發展過程
從開始建設之初,到2008年已有十年左右的時間了。在這十年中,動環監控的建設目的和套用功能也隨著通信規模逐漸增大,通信網路不斷革新,發生了非常大的變化。 起初,各個監控廠家分別在各地市建設集中監控系統,並以實現局站無人值守為目的,完成的功能主要是局站內動力設備和環境的監視和控制,並遵循多監少控的原則,避免出現意外事故。
隨著動環監控系統技術的成熟,以及監控局站的增多,這種單一化的功能已遠遠無法滿足動力設備維護的需要,已分化形成各種增值套用,如各種動力設備的管理、資源系統的管理、圖像監控、智慧型門禁監控等。
在管理方式上,也形成一點值班,多點維護的機制。這種機制要求各地市的監控信息集中到一起,形成集中的監控中心,在這個集中監控中心上完成對整個系統的監控及故障維護的派發。
隨著日趨成熟的市場套用及需求更新,動環監控系統要求實現以下基本功能:
•機房動力設備通過智慧型數據接口(RS232、RS485、RS422)或者增加採集感測設備接入動力環境監控系統,實現設備運行正常狀態監測、異常狀態預測、線上智慧型故障診斷等功能。
•動力設備及伺服器、傳輸交換設備的工作環境,如溫濕度、漏水、消防等環境參量監測、機房空調監測接入動力環境監控系統,實現數據實時監測、告警閥值設定、告警預測、告警時結合應急預案採取相應處理策略,確保工作環境處於健康狀態,為設備可靠運行提供有力保障。
•機房作為重要的區域,機房的安防環境需接入動力環境監控系統,實現對機房門禁管理、入侵防盜報警管理、視頻監控、IP對講等功能,確保機房的安全防範,實現遠程無人值守管理,節約人力資源。
•機房伺服器、網路設備(交換機、路由器等)支持SNMP(簡單網管協定),接入動力環境監控系統,實現對設備工作狀態監控,設定告警閥值實現預警功能,及時掌握提供核心服務各設備健康指數。
•監控系統需支持靈活的組網方式,可根據現場提供的資源組建監控網路,支持現場數據匯流排(RS485、RS422、RS232等)、TCP/IP、E1、ADSL、GPRS、3G(EVDO、HSDA、WCDMA)等方式組網。
•對於分散的機房,需採用分散式套用、集中監控、統一管理的原則,實現機房無人值守。
機房特點
•網路機房、數據業務機房:伺服器、交換設備多,對機房的環境要求較高;機房伺服器等設備安全級別高,相應的安保級別也高;機房的動力設備種類多、數量也多、一般為有人值守或者半值守狀態,維護難度大,維護人員數量少、但需綜合能力強;機房內的伺服器、網路設備多,要求預警級別高;如果萬一出現故障影響範圍較大、損失不菲。
•通信基站和模組局(接入網)機房:局站點多;傳輸資源有限;機房(基站)的動力設備種類少、數量少;機房(基站)設備投資少;電力網情況不很穩定;機房(基站)所處環境也比較惡劣,而且平時機房(基站)基本上都是無人值守。
•小區物業機房:機房設備主要為動力設備,如發電機、低壓配電系統、小型UPS、消防及生活水箱水泵、等,種類少、數量不多;一般為半值守狀態,維護難度不高,但具備綜合專業技能維護人員數量少;
•數據中心(IDC)、通信母局機樓:機樓內的專業機房(油機房、低壓配電房、UPS房、傳輸交換房、數據機房、核心數據機房等)數量多,核心數據伺服器、交換設備多,對機房的綜合環境要求高;機房的動力設備種類眾多、數量眾多、維護難度大,一般為有人值守,需維護人員綜合技能高;機房內的設備價值高,綜合安全防範要求級別最高;機房內的伺服器、網路設備多,要求預警級別高; 如果出現故障影響範圍廣、損失嚴重。
互聯要求
由於各地市分別由不同的監控廠家承建,因此也就形成了各個不同廠家系統互聯的要求。1999年,中國移動集團公司根據這種互聯的要求,組織制定了互聯接口標準,稱為B接口標準,並在2001年發布(GF006-2001)。這個標準已在動環系統互聯中得到了廣泛的套用,已成為了事實上的標準。
2003年,信息產業部重新修訂了這個互聯接口規範,稱為C接口標準,並在2005年發布(標準號YD/T 1363.2-2005)。這個標準由於制定得比較晚,截止2010年尚沒有得到廣泛的實施。由於在制定標準時受很多因素的制約,造成標準在某些功能方面還無法滿足現有維護體制的需要,特別是歷史數據的查詢,及一些特殊套用無法實現互聯,如圖像監控和門禁監控等方面都有待進一步完善。
本文中的互聯接口按照信息產業部對互聯接口的定義方式,定義為C接口。SS為監控站,如地市局站等,SC為集中監控中心,為各SS的收斂點,如省局站等。在系統架構上、設備配置和功能要求上遵循YD/T 1363-2005標準。
制約因素
根據與多個廠家互聯的經驗,受C接口制約主要包括以下幾個方面。
1、數據ID(局站數)的限制
截止2010年,每個SC,僅能監控31個SS,每個SS僅能監控1022個局站,而每個地市中心監控的局站數目,已遠遠超過這個限制。
2、歷史記錄獲取的限制
隨著一點值班,多點維護體制的建立,要求管理的集中化,因此對歷史記錄的查詢、統計、分析成了動環監控系統必備的要素。由於局站數目的龐大,僅靠C接口定義獲取歷史記錄的協定規範已無法獲取所有的歷史記錄。
3、智慧型門禁集中監控限制
在互聯規範中,僅對門禁的設備類型進行了定義,由於智慧型門禁在管理上的特殊性,無法象其它的動力系統一樣進行管理,它除了需要管理門禁控制器外,還需要對出入門禁的人員進行監控和管理,而在這方面,C接口是一個缺失。
4、圖像集中監控限制
雖然在標準定義中,SC功能上包括圖像監控的要求,但在C接口協定規範制定中並沒有體現對圖像監控的互聯定義。
5、其它的限制
在其它方面,如告警的獲取、局站狀態上送、超長機制、告警唯一性判斷、監控對象變更(增、刪、改)、自動上送處理、浮點精度定義、自定義設備的處理、設備型號的分類、採用字元傳輸時因定長限制導致傳輸不完整、特殊監控量的定義、多態遙信量的定義等都有值得探討和完善的地方,同時還要規範一些細節性的套用。
方案探討
數據ID的擴展
互聯標準中SC內的數據ID採用32位的整型數來表示,其中SS的ID為5位,最大可以包括31個地市,SS內局站ID為10位,最大可以包括1022個。 在互聯標準制訂時計算機主要是以32位的機器為主,因此定義32位在查詢速度及處理的速度上會比較方便,但隨著監控局站規模的逐漸擴大,SS數目及SS內局站數目已無法滿足要求,特別是SS內局站數目,有些已達到3000個以上,因此數據ID必須進行擴展。ID擴展的方法,可以有以下幾種:
.SC內數據ID擴大到64位;
.將SS的5位數據ID從SC數據ID整體去除,SS數據ID單獨用一個32位的整型表示;
.將SC的數據ID分成兩個32位的整型數,SS與SS內局站使用一個32位整型,其它的使用另一個32位整型。
不管採用那種方式,都會解決數據ID不夠的問題,但每一種擴展都會帶來或多或少協定的更改,從兼容性上來講,會與原來的協定不兼容。
標準化資料庫
由於C接口標準大多數採用的都是一問一答的協定,即由SC發起,由SS回響,因此通信的效率不是很高,即使SC與SS之間傳輸頻寬很大,也不會占用太大的頻寬。而動環監控系統的歷史記錄(包括歷史告警,歷史數據等)很多,因此在這種傳輸機制上會造成歷史記錄的傳輸延遲,或傳輸不可靠,這給在SC上的數據統計帶來很大的麻煩。 為解決這種問題,可考慮將歷史資料庫的數據表進行標準化,歷史記錄可以由SS直接保存在SS本地,由SC直接訪問SS的歷史資料庫,也可以由SS將歷史記錄保存在SC的歷史資料庫中,SC直接訪問本級的歷史資料庫。
採用這種方式,可以充分利用SC與SS之間的傳輸頻寬,同時避免因傳輸大量的歷史記錄而導致實時數據的實時性降低,並有效保證告警數據上送的快速性、準確性,這對於動環監控系統相當重要。另外,也解決了歷史記錄在SC上無法查詢的限制因素。歷史資料庫可以對以下關係數據表進行標準化:
1.當前活動告警數據表
這個數據表主要是存儲未消除的告警,即告警一直未消除。當告警消除後,自動導入到已消除告警歷史數據表中,作為歷史進行保存。
2.已消除告警歷史數據表
這個數據表在結構上可以與當前活動告警數據表的結構一致,主要保存已消除的告警,並存為歷史,供查詢。可以通過已消除告警歷史數據表,根據系統的套用,分類進行告警的查詢,統計,分析。
3.歷史數據點表
這個數據表主要存儲遙測量在某個時刻點的歷史數據,根據SS的情況,存儲相應的遙測量點的關鍵時刻點,如告警時刻點、告警消除時刻點、變化最大的時刻點等。根據這個數據表,可以形成遙測量曲線,供在發生故障時,對相關數據進行分析,找到故障的所在。
4.監測點歷史統計數據表
這個數據表主要是存儲某個監測點在一段時間(如兩個小時)內的統計數據,如最大值、最小值、平均值等,根據這個數據表,可以對數據進行統計和監測,供故障時進行數據分析。
5.歷史操作記錄表
這個數據表存儲操作員對設備的操作記錄,當發生問題時,便於對故障源的跟蹤。上面提到的歷史記錄表主要存儲系統的基本數據,SC可以根據這些數據做各種各樣不同的套用,當提供的基本數據不足以完成相應的功能時,可以考慮對歷史數據表進行相應的擴展,達到實際套用的要求。
智慧型門禁
隨著基站規模的增大,基站鑰匙管理不方便,同時基站盜竊也開始增多,所以智慧型門禁在基站中得到了越來越廣泛的套用,給用戶的管理帶來了極大的便利。但在基站門禁監控方面,大多數情況都僅實現了片區內的門禁監控,即實現SS側的集中監控,在SC側,僅實現了對同一廠家設備的監控,未能實現不同廠家的門禁控制的互聯,這給維護帶來了很多的不便。 根據管理範圍的不同,SC不對SS內局站門禁進行人員授權,SC對門禁的管理一般包括:遠程的開關門控制、門位狀態信息顯示、門禁告警信息顯示、門禁控制器刷卡信息顯示等。同時智慧型門禁設備與動環設備相比,除需要對設備進行管理外,還需要對部門人員進行管理,這樣在門禁刷卡時,便能知道門禁卡的所屬,從而為判斷是否為正常卡提供依據。下面給出了智慧型門禁互聯標準改善的措施。
通訊連線方式
SC的智慧型門禁聯網監控系統在與SS通訊時,可以採用與動環相同的套接字連線埠,也可以重新建立新的套接字連線埠(IP位址+連線埠號),這根據SS採用獨立的門禁系統還是與動環系統組合在一起的情況而定。同時要求SS作為客戶端,SC作為服務端。
人員標識
部門人員在動環監控系統中是沒有,因此需要對此進行改造,部門人員的標識可採用32位表示,與SC數據ID標識相似,採用全局唯一的標識號,在這個標識號中加入SS的數據ID,形如:
AAA.HHHH
其中:AAA位SS的數據ID,HHHH位部門人員的標識號。
報文格式
可以用到的C接口報文及其描述.
圖像互聯
圖像互聯需要解決兩個問題,一個是圖像的上傳,另一個是圖像設備的控制。原始視頻被編碼後,經傳輸通道到達解碼端(SS端),可有兩種方式輸出,一種是直接模擬輸出到監視器,另一種是通過IP接口到計算機,由計算機進行解碼並顯示。如果是前一種方式,在SS解碼後,可以經過二次編解碼傳輸到SC。如果是後一種方式,可以由編碼端設備供應商提供二次開發接口供接入方調用,這種方式在圖像的控制上,也採用調用編碼端的二次開發接口實現對圖像的控制。因此對於圖像設備的控制主要是當在SS端採用模擬輸出方式的圖像設備控制,控制協定可以通過對C接口進行擴展實現。
通訊方式
與智慧型門禁系統的通訊連線方式相同,可以採用與動環相同的套接字接口,也可以採用不同的接口,需要根據SS系統情況而定,其中SC作為客戶端,SS作為服務端。
類型定義
在C接口規範中,未對圖像類型進行定義,現擴充EnumType的定義:IMAGE=7。
報文格式
對圖像設備的控制,主要是對攝像機的控制,控制分成兩種,一種是圖像設備的切換,一種是圖像設備監控量的控制。在採用“用戶寫數據動作”報文時,如果數據ID號為圖像設備本身時,表示對圖像設備的切換,此命令可以將指定的視頻切換到指定的輸出上,當數據ID號為圖像設備下屬的遙控量點ID時,表示對圖像設備的控制,如對攝像機的雲台轉動控制等。通過以上解決方案,可以很好地實現對圖像的切換和控制,同時在圖像的控制方面,不需要增加新協定,只需採用原有的協定格式,並給出新的語義就可以實現。 結語 通過對C接口標準的改造,能夠方便實現對智慧型門禁、圖像設備的控制,同時可以解決歷史數據查詢問題,實現監控系統不同廠家之間的有效互聯,以解決用戶的實際套用。