高速公路機電系統(tǒng)一體化機房應用

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摘要：隨著機電系統(tǒng)在高速公路生產經營活動中的重要性逐步提高，系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行是后期維護工作的主要目標?，F(xiàn)有機電設備的工作環(huán)境主要依靠于機房整體環(huán)境，原有機柜在環(huán)境溫度、線纜布線、電源連接方面都容易產生故障點3本文主要討論如何將一體化機柜方案應用于高速公路機電系統(tǒng)，以及如何加強機電設備運行物理環(huán)境的細節(jié)優(yōu)化，對設備運行進行智能管理維護，減少故障隱患，從而能夠大幅降低事故發(fā)生概率。

關鍵詞：一體化機房；高速公路機房；機電系統(tǒng)

隨著機電系統(tǒng)在高速公路生產經營活動中的重要性逐步提高，系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行是后期維護工作的主要目標?，F(xiàn)有機電設備的工作環(huán)境主要依靠于機房整體環(huán)境，原有機柜內部的空間布局不利于空氣循環(huán)，機柜內部的電源和布線也沒有專門的接口和槽道。在環(huán)境溫度、線纜布線、電源連接方面都容易產生故障點。本文主要討論如何將一體化機柜方案應用于高速么V路機電系統(tǒng)，以及如何加強機電設備運行物理環(huán)境的細節(jié)優(yōu)化，對設備運行進行智能管理維護，減少故障隱患，從而能夠降低事故發(fā)生概率。

一、高速公路機房現(xiàn)狀

高速公路機房應用的四個應用場景及機柜數(shù)量需求分析如下所示。f1）收費站：通常每個站點設置一個機房作為獨立建筑，需要2個通信機柜、2個IT機柜、1個配線機柜和1個電源電池機柜用于支撐收費業(yè)務的數(shù)據(jù)存儲、監(jiān)控系統(tǒng)的視頻存儲以及通信業(yè)務需求，一般配置民用空調。（2）路段分中心（各管理處）：個別路段管理處兼收費站功能，配置10￣16個IT機柜、通信機柜、電源電池機柜配線機柜，管理收費站業(yè)務，進行數(shù)據(jù)存儲和設備巡檢，對監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)進行調用存儲和監(jiān)控，此外，一般配置民用空調，也有配g工業(yè)空調。（3）區(qū)域中心：配Hl2￣20個IT機柜、通信機柜、電源電池機柜配線機柜，用于視頻調用、收費數(shù)據(jù)存儲和通信業(yè)務管理。配置工業(yè)空調。（4）省中心：需要20？30個IT機柜、通信機柜、電源電池機柜配線機柜，用于收費數(shù)據(jù)存儲、監(jiān)控數(shù)據(jù)取用、通信業(yè)務和拆賬業(yè)務的支撐。配置工業(yè)空調。綜上所述，在以上四個應用場景中，高速公路機電系統(tǒng)均配置專門配電機房。但是，傳統(tǒng)機電系統(tǒng)的機房及機柜面臨著諸多挑戰(zhàn)，如：外觀一致性差、接線雜亂、布局凌亂；設備品牌多，產品分批到貨，導致施工和交付周期長；等等。這些問題的存在，無法滿足后期的智能運維需求，因此，需要一種智能化的機房、機柜解決方案。

二、一體化機房方案特點

數(shù)據(jù)中心建設領域中已相對成熟的一體化機房解決方案，可以很好地解決高速公路機電系統(tǒng)機房現(xiàn)有問題。目前的機電系統(tǒng)機房建設，是由業(yè)主或者集成商從不同的廠家采購不同產品組裝而成的。而一體化機房解決方案，出廠前廠家會將空調、電源、UPS、接線端子等所有的終端配置均配g好，提高整體機房、機柜的使用效果和穩(wěn)定性、安全性。一體化機房有如下特點。1、自動化（1）機柜可連續(xù)無故障運行5萬小時以上：采用先進的電機、風扇、整體數(shù)控設備和壓縮機，確保長時間運行無故障。（2）自動調節(jié)空調運行：控制模塊可以根據(jù)柜內環(huán)境溫度，自動調節(jié)控制空調系統(tǒng)的運行將柜內溫度控制在最優(yōu)網絡設備運行的區(qū)間。（3）空調無水化：采用冷凝水蒸發(fā)技術可快速霧化空調冷凝水。（4）柜內自動滅火：提供的滅火裝置能夠探測溫度變化和煙霧，自動切斷電源，釋放氣溶膠滅火。2、遠程工作（1）可通過以太網或帶外管理方式遠程管理，85％以上操作可遠程完成。（2）中控系統(tǒng)支持SNMP協(xié)議，能夠遠程實時監(jiān)控柜的各項環(huán)境參數(shù)。（3）內g的遠程撥號通訊模塊可以在網絡中斷情況下，通過PSTN撥號調制解調器登錄到設備的Console接口上進行遠程配置管理。3、優(yōu)先預警（l）故障可提前預知并告警。（2）當新增設備接入后接近PDU負載能力時對該設備自動斷電？（3）當某臺設備電流電壓異常時對此設備自動斷電。（4）設備的進出風口溫差異常時，可以提前預警此設備的風扇故障。4、節(jié)省成本（1）總體成本降低，節(jié)能。（2）通過靜壓艙和導流板設計，實現(xiàn)冷量均勻分配；通過密封板實現(xiàn)清確送風。（3）和新建C類機房相比，每臺可節(jié)省建設費用8．3萬元，如果涉及機房搬遷，節(jié)省費用會更高。（4）使用機柜大幅提升設備運行率，網絡故障率降低。（5）可遠程在線處理問題，大幅減少出差次數(shù)，年運維成本節(jié)省50％以上。

三、一體化機房方案優(yōu)勢

目前高速公路機電系統(tǒng)網絡設備普遍安裝于標準19英寸網絡、服務器機柜或開放式機架上，僅提供整理和支撐作用，不具備從物理層面上對設備進行智能維護管理等功能。而基層網絡節(jié)點往往地處偏遠，無法實時進行網絡設備運行狀態(tài)監(jiān)控，存在出現(xiàn)故障時維護人員無法及時到達現(xiàn)場等問題。為提高基層網絡設備運行環(huán)境的管控能力及運維管理水平，一體化機房解決方案提供的機柜包含了空調、新風、UPS、門禁、動環(huán)監(jiān)測、煙感、滅火等機房所有要素，可根據(jù)實際環(huán)境按需組合，支持遠程集中操作控制，方便遠程管理與監(jiān)控，大大降低了運維成本．且機柜布局合理，為網絡設備提供合理的安裝和布線空間，有效保護網絡設備安全可靠運行。柜機內部集成了密集的動環(huán)監(jiān)控點，能對每臺單獨設備的進風口和出風口溫度、單臺設備功耗進行實時監(jiān)控，可以對柜內的任意單臺設備進行帶外管理并控制電源供應，實現(xiàn)對每臺設備的精細化管控。在物理安全方面，遠程運維一體化機柜采用了電控門鎖和側板內部鎖緊控制，只有刷卡認證或遠程控制可以打開。采用一體化機房方案，主要具備一體化集成、安全可靠、節(jié)省機房占地面積、節(jié)約能源、安裝省時省力省心、架構兼容、部署快速靈活和監(jiān)控完善等優(yōu)勢。U）—體化集成：？體化集成機柜系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、機房管理系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、消防系統(tǒng)和綜合布線系統(tǒng)，高集成設計，提供完整的解決方案；一體化供配電系統(tǒng)，集成ATS配電、UPS配電、空調配電和IT設備配電；為服務器、存儲、網絡設備和網絡柜設置不同的供電電源，支撐混合密度組網」（2）安全可靠：支持通道級門禁（可選）和機柜級門禁（可選），避免無關人員進入，提高機房安全性；集成消防系統(tǒng)（可選），提高機房安全性；支持雙路電源輸入；一體化UPS均配置手動維修旁路，正常工作時手動維修旁路開關處于鎖定狀態(tài)，避免由于誤操作引起電氣事故；一體化UPS，能可靠實現(xiàn)N＋1冗余，提高系統(tǒng)的性；強電和弱電，光纖和網線均分開走線，減少電磁干擾；電子膨脹閥自帶備用電源模塊，當整機掉電后，保證電子膨脹閥正常關閉；空調PTC電加熱具有自動復位和不可恢復雙重保護功能。（3）節(jié)省機房占地面積和節(jié)約能源：無需專業(yè)機房，辦公大樓房間改造即可；可直接安裝在樓宇水泥地面上，減少外配套工程。機房面積《5〇〇m2；支持通道級照明，節(jié)省電力能源；供貨周期短，快速安裝，有效降低成本3（4）安裝省時、省力、省心：無需架空地板，去工程化設計；標準化，減少安裝的時間和工作量。（5）架構兼容：支持T1環(huán)境；模塊化配電，支持柔性升級。（6）快速靈活部署：集成化設計支持主設備隨辦公點搬遷；根據(jù)房間尺寸和單柜功耗，單排或雙排可選，靈活部署，滿足擴容要求；適配企業(yè)web和內部業(yè)務，1T柜內靈活安裝服務器、存儲設備、網絡設備。（7）監(jiān)控完善：可通過多種傳感器，實現(xiàn)對機房內各功能模塊不間斷監(jiān)控；監(jiān)控系統(tǒng)支持web訪問，輕松實現(xiàn)遠程管理各功能模塊。

四、一體化機房經濟效益分析

一體化機房整體建設成本低廉。以建設一個具備門禁、煙感、溫濕度、漏水等功能的標準C類機房費用為例，費用最低為17．8萬元。而遠程運維一體化機柜標配一般在9．5萬元，其作用可代替一個標準C類機房，則每臺可節(jié)省建設費用8．3萬元，且用戶可自主進行模塊選擇。如果涉及機房搬遷，節(jié)省費用會更高。在運維費用方面，使用遠程運維一體化機房可大提升設備運行率，降低故障率，并支持遠程在線處理問題。每個機柜內平均存放4臺網絡設備，每臺設備每年故障率約為5％，按照機柜其設計10年使用壽命計算，現(xiàn)場故障處理柜內設備費用節(jié)約4000元。

五、結束語

高速公路機電系統(tǒng)機房數(shù)目和機房設備愈來愈多，數(shù)據(jù)中心規(guī)模也已經變得比較龐大，各種設備給機房的建設、運維工作帶來了較大壓力。一體化機房解決方案高可靠性，為業(yè)主帶了穩(wěn)定的業(yè)務運營。高效率為業(yè)主帶來了超過預期的低PUE。智能化運維，減少了人工巡檢量，降低了運維成本，解決了由于缺乏有效技術手段和防范措施而延誤的故障處理時間。伴隨著和高速公路機電系統(tǒng)需求的變化，相信后期一體化機房解決方案憑借著其高穩(wěn)定性、高性價比的特點，將會逐步在高速公路機電系統(tǒng)中得到廣泛應用。

作者：石磊 潘秀 單位：河北曲港高速公路開發(fā)有限公司