电力通信：基于物联网的电力通信机房可视化系统

　　电力通信：基于物联网的电力通信机房可视化系统

　　1 整体架构设计

　　1.1 物联网

　　物联网能够实现随时随地任何事物与任何人之间的连接，理想情况下能够提供任何路径或者网络下的任何服务。感知层是通过传感器和终端等物联网设备对电网的各个设备和环境进行感知；通信层是实现普遍的物联网应用和各种异构设备之间进行信息交换的通信技术；处理层是处理设备中的配置文件，并将它们组合以反映更多信息；应用层是依托物联网相关技术，开发的大量相关应用产品，如智能交通、智能家居等。

　　1.2 系统功能架构

　　电力通信机房动力环境监控系统主要用于完成机房、配线间、机械室等动力与环境综合监控。主要包括市电配电监控、UPS 监控、蓄电池监控、环境温度监控、环境湿度监控、机房空调监控、烟感探测及漏水探测、视频监控、红外探测、门磁探测、碎窗探测等内容。系统主要包括 6 大功能模块，即动力与机房环境监控、综合视频监控、告警管理、历史数据管理、报表管理和系统管理等模块。动力与环境监控子模块：动力与环境监控子模块主要实现温湿度、漏水、门禁、烟雾、空调、UPS、配电设备等监控。这些被监控对象的监控指标可分为模拟量和开关量两种。系统通过 RJ145、MODBUS 等多种协议获取被监控对象运行参数和监控指标实时数据，通过电子地图，实时曲线，虚拟仪表等技术实现监控对象监控指标的实时展示。同时，根据设定的阈值判断监控指标是否超出监控对象正常值，对超出正常值的指标进行及时告警和定位，为便于更直观地反映监控对象的状态，监控对象可分为四种运行状态，即正常运行状态、一般告警状态、严重告警状态及紧急告警状态，分别用绿色、黄色、橙色、红色表示。系统会自动计算当前监控对象的告警状态，显示监控对象最高级别运行状态。综合视频监控子模块：综合视频监控包括视频实时预览和视频回放功能，系统实时显示各机房和设备间内的监控画面，系统实现监控方向、角度和画质调节，支持抓拍、录像和一定期限的存储功能，支持按照时间、类型等多条件视频检索和回放职称论文。

　　2 可视化数据系统设计

　　基于物联网技术的电力通信机房可视化系统融合了物联网技术、智能控制技术以及通信网络技术。整个系统由智能监测设备、物联网云服务器和通信网络组成。智能监测设备包括各种监控设备、采集卡、传感器、变送器及现场总线等，对现场进行感知。物联网云服务器则提供灵活多变的实时数据访问方式和状态监测报警信息的实时推送。智能终端把数据汇集到数据处理中心处理，经过处理后的数据用过通信网络提供给用户进行访问。5G+LoRa+5.8GHz 技术宽窄带混合组网、WiFi 和 3G/4G 网络构成了无处不在、随时可以访问的网络系统。用户可以通过智能终端设备对站内运行状况实时监测、告警展示和处理、参数设置、数据管理等操作，实现整体架构的控制和交互，是检测系统和管理系统更加直观和便捷。1）可视化数据主界面。传统的电力通信机房监控和运维比较分散，给管理带来不便。本设计利用物联网技术实现集中监控，统一管理。该系统可以展示线路拓扑、业务通道示意图、机柜详情和蓄电池数据等实时监测状态。2）三维可视化观测。监控大屏在可视化界面直观对信息分析及数据浏览，系统也通过监控大屏实现对值守人员的预警、报警，运维值守人员可在管理后台实现对各类数据的管理、处理等操作，管理后台主要实现角色、站点、数据收集、数据分析、事件日志、指挥调度等在线管理业务。通过音视频及 AR 技术，实现专家对通信系统现场作业的远程在线指导工作，未来该技术在全省各个基站充分利用的情况下，减少专家差旅行程，提升专家工作效率，缩短故障排除耗时。通过 VR 技术应用，解决通信系统设计结构、设备应用布置完全依赖图纸的现状，通过沉浸式交互体验，可对通信系统目前基建各项参数进行直观了解，对通信系统的改造建设提供有效的直接的数据。

　　3 电力信息通信机房智能技术的开发和应用分析

　　3.1 电力信息通信机房智能巡检系统的开发

　　电力信息通信机房智能巡检系统存在着大量功能模块，例如 3D 可视化模块、IT 设备管理模块、智能配线模块、定制化展示模块、动环监控模块、访客定位模块等等。其中 3D 可视化模块、定制化展示模块的功能在于实施知识管理、资产管理、定制化报表、自动巡检以及运维经验库管理等内容，而智能配线模块、动环监控模块、访客定位模块、IT 设备管理模块的功能在于实施告警管理、报表管理、声光系统管理、数据库管理、服务器管理、配置管理等等。

　　3.2 基于场景可视化的通信机房智能巡检关键点分析

　　电力信息通信机房巡检中利用智能化技术可以有效提升电力信息通信机房的巡视水平，智能化巡视技术具有非常好的可视性，而可视化工作实施过程需要一定的开发时间，所以相应技术人员要确定好电力信息通信机房巡检工作可视化基本特征，从而进一步提升智能巡检的力度。基于场景可视化的通信机房智能巡检关键点包括如下几个方面：（1）拓扑可视化特性。电力信息通信机房涵盖的业务范围较广，但是不同业务之间存在着非常紧密的关联，此种方式可以称之为拓扑分布。在电力信息通信机房业务范围进行智能巡检过程中，相关巡检人员要增强拓扑可视化巡检力度，最大程度上确保巡检结果的准确性。（2）端口可视化特性。在端口可视化范围内，通过智能巡检系统的有效应用，不仅可以将每个设备端口直接呈送给巡检人员，同时还可以辅助巡检人员更加深入了解相应设备之间的连接情况，从而使得不同设备之间数据信息可以充分显现。（3）故障可视化特性。对于已经发生故障的设备，通过智能巡检拓扑图可以充分体现，以便巡检人员能够更加有针对性地进行消缺。（4）方法的可视化特性。通过智能巡检系统的有效应用，不仅可以体现出更加准确的故障信息，同时也可以具有针对性地制定出故障解决方案。所以在进行电力信息通信机房智能巡检系统建设过程中，相应技术研发人员一定要增强可视化设计。

　　结束语

　　电力通信机房设备运行提供可靠环境，保障电力通信机房重要设备安全稳定运行，减轻维护人员工作量，快速定位设备故障，提升运维效率。利用先进的物联网技术和 5G 通信技术，设计的一套可视化数据系统实现了电力通信机房的数据集中展示，且高度可视化。该系统对电力通信机房使集中管理程度得到巨大的提升，为运维检修人员的现场工作提供了便利，也为换流站的安全稳定运行提供了保障。目前该系统已在调试及工作中得到应用，并取得了较好的评价。由此可见，该系统的投入使用大大地简化了现场工作流程，在提高工作效率的同时使得现场运维检修人员能够保质保量的完成现场工作。