高速公路机电系统一体化机房应用

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摘要：随着机电系统在高速公路生产经营活动中的重要性逐步提高，系统安全稳定运行是后期维护工作的主要目标。现有机电设备的工作环境主要依靠于机房整体环境，原有机柜在环境温度、线缆布线、电源连接方面都容易产生故障点3本文主要讨论如何将一体化机柜方案应用于高速公路机电系统，以及如何加强机电设备运行物理环境的细节优化，对设备运行进行智能管理维护，减少故障隐患，从而能够大幅降低事故发生概率。

关键词：一体化机房；高速公路机房；机电系统

随着机电系统在高速公路生产经营活动中的重要性逐步提高，系统的安全稳定运行是后期维护工作的主要目标。现有机电设备的工作环境主要依靠于机房整体环境，原有机柜内部的空间布局不利于空气循环，机柜内部的电源和布线也没有专门的接口和槽道。在环境温度、线缆布线、电源连接方面都容易产生故障点。本文主要讨论如何将一体化机柜方案应用于高速么V路机电系统，以及如何加强机电设备运行物理环境的细节优化，对设备运行进行智能管理维护，减少故障隐患，从而能够降低事故发生概率。

一、高速公路机房现状

高速公路机房应用的四个应用场景及机柜数量需求分析如下所示。f1）收费站：通常每个站点设置一个机房作为独立建筑，需要2个通信机柜、2个IT机柜、1个配线机柜和1个电源电池机柜用于支撑收费业务的数据存储、监控系统的视频存储以及通信业务需求，一般配置民用空调。（2）路段分中心（各管理处）：个别路段管理处兼收费站功能，配置10￣16个IT机柜、通信机柜、电源电池机柜配线机柜，管理收费站业务，进行数据存储和设备巡检，对监控视频数据进行调用存储和监控，此外，一般配置民用空调，也有配g工业空调。（3）区域中心：配Hl2￣20个IT机柜、通信机柜、电源电池机柜配线机柜，用于视频调用、收费数据存储和通信业务管理。配置工业空调。（4）省中心：需要20？30个IT机柜、通信机柜、电源电池机柜配线机柜，用于收费数据存储、监控数据取用、通信业务和拆账业务的支撑。配置工业空调。综上所述，在以上四个应用场景中，高速公路机电系统均配置专门配电机房。但是，传统机电系统的机房及机柜面临着诸多挑战，如：外观一致性差、接线杂乱、布局凌乱；设备品牌多，产品分批到货，导致施工和交付周期长；等等。这些问题的存在，无法满足后期的智能运维需求，因此，需要一种智能化的机房、机柜解决方案。

二、一体化机房方案特点

数据中心建设领域中已相对成熟的一体化机房解决方案，可以很好地解决高速公路机电系统机房现有问题。目前的机电系统机房建设，是由业主或者集成商从不同的厂家采购不同产品组装而成的。而一体化机房解决方案，出厂前厂家会将空调、电源、UPS、接线端子等所有的终端配置均配g好，提高整体机房、机柜的使用效果和稳定性、安全性。一体化机房有如下特点。1、自动化（1）机柜可连续无故障运行5万小时以上：采用先进的电机、风扇、整体数控设备和压缩机，确保长时间运行无故障。（2）自动调节空调运行：控制模块可以根据柜内环境温度，自动调节控制空调系统的运行将柜内温度控制在最优网络设备运行的区间。（3）空调无水化：采用冷凝水蒸发技术可快速雾化空调冷凝水。（4）柜内自动灭火：提供的灭火装置能够探测温度变化和烟雾，自动切断电源，释放气溶胶灭火。2、远程工作（1）可通过以太网或带外管理方式远程管理，85％以上操作可远程完成。（2）中控系统支持SNMP协议，能够远程实时监控柜的各项环境参数。（3）内g的远程拨号通讯模块可以在网络中断情况下，通过PSTN拨号调制解调器登录到设备的Console接口上进行远程配置管理。3、优先预警（l）故障可提前预知并告警。（2）当新增设备接入后接近PDU负载能力时对该设备自动断电？（3）当某台设备电流电压异常时对此设备自动断电。（4）设备的进出风口温差异常时，可以提前预警此设备的风扇故障。4、节省成本（1）总体成本降低，节能。（2）通过静压舱和导流板设计，实现冷量均匀分配；通过密封板实现清确送风。（3）和新建C类机房相比，每台可节省建设费用8．3万元，如果涉及机房搬迁，节省费用会更高。（4）使用机柜大幅提升设备运行率，网络故障率降低。（5）可远程在线处理问题，大幅减少出差次数，年运维成本节省50％以上。

三、一体化机房方案优势

目前高速公路机电系统网络设备普遍安装于标准19英寸网络、服务器机柜或开放式机架上，仅提供整理和支撑作用，不具备从物理层面上对设备进行智能维护管理等功能。而基层网络节点往往地处偏远，无法实时进行网络设备运行状态监控，存在出现故障时维护人员无法及时到达现场等问题。为提高基层网络设备运行环境的管控能力及运维管理水平，一体化机房解决方案提供的机柜包含了空调、新风、UPS、门禁、动环监测、烟感、灭火等机房所有要素，可根据实际环境按需组合，支持远程集中操作控制，方便远程管理与监控，大大降低了运维成本．且机柜布局合理，为网络设备提供合理的安装和布线空间，有效保护网络设备安全可靠运行。柜机内部集成了密集的动环监控点，能对每台单独设备的进风口和出风口温度、单台设备功耗进行实时监控，可以对柜内的任意单台设备进行带外管理并控制电源供应，实现对每台设备的精细化管控。在物理安全方面，远程运维一体化机柜采用了电控门锁和侧板内部锁紧控制，只有刷卡认证或远程控制可以打开。采用一体化机房方案，主要具备一体化集成、安全可靠、节省机房占地面积、节约能源、安装省时省力省心、架构兼容、部署快速灵活和监控完善等优势。U）—体化集成：？体化集成机柜系统、供配电系统、制冷系统、机房管理系统、防雷接地系统、消防系统和综合布线系统，高集成设计，提供完整的解决方案；一体化供配电系统，集成ATS配电、UPS配电、空调配电和IT设备配电；为服务器、存储、网络设备和网络柜设置不同的供电电源，支撑混合密度组网」（2）安全可靠：支持通道级门禁（可选）和机柜级门禁（可选），避免无关人员进入，提高机房安全性；集成消防系统（可选），提高机房安全性；支持双路电源输入；一体化UPS均配置手动维修旁路，正常工作时手动维修旁路开关处于锁定状态，避免由于误操作引起电气事故；一体化UPS，能可靠实现N＋1冗余，提高系统的性；强电和弱电，光纤和网线均分开走线，减少电磁干扰；电子膨胀阀自带备用电源模块，当整机掉电后，保证电子膨胀阀正常关闭；空调PTC电加热具有自动复位和不可恢复双重保护功能。（3）节省机房占地面积和节约能源：无需专业机房，办公大楼房间改造即可；可直接安装在楼宇水泥地面上，减少外配套工程。机房面积《5〇〇m2；支持通道级照明，节省电力能源；供货周期短，快速安装，有效降低成本3（4）安装省时、省力、省心：无需架空地板，去工程化设计；标准化，减少安装的时间和工作量。（5）架构兼容：支持T1环境；模块化配电，支持柔性升级。（6）快速灵活部署：集成化设计支持主设备随办公点搬迁；根据房间尺寸和单柜功耗，单排或双排可选，灵活部署，满足扩容要求；适配企业web和内部业务，1T柜内灵活安装服务器、存储设备、网络设备。（7）监控完善：可通过多种传感器，实现对机房内各功能模块不间断监控；监控系统支持web访问，轻松实现远程管理各功能模块。

四、一体化机房经济效益分析

一体化机房整体建设成本低廉。以建设一个具备门禁、烟感、温湿度、漏水等功能的标准C类机房费用为例，费用最低为17．8万元。而远程运维一体化机柜标配一般在9．5万元，其作用可代替一个标准C类机房，则每台可节省建设费用8．3万元，且用户可自主进行模块选择。如果涉及机房搬迁，节省费用会更高。在运维费用方面，使用远程运维一体化机房可大提升设备运行率，降低故障率，并支持远程在线处理问题。每个机柜内平均存放4台网络设备，每台设备每年故障率约为5％，按照机柜其设计10年使用寿命计算，现场故障处理柜内设备费用节约4000元。

五、结束语

高速公路机电系统机房数目和机房设备愈来愈多，数据中心规模也已经变得比较庞大，各种设备给机房的建设、运维工作带来了较大压力。一体化机房解决方案高可靠性，为业主带了稳定的业务运营。高效率为业主带来了超过预期的低PUE。智能化运维，减少了人工巡检量，降低了运维成本，解决了由于缺乏有效技术手段和防范措施而延误的故障处理时间。伴随着和高速公路机电系统需求的变化，相信后期一体化机房解决方案凭借着其高稳定性、高性价比的特点，将会逐步在高速公路机电系统中得到广泛应用。

作者：石磊 潘秀 单位：河北曲港高速公路开发有限公司