呈现管理。系统能提供实时地告警信息显示界面，并能根据告警信息，将故障定位到相关的管理对象，并显示到相应的拓扑图中，通过故障管理功能，用户可对网络中的告警进行实时的监控，对告警信息进行处理、查询和统计；对于过滤处理器输出的告警信息，系统提供灵活的告警规则定义，能够设置多种告警提示，以声音形式、画面变化、短信通知等提示相关维护人员。系统提供了告警筛选及过滤功能，能够从大量的告警信息中筛选出根告警，能够找出网络中需要重点进行保护的站点，以预警的形式进行提示，提高故障发现、故障处理的效率，使网络的维护工作由被动转为主动。
5）业务监视功能。系统具备通信业务的监视功能，包括业务拓扑管理、业务告警管理、业务故障管理、业务基本信息管理等方面，实现对继电保护、安稳、远动、调度电话、数据网等重要业务的监视，通过与系统自身配置的资源管理系统的结合，实现通信资源数据与所监视的通信设备状态的关联和映射，以实现对通信设备所承载的通信业务的监视，确保有良好的业务监视信息呈现，实现了当一条通信业务出现故障时，系统可发现出该业务所经过的所有通信设备，当一台通信设备出现故障或缺陷时，系统可发现该设备所影响的所有通信业务。
5 结束语
随着我国电力事业的不断发展，电力通信网络的规模也在不断的扩大，如何解决好电力通信设备的在线监控，确保通信设备的安全、稳定运行，已成为一项非常重要的课题。通信设备监控系统的建设，实现了对各类通信设备的实时在线监控，有效降低了网络监控运行成本，故障与异常的实时告警，消除了通信网络运行中潜在的大量安全隐患，降低通信设备故障的发生率，实现了对设备故障的准确定位，提高了故障处理效率，提高了电力通信网络的安全性和可靠性，也提高了服务电网的能力和水平，同时也给电力企业带来较大的经济效益。
参考文献：
[1]杨洪、金李莎，关于电力通信发展战略的思考[J].电力系统通信，2000.06.
[2]王刚，网络管理系统的综合及其实现探讨[J].广东通信技术，2002.04.
[3]王华，电力通信网综合监控管理系统实现与研究[A].高效 清洁 安全 电力发展与和谐社会建设——吉林省电机工程学会2008年学术年会论文集[C].2008.
[4]景杰峰，保定电力通信网监控系统的研究与设计[D].华北电力大学（河北），2006.