徐小杰 侯振義
1 引言
通信電源通常被稱為通信系統(tǒng)的心臟，其工作不正常，將會造成通信系統(tǒng)故障，甚至導致整個系統(tǒng)癱瘓。為了保證整個通信系統(tǒng)的暢通，通信電源監(jiān)控系統(tǒng)應運而生。通信電源監(jiān)控系統(tǒng)能對分布的通信電源設備和機房空調(diào)進行遙測、和遙控，能實時監(jiān)視和顯示其運行參數(shù)，能自動監(jiān)測和處理系統(tǒng)內(nèi)各種設備故障。采用通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點是：
（1）提高了對通信電源設備的維護管理水平；
（2）提高了通信電源供電質(zhì)量，使供電系統(tǒng)具有更高的可靠性和經(jīng)濟性；
（3）充分發(fā)揮了計算機技術優(yōu)勢，使電源設備管理向自動化、智能化方向發(fā)展；
（4）實現(xiàn)了通信電源設備少人、無人值守和集中維護；
（5）提高了維護效率，降低了維護成本。
2 通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀
90年代初通信電源監(jiān)控研制在我國剛起步，經(jīng)過十多年努力，無論在技術上，還是在系統(tǒng)實施的規(guī)模上都有了很大的發(fā)展。郵電部已頒布了《通信電源和空調(diào)集中監(jiān)控系統(tǒng)技術要求》，并于1997年4月1日其施行。目前國內(nèi)外許多通信行業(yè)的廠商相繼推出了各種監(jiān)控系統(tǒng)。如深圳華為通信股份有限公司的PSMS動力設備及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)、香港豐聯(lián)企業(yè)有限公司的聯(lián)訊-2000通信電源和空間設備集中監(jiān)控系統(tǒng)、ERICSSON公司的Energy Master系統(tǒng)中的電源監(jiān)控子系統(tǒng)等等。
2.1 通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)結構
根據(jù)通信電源集中維護、統(tǒng)一管理的基本模式，監(jiān)控系統(tǒng)在結構上是一個多級的分布式計算機監(jiān)控網(wǎng)絡，一般可分為三級，即監(jiān)控中心（Supervision Center，SC）、監(jiān)控站（Supervision Station，SS）、監(jiān)控單元（Supervision Unit，SS）。其組成框圖如圖1所示。
其中監(jiān)控中心和監(jiān)控站中監(jiān)控主機為IBM-PC機，監(jiān)控單元通常由單片機構成。監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控中心和監(jiān)控站人員可以通過本地中心監(jiān)控主機，監(jiān)視其監(jiān)控范圍內(nèi)的所有被監(jiān)控對象的工作狀態(tài)、運行參數(shù)。同時監(jiān)控系統(tǒng)還提供生成規(guī)定的各種統(tǒng)計資料、圖表等功能。系統(tǒng)各組成部分的主要功能如下：
1. 監(jiān)控單元的功能
設備監(jiān)控單元直接與被控設備相連，主要完成以下功能：
（1）周期性地實時采集被監(jiān)控設備的運行參數(shù)與工作狀態(tài)，并對其進行諸如存儲、顯示等方面的處理，并實時主動地向監(jiān)控站發(fā)送監(jiān)控對象的狀態(tài)；
（2）隨時接收和執(zhí)行上一級計算機下達的對被控設備的控制命令；
（3）接收上一級下達的配置信息，刷新配置文件；
（4）具有一定的報表統(tǒng)計功能，并能定時或要求上傳給監(jiān)控站。2. 監(jiān)控站的功能
監(jiān)控站是監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的關鍵計算機。它向下與各設備監(jiān)控單元相連，通過串行通信接口接收各設備監(jiān)控單元傳送的數(shù)據(jù)，進行處理后向上一級傳送。其主要功能有：
（1）實時監(jiān)視轄區(qū)內(nèi)各監(jiān)控單元的工作狀態(tài)，同時與監(jiān)控中心通信，實時地向監(jiān)控中心轉發(fā)告警信息，并接收來自各監(jiān)控單元的故障信息；
（2）設置各監(jiān)控單元的參數(shù)如告警門限，告警等級等等；
（3）實時顯示監(jiān)控單元采集的各種監(jiān)測數(shù)據(jù)和告警信息；
（4）具有統(tǒng)計功能，能生成所需的各種統(tǒng)計報表及曲線，如告警統(tǒng)計報表、設備運行參數(shù)曲線等等。3. 監(jiān)控中心的功能
監(jiān)控中心是監(jiān)控系統(tǒng)中最高一級計算機。它除具有監(jiān)控站的功能以外，還應具有實時監(jiān)視各監(jiān)控站的工作狀態(tài)并根據(jù)需要顯示或打印監(jiān)控站的數(shù)據(jù)和告警信息的功能。
2.2 通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)的不足
通信電源監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展到目前，已呈現(xiàn)百花齊放、百家爭鳴的局面，各廠商推出的系統(tǒng)逐步成熟，且各具特色。但縱觀現(xiàn)有的一些監(jiān)控系統(tǒng)，主要存在以下兩方面的問題：一是對通信電源自身的特色和要求考慮不足，加之現(xiàn)今的許多監(jiān)控技術主要是引進工業(yè)計算機控制技術和變電站監(jiān)控技術，無論從硬件還是軟件上都是不完全適合于通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)的特點。通信電源有著其自身的特點和要求，例如電源設備品種多、型號多，但數(shù)量并不多；監(jiān)控對象檔次差別大，有智能設備也有非智能設備；監(jiān)控內(nèi)容要求有別，“三遙”應以遙測、遙信為主，遙控為輔，可以不設置遙調(diào)。二是系統(tǒng)功能有待進一步完善，主要是：自定義報表功能、故障閉環(huán)處理功能、告警信息的精簡和處理以及關于系統(tǒng)組態(tài)能力和輔助分析功能等方面。
3 通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)的改進及發(fā)展趨勢
3.1 通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)的改進
目前通信電源監(jiān)控系統(tǒng)應從以下方面進一步提高系統(tǒng)性能：
（1）進一步提高實時性。實時性是衡量通信電源監(jiān)控系統(tǒng)的一個重要的性能指標，它包括兩個方面，一個是系統(tǒng)對監(jiān)控對象的各種狀態(tài)的響應速度，另一個是操作人員發(fā)出控制指令時，被監(jiān)控設備的操作被執(zhí)行的速度。用于監(jiān)控單元的計算機必須具有較強的實時性，在順序執(zhí)行各種采集、控制操作時速度要快，反應時間要盡可能短，同時對不同優(yōu)先級的操作應具有高度的綜合判優(yōu)能力。
（2）進一步提高可靠性。監(jiān)控系統(tǒng)作為設備監(jiān)控單元，直接對生產(chǎn)設備的運轉情況進行監(jiān)督控制，本身必須具有極高的可靠性，否則輕者產(chǎn)生誤測、誤報、嚴重時就會造成直接的經(jīng)濟損失。高可靠性指標要求從開始設計系統(tǒng)起，就充分考慮硬件結構的合理性、器件的生產(chǎn)工藝和提前老化等問題，努力提高平均無故障時間（MTBF）。
（3）進一步提高可擴充性和可維護性。由于通信電源產(chǎn)品更新?lián)Q代快，因此每套監(jiān)控系統(tǒng)所監(jiān)控設備的規(guī)模、制式都是隨時變化的，這就要求監(jiān)控系統(tǒng)能夠適應不同制式的設備，其容量也應便于擴充。同時設計時應盡量采用模塊化結構，且單元部件的一致性要好，軟硬件應具有必要的自檢功能，從而保證平均故障修復時間盡可能短，且修復后運行狀態(tài)和精度不受影響。
（4）進一步提高開發(fā)性。開發(fā)性即系統(tǒng)與系統(tǒng)直接互連的能力。這主要表現(xiàn)在以下幾個方面；其次，各種監(jiān)控系統(tǒng)之間應具有互連的能力；同時，應能兼容多種智能電源設備的通信協(xié)議。
（5）進一步提高操作界面的友好性。操作人員是監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，設備的維護、故障的排除都是由操作人員完成的，因此監(jiān)控系統(tǒng)的人機界面必須簡單易學、便于學、便于操作，各種顯示必須簡單明了。
3.2 通信電源監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
（1）監(jiān)控系統(tǒng)應向高智能化方向發(fā)展。目前監(jiān)控系統(tǒng)所具有的功能已基本能夠滿足維護的需要，但在數(shù)據(jù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)分析、專家?guī)斓雀咧悄芑矫娌]有得到很好的發(fā)展。這些高智能的性能對發(fā)展監(jiān)控技術，提高供電質(zhì)量，實現(xiàn)電源設備的少人、無人值守有著重要的意義。因此利用專家系統(tǒng)、模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡等智能分析和控制方法，模擬和代替人的思維器官進行智能分析和控制是通信電源監(jiān)控系統(tǒng)未來發(fā)展方向。
（2）監(jiān)控系統(tǒng)是協(xié)議應向規(guī)范化和統(tǒng)一化的方向發(fā)展。通信電源監(jiān)控系統(tǒng)所監(jiān)控的設備繁多，如交直流配電屏、柴油機組、整流設備、蓄電池組，同時還包括空調(diào)、環(huán)境溫度、濕度等等。這些產(chǎn)品大多來自于不同的生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品的性能和結構也不盡相同。要將這些迥異的產(chǎn)品互連起來，就必須消耗大量的人力物力來處理通信協(xié)議，從而增加了額外的投資。因此必須建立統(tǒng)一的規(guī)范，使不同廠家的通信電源及空調(diào)設備都遵循同樣的通信協(xié)議。
（3）監(jiān)控系統(tǒng)應想現(xiàn)場總線方式發(fā)展。目前的監(jiān)控系統(tǒng)大多分布式控制系統(tǒng)（DCS），它僅僅建立在計算機通信協(xié)議的基礎上，無法延伸到現(xiàn)場智能設備。且DCS多為模數(shù)混合系統(tǒng)，滿足不了數(shù)據(jù)通信對全數(shù)據(jù)通信對全數(shù)字化的要求。同時又采用獨家封閉式的通信協(xié)議，為一些開發(fā)商專有，給用戶系統(tǒng)集成和和應用帶來許多問題。而現(xiàn)場總線是90年代初興起的一種先進的工業(yè)控制技術，它在計算機和現(xiàn)場設備之間架起一座橋梁，將傳統(tǒng)的DCS三層網(wǎng)絡結構設備都視為網(wǎng)絡上的節(jié)點。現(xiàn)場總線是全數(shù)字化、雙向、多點的通信系統(tǒng)，具有開發(fā)性、全分布性、可互操作性等許多優(yōu)點。因此未來的通信電源監(jiān)控系統(tǒng)應定位于現(xiàn)場總線技術。
4 結語
網(wǎng)絡技術、通信技術、計算機控制技術的快速發(fā)展，為通信電源監(jiān)控系統(tǒng)進一步發(fā)展和完善提供了條件；新技術、新工藝及高質(zhì)量的器件在通信電源設備的生產(chǎn)制造中廣泛應用，為監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性及自動化程度的提高奠定了堅實的物質(zhì)基礎；相應的監(jiān)控系統(tǒng)標準、規(guī)范在過去的幾年里相繼出臺，并得到進一步的修改和完善，為通信電源監(jiān)控系統(tǒng)的改進、研制指明了方向；有遠見的開發(fā)商投入一定的力量，跟蹤技術的發(fā)展，進行改進的預研工作。
