淺析動環監控係統在氣象數據中心機房的應用

摘要：動力環境監控係統是以計算機網絡技術為(wei) 基礎，結合了通信、自動控製、新型傳(chuan) 感等多項技術的新型監控網絡，其作用是為(wei) 了監控機房內(nei) 的環境和各動力設備。氣象數據中心機房的功能不僅(jin) 是獲取氣象通信數據信息，同時也是維持整體(ti) 通信穩定的重要站點，而動力環境監控係統是保證氣象數據中心機房動力環境穩定的關(guan) 鍵。主要闡述了動力環境監控的意義(yi) 、係統組成部分、具體(ti) 在中心機房中的應用及測試等方麵展開論述，分析氣象數據中心機房應用動力環境監控係統的必要性，進一步分析了該係統的實際應用。

關(guan) 鍵詞：動力環境監控係統；監控網絡；氣象數據中心

0引言

隨著信息化﹑數字化技術的持續發展，數據中心機房成為(wei) 維持各單位日常業(ye) 務正常運行一部分。氣象數據中心機房的動力環境直接影響到機房內(nei) 各項工作的開展，因此隻有保證氣象數據中心機房能為(wei) 各運行設備提供一個(ge) 安全、穩定的運行環境，才能確保日常工作有條不紊地進行[1]。動力環境中存在著各種各樣的安全隱患問題，在一定程度下會(hui) 幹擾到氣象通信數據的上傳(chuan) 、處理和存儲(chu) ，因此需要做好實時監控。在傳(chuan) 統的氣象數據中心機房監控工作中，調度人員與(yu) 各機房管理人員主要通過電話方式來溝通，這種溝通方式缺乏靈活性，也無法讓管理人員詳細掌握信息，再加上一些管理人員存在工作態度懶散、管理意識薄弱的情況，導致氣象數據中心機房的動力環境管理不當，影響到數據的通信工作。同時，一些通信機房設置的地區也比較偏遠，不利於(yu) 機房管理人員看守並及時排除設備故障。所以，為(wei) 了解決(jue) 在以往監控工作中出現的問題，讓機房管理人員能夠第一時間獲知機房內(nei) 的動力和環境設備處於(yu) 異常的狀況，智能化的動力環境監控係統應運而生[2]。

1動力環境監控的意義(yi)

動力環境監控係統是一套能夠集中、高效地管理監控機房的技術手段。建設動力環境監控係統，在一方麵不僅(jin) 能夠保證機房管理人員及時獲取到機房狀態信息，盡快消除其動力環境中的不利因素，避免了各運行設備出現故障，為(wei) 機房動力設備運行的穩定性及機房環境的安全性提供有力保障。另一方麵動力環境監控係統具備監控靈活、全麵的優(you) 點，能夠遠程監控並調整機房狀態，充分節省了人力資源，實現了機房的智能化值守。動力環境監控係統結合了多項先進技術，在實時監測動力環境的同時還能收集曆史數據和預警數據並集中分析，根據分析結果來把控環境的穩定性，對整個(ge) 計算機係統的正常運作起著至關(guan) 重要的作用[3]。

2動力環境監控係統組成

動力環境監控係統主要實現對機房內(nei) 各種動力和環境設備進行監控、對機房突發狀況及時告警和對設備數據的查詢、生成報表等功能。通過將所有功能集中到一個(ge) 統一的監控管理平台，使機房相關(guan) 管理人員能夠更加高效地管理和維護氣象數據中心機房，不僅(jin) 提高了管理人員對係統設備的管理水平以及應對突發安全事件的快速反應能力，而且也減輕了他們(men) 的工作強度，節省大量的人力成本[4]。如圖1所示，動力環境監控係統主要由設備監控、數據處理、報警管理、統計報表和係統設置等5個(ge) 模塊組成。

圖1動力環境監控係統組成圖

2.1設備監控

設備監控模塊的主要作用是采集被監控設備的運行狀態與(yu) 運行參數信息，並將信息傳(chuan) 輸到機房監控主機進行數據處理，*後經由機房監控主機將數據通過網絡傳(chuan) 送到監控管理服務器。監控的對象包含了機房的溫濕度、消防狀態、漏水感應、配電、UPS和空調[5-6]。

2.1.1溫濕度監控

機房的溫濕度監控主要通過在機房服務器機櫃等位置上安裝溫濕度傳(chuan) 感器，以此來掌握溫濕度的變化情況[7]。監控管理服務器接收來自溫濕度傳(chuan) 感器回傳(chuan) 的數值，並判斷此時機房的溫濕度是否在設定範圍。若溫濕度值超出了設定值，監控管理平台會(hui) 做出相應的提醒，並遠程自動開啟機房內(nei) 的普通空調調整室內(nei) 溫濕度。

2.1.2消防監控

機房的消防狀態采用的是接收煙霧傳(chuan) 感器的輸出信號來實時監控。當內(nei) 部煙霧過多時，監控管理平台會(hui) 自動發出警報，以防止火災事故的出現。

2.1.3漏水感應

主要針對機房範圍內(nei) 比如窗戶以及空調附近等容易漏水的位置開展監測。若感應到有漏水情況的發生也會(hui) 作出實時警報。針對於(yu) 漏水監測功能的動態係統還分為(wei) 了定位與(yu) 不定位兩(liang) 種類型，定位類型即是指通過監測可判斷漏水情況出現的具體(ti) 位置，不定位類型則是隻能提醒機房有出現漏水，無法獲取位置，在該項監測中，係統的控製器與(yu) 傳(chuan) 感端共同作用，一旦發生漏水就會(hui) 立即將信號傳(chuan) 輸到監控管理服務器。

2.1.4配電監控

機房的配電監控主要包括兩(liang) 方麵：市電監測和精密配電監測。機房配電櫃市電進線總線的供電質量直接關(guan) 係到機房內(nei) 設備的安全，因此市電監測不僅(jin) 實時監測供配電係統的供電狀態是否良好，同時也會(hui) 監測市電質量，具體(ti) 可監測到的參數包括電壓值、電流值、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能以及頻率等，切實保證這些電力參數處於(yu) 合理範圍，若參數異常監控管理平台也會(hui) 做出相應的告警。

精密配電設施包括智能電表、配電櫃、電源分配單元 (PowerDistributionUnit，PDU)以及列頭櫃等等，在采用動力環境監控係統監測時，可以對這些精密配電設施進行重要數據采集，包括其主路的各配電信息以及支路的電流值與(yu) 電壓值，保證各項電路運行的穩定性，若出現異常會(hui) 發出告警。

2.1.5 UPS監控

不間斷電源(UninterruptiblePowerSystem，UPS)是機房內(nei) 電力設備係統能夠正常工作的根基。對UPS進行實時監測，一是對UPS的逆變器、整流器、旁路、電池總電壓以及負載等進行參數監測，從(cong) 而監視其運行情況；二是根據預先設定的參數值的範圍來開展檢測工作，若是出現參數值越限則判斷為(wei) UPS發生故障，監控管理平台會(hui) 發出告警，相應的告警情況也會(hui) 被自動記錄；三是對監測情況的記錄會(hui) 自動生成曲線，可以更加直觀地看出運行各參數變化情況，通過與(yu) 曆史曲線進行對比來獲得更多信息，進一步方便管理UPS[8-9]。

2.1.6空調監控

數據中心機房中部署的空調有精密空調和普通空調兩(liang) 種。普通空調主要用於(yu) 調節機房溫濕度。根據區域內(nei) 的溫濕度情況對普通空調開展遠程開關(guan) 調控，該項監測功能的實現主要基於(yu) JZ-IEM係列監控主機設施以及相應的空調控製接口，同時，控製的實現還需使用外接紅外控製器。

精密空調是有別於(yu) 普通空調的精密設備，在監控方麵主要是實時監測回風溫度和回風濕度等空調參數，以及壓縮機、製冷器、加熱器和加濕器等的工作狀態。此外，還會(hui) 對組件的過熱、風扇過載以及濾網堵塞等情況開展監控，保持精密空調的穩定運行。

2.2數據處理

數據處理模塊由監控主機完成。監控主機作為(wei) 被監控設備和監控管理服務器之間的中繼站，承擔著兩(liang) 項工作任務：一是按照係統的業(ye) 務需求將收集到的設備數據信息進行匯聚、加工、運算、存儲(chu) 等處理，比如通過采集某區域多個(ge) 溫濕度傳(chuan) 感器的數值，計算出這個(ge) 區域溫濕度的平均值和*大值。根據數據處理需求，製定合理的數據計算規則、複雜事件處理規則；二是將數據信息繼續傳(chuan) 輸給監控管理服務器。

2.3報警管理

監控管理服務器在整個(ge) 動力環境監控係統中有著*高指揮的作用。在監控管理服務器上安裝基於(yu) 集中監控管理平台軟件，並將各種被監控設備的IP地址配置到這個(ge) 集中監控管理平台中，可以用來查詢數據中心機房內(nei) 全部設備的工作狀態和運行參數。係統根據被采集的監控設備參數來判斷設備是否處於(yu) 故障。若監控設備的參數超出係統設定的閾值，集中監控管理平台會(hui) 發出告警，並自動事先在係統設置時提醒機房管理人員存在異常情況。係統設有一般告警、重要告警和緊急告警3個(ge) 告警級別，當有多件告警時間發生時，係統會(hui) 按照告警等級的嚴(yan) 重程度依次排隊進行處理。此外，當係統有告警發生時會(hui) 生成告警記錄，內(nei) 容包括告警出現的時間以及結束時間、告警內(nei) 容、告警級別等，並能保存*近1年內(nei) 的告警記錄信息用於(yu) 查詢和數據分析。

2.4統計報表

統計報表模塊分為(wei) 兩(liang) 部分：統計功能主要用於(yu) 查詢告警記錄、設備監控數據等內(nei) 容。報表管理功能是根據用戶需求將統計功能中查詢到的數據進行處理，用表格或者曲線的形式生成如告警統計報表、操作統計報表、曆史統計報表等多種報表用於(yu) 機房故障信息的分析，加強機房運行可靠性和穩定性。

2.5係統設置

係統設置功能模塊由常用設置、個(ge) 性化配置和更新日誌組成。常用設置包括設備的管理、用戶權限管理和係統的配置。個(ge) 性化配置包括監控管理平台界麵設置、平台告警提示時間間隔、告警語言提示間隔等。更新日誌記錄用戶對監控管理係統的所有操作。

3在氣象數據中心機房中的應用—以福州市氣象局中心機房為(wei) 例

福州市氣象局根據數據中心機房的現狀，在機房部署實施了動力環境監控係統。從(cong) 目前該係統的使用情況來看，達到了能夠實時監控氣象數據中心機房運行狀態的效果，滿足了業(ye) 務需求。

3.1監控平台展示

用戶通過本地瀏覽器訪問，就會(hui) 進入到登錄界麵，這時隻要配置下端口就可以正常進入動力環境監控管理平台的主界麵了，設備監控界麵見圖3。點擊左邊樹狀圖節點可以進入對應樓層機房的監控界麵進行查看，右上角的查看列表可以在每個(ge) 區域的監測點和組態圖之間切換。當設備處於(yu) 正常狀態時，節點顏色為(wei) 藍色，當設備處於(yu) 異常狀態時，節點顏色根據告警的嚴(yan) 重程度發生不同變化。監控界麵的右下角也會(hui) 彈出告警信息提醒。

圖3設備監控界麵

點擊告警信息提醒進入“消息中心"界麵，該界麵會(hui) 詳細記錄告警設備編號、告警設備名稱、設備所屬類型、告警等級、告警發生時間和告警次數等信息，方便機房管理人員及時定位故障位置解決(jue) 問題，見圖4。

圖4告警信息提醒

3.2測試結果及分析

福州市氣象局數據中心機房動力環境監控係統，自其運行以來，各項功能均能正常使用。軟件指標可靠，具有直觀形象易用的圖形用戶界麵，方便相關(guan) 人員操作。目前已有的統計記錄表明：該動力環境監控係統係統能提供及時、準確的監測和告警信息。係統能根據先前製定的各種規則，將監測到的告警信息及時發送給相關(guan) 的業(ye) 務值班人員，發送的告警信息與(yu) 實際情況相符，尚未出現信息的錯報、漏報。生成的告警記錄詳細具體(ti) ，涵蓋了告警出現的時間、告警原因及對告警處理過程等內(nei) 容，為(wei) 後續分析、處理機房異常狀況的匯總工作提供了可靠的數據。該氣象數據中心機房的動力環境監控係統具備準確的告警功能、詳細的分析處理功能，多維的提示功能，使氣象保障業(ye) 務值班人員無需通過以往例行的巡查監視的方式，就能夠得到準確的機房環境、動力設備運行狀態信息，當機房係統設備運行存在異常時，也能及時收到報警信息並盡早處理。氣象數據中心機房的運行維護水平更加高效智能，逐步走向真正意義(yi) 上的“無人值班"[10]。

4安科瑞動環監控係統介紹設備選型

4.1軟件介紹

通過數據中心動環監控係統，實現了對數據中心的門禁狀態、水浸狀態，煙霧狀態，視頻狀態，環境狀態，高低壓配電狀態，設備運行狀態進行實時監測，並進行實時報警，保障數據中心正常運行，避免運行環境的失控導致配電設備運行故障，保證維護人員安全，延長設備使用壽命，減少配電室粗放式管理導致成本過高。同時實現動環監控並對各用能耗能進行能效分析，幫助用戶實現用能效率的優(you) 化。

係統功能

1. 展示當前數據中心總能耗，IT能耗，空調能耗，及其他能耗並且計算出當前數據中心實時PUE值，通過儀(yi) 表盤形式直觀展示。

2. 選擇查看數據中心的中低壓配電係統主接線圖，並在一次圖顯示配電係統當前遙測、遙信數據和狀態。實時監測各配電櫃的電壓、電流等電力參數，變電站的溫濕度、煙感、水浸、門禁等環境情況。

3. 電氣接點溫度實時監測，斷路器觸頭、觸臂、母排和線纜連接等位置安裝無線測溫傳(chuan) 感器監測接點溫度，便於(yu) 提前發現溫度異常導致的事故。

4. 監測各變壓器各項參數，包括負載率、頻率、功率因數、三相不平衡度等，並且顯示曆時曲線圖，數據實時變化。

5. 電能質量在線監測，可以監測電流和電壓諧波畸變率、電壓暫升暫降暫中斷等暫態事件記錄、ITIC容忍曲線等

6. 係統采集UPS輸入、輸出端和旁路三相電壓、電流、有功功率、功率因數頻率，同時監測UPS溫度、蓄電池電壓、當前負載下的剩餘(yu) 時間等數據。

7. 展示單體(ti) 電池電壓、內(nei) 阻和溫度，預測電池帶載時剩餘(yu) 時間，每節電池數據均可以設置異常報警，及時發現蓄電池異常。

8. 展示精密配電櫃內(nei) 進線和饋線回路電氣參數，包括電流電壓功率電能以及開關(guan) 狀態，並可以對數據進行報警設置和分級，數據取自精密配電櫃測量模塊。

9. 展示智能小母線的始端箱和插接箱電氣參數，包括電流電壓、開關(guan) 狀態、插接點溫度，並對數據進行報警設置和分級。

10. 通過平麵圖顯示數據中心能源分布，設備分布情況，並顯示設備能耗數據，點擊平麵圖上設備可以進入具體(ti) 設備監控界麵。

11. 實時顯示當前數據中心PUE值以及曆史PUE曲線。並且顯示各分項用能的用能情況及用能排行。監測各變壓器運行及負載情況，給出本月變壓器輸出電能排行。

12. 顯示電能消耗日/月/年報表，並可對具體(ti) 回路選擇曲線圖、餅圖進行展示。對數據中心用電數據進行同比、環比分析比較，查看用電趨勢。

13. 監測精密空調的回風溫濕度，出回水溫度，並可以設定精密空調的溫濕度，達到更好的控製效果。

14. 監測數據中心溫濕度、開關(guan) 門、水浸、煙霧、噪聲、氣體(ti) 濃度狀態等參數。曲線圖直觀明了，同時支持曆史數據查詢

15. 通過列表顯示各類報警事件數量，通過柱狀圖顯示逐日報警數量，提供報警總數以及增長趨勢。

16. 維管理功能，可針對數據中心各主要設備進行巡檢派工，消缺，搶修等維護工作。

4.2動環監控係統設備選型

5總結

綜上所述，動力環境監控係統在氣象數據中心機房中的應用功能包括：(1)對機房動力環境設備的運行狀態和參數進行了實時監測；(2)具備智能報警功能，可以使得管理人員對於(yu) 及時獲知機房發生的異常信息；(3)能夠查詢當前和曆史時間下機房動力環境設備的參數數據以及告警記錄，通過生成報表來對比不同時間段數據發生的變化，為(wei) 機房管理人員分析設備故障原因提供了便利，提高了機房運行的穩定性。總之，動力環境監控係統是一種對動力環境進行實時監測並調節控製的機製，在氣象數據中心機房中具有較高的應用價(jia) 值。

安科瑞侯文莉