高速公路機電系統一體化機房應用

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摘要：隨著機電系統在高速公路生產經營活動中的重要性逐步提高，系統安全穩定運行是后期維護工作的主要目標。現有機電設備的工作環境主要依靠于機房整體環境，原有機柜在環境溫度、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，以及如何加強機電設備運行物理環境的細節優化，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生概率。

關鍵詞：一體化機房；高速公路機房；機電系統

隨著機電系統在高速公路生產經營活動中的重要性逐步提高，系統的安全穩定運行是后期維護工作的主要目標。現有機電設備的工作環境主要依靠于機房整體環境，原有機柜內部的空間布局不利于空氣循環，機柜內部的電源和布線也沒有專門的接口和槽道。在環境溫度、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，以及如何加強機電設備運行物理環境的細節優化，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生概率。

一、高速公路機房現狀

高速公路機房應用的四個應用場景及機柜數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務的數據存儲、監控系統的視頻存儲以及通信業務需求，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，管理收費站業務，進行數據存儲和設備巡檢，對監控視頻數據進行調用存儲和監控，此外，一般配置民用空調，也有配g工業空調。（3）區域中心：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、收費數據存儲和通信業務管理。配置工業空調。（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，用于收費數據存儲、監控數據取用、通信業務和拆賬業務的支撐。配置工業空調。綜上所述，在以上四個應用場景中，高速公路機電系統均配置專門配電機房。但是，傳統機電系統的機房及機柜面臨著諸多挑戰，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

數據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機房現有問題。目前的機電系統機房建設，是由業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）機柜可連續無故障運行5萬小時以上：采用先進的電機、風扇、整體數控設備和壓縮機，確保長時間運行無故障。（2）自動調節空調運行：控制模塊可以根據柜內環境溫度，自動調節控制空調系統的運行將柜內溫度控制在最優網絡設備運行的區間。（3）空調無水化：采用冷凝水蒸發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）中控系統支持SNMP協議，能夠遠程實時監控柜的各項環境參數。（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、節省成本（1）總體成本降低，節能。（2）通過靜壓艙和導流板設計，實現冷量均勻分配；通過密封板實現清確送風。（3）和新建C類機房相比，每臺可節省建設費用8．3萬元，如果涉及機房搬遷，節省費用會更高。（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，年運維成本節省50％以上。

三、一體化機房方案優勢

目前高速公路機電系統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。而基層網絡節點往往地處偏遠，無法實時進行網絡設備運行狀態監控，存在出現故障時維護人員無法及時到達現場等問題。為提高基層網絡設備運行環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、動環監測、煙感、滅火等機房所有要素，可根據實際環境按需組合，支持遠程集中操作控制，方便遠程管理與監控，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監控點，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、節省機房占地面積、節約能源、安裝省時省力省心、架構兼容、部署快速靈活和監控完善等優勢。U）—體化集成：？體化集成機柜系統、供配電系統、制冷系統、機房管理系統、防雷接地系統、消防系統和綜合布線系統，高集成設計，提供完整的解決方案；一體化供配電系統，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（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，避免由于誤操作引起電氣事故；一體化UPS，能可靠實現N＋1冗余，提高系統的性；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）節省機房占地面積和節約能源：無需專業機房，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web和內部業務，1T柜內靈活安裝服務器、存儲設備、網絡設備。（7）監控完善：可通過多種傳感器，實現對機房內各功能模塊不間斷監控；監控系統支持web訪問，輕松實現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，現場故障處理柜內設備費用節約4000元。

五、結束語

高速公路機電系統機房數目和機房設備愈來愈多，數據中心規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，為業主帶了穩定的業務運營。高效率為業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需求的變化，相信后期一體化機房解決方案憑借著其高穩定性、高性價比的特點，將會逐步在高速公路機電系統中得到廣泛應用。

作者：石磊 潘秀 單位：河北曲港高速公路開發有限公司