□ 文 李红双 黄少卿 孙淳晔 赵秋爽

1 引言

通信工程勘察是在通信项目立项后对机房环境进行的勘察工作，包括对机房空间、电源系统、空调系统、设备安装位置、走线路由以及传输资源等进行勘察，从而确定主设备的安装及布线方案，勘察工作是通信工程的必要准备，是后期工程设计的依据。

勘察设计人员进入机房勘察，首先要看的就是机房环境，勘察所安装设备机房的电源系统、空调系统是否能够支撑新增设备需求。在传统的勘察过程中，勘察人员都是通过用笔记录机房电源系统的负载情况和机房空调的功率，然后在勘察结束后通过计算器计算电源系统和空调系统制冷量的剩余容量情况，经常需要反复验算，得出电源系统和空调系统是否能够满足机房新增设备需求的结论。由于计算过程繁琐，计算时间较长，所以一般不能够在勘察现场得出结论，勘察效率低且容易出错，影响了勘察进度和勘察结果。

鉴于以上存在的问题，本文开发了一套机房空调及电源系统可用容量勘察工具，工具操作界面简洁，数据输入方便，计算速度快，结果准确。勘察人员只需将现网电源系统总容量、各相输出电流、功率因数等参数以及空调系统的数量、功率、机房面积、换热效率等参数通过工具进行输入，即可计算得出电源系统和空调系统可用容量的结果，方便勘察人员现场决策电源系统的使用方案，大大提高了勘察效率和勘察进度。

2 工具软件功能实现

该工具使用Java作为编程语言，通过语言的平台无惯性实现了多平台可用能力；通过美观可视界面，集成了电源系统及空调可用容量的计算能力。该工具使用了扩展的MVC架构，提高了工具的可扩展性，实现了平台的低耦合高内聚，具备系统资源消耗小、能力强的特点。

本工具实现的功能包括：UPS系统剩余可用容量测算、直流开关电源可用容量测算、机房空调制冷量测算等功能。

2.1 UPS系统剩余可用容量测算

（1）功能描述

本功能主要是通过在工具界面输入UPS总容量（kVA）、功率因数（一般取0.9）、可用最高负载（取90%）及UPS各项输出电流（A）等参数，通过算法计算，得出UPS单相最大可用电流（A）、系统单相剩余可用电流（A）等数据。工具界面如图1所示。

图1 UPS系统剩余可用容量测算工具界面图

（2）算法及程序实现

算法：UPS单相剩余可用电流=UPS容量（kVA）＊功率因数（0.9）＊可用负载（90%）/220V/3-现网平均单相输出电流。

程序代码：

/＊2.1+1ups事件处理

＊/

Begin

/＊获取UPS三项输入＊/

ups1sum <— A1 ADD B1 ADD C1

ups2sum <— SUM(A2,B2,C2)

currentload<— ups1sum ADD ups2sum

/＊计算maxload＊/

Assign maxloadofupsComputeAC.Compute(upsconfig)

/＊计算availableload＊/

availableload = maxloadifups -currentload;

END

/＊3.2+1ups事件处理

＊/

Begin

Assign values to ac2_sum1, ac2_sum2,ac2_sum3;

/＊计算最大负载电流＊/

ac2_maxload = ComputeAC.Compute(ac2_upsconfig);

ac2_curload = avg(ac2_sum1, ac2_sum2, ac2_sum3);

ac2_avalibleload=ac2_maxload- ac2_curload;

END

2.2 直流开关电源可用容量测算

（1）功能描述

本功能通过在工具界面输入开关电源现网负载电流（A）、蓄电池组总容量（Ah）、蓄电池组数、配置的整流模块标称容量（A）、现网配置整流模块数量、本期新增负载电流值（A）等参数，通过算法计算，得出本开关电源最大可用容量以及本次整流模块扩容数量等数据。工具界面如图2所示：

图2 直流开关电源可用容量测算图

（2）算法及程序实现

算法：开关电源最大可用容量=蓄电池组总容量（Ah）＊电池组数＊18%。

扩容整流模块数量=（开关电源现网负载电流+本期新增负载电流+蓄电池组总容量＊充电系数10%＊蓄电池组数）/整流模块标称容量+1（冗余）-现网配置整流模块数量。

程序代码：

/＊1.开关电源事件处理＊/

BEGIN

Attach Listener to btnNewButton

moduleNum.setText(String.valueOf(Check()));

maxload.setText(String.valueOf(CheckLoad()));

END

/＊Check、CheckLoad algorithm＊/

Begin Check()

warnmsg.setVisible(false);

IF ComputeDC.CheckLegal = true

return ComputeDC.Compute(variables);

ELSE

warnmsg.setVisible(true);

END Check()

Begin CheckLoad()

args = {battaryvolumn, batrownum};

result = ComputeDC.Compute MaxLoad(args[0], args[1]);

IF result NOT EQ NULL

return result

ELSE

return 0

END CheckLoad()

2.3 机房空调制冷量测算等功能

（1）功能描述

本功能通过在工具界面输入机房配置的空调总冷量（kW）、显热比（0.9）、机房面积（平方米）、空调制冷的换热效率（一般取0.8）、现网机房设备实际功率（kW）等参数，通过算法计算，得出本机房空调显冷量、围护结构传热量、空调实际可用制冷量、加电后空调可用剩余容量等数据。工具界面如图3所示：

图3 机房空调制冷量测算运行图

（2）算法及程序实现

算法：显冷量=空调总冷量＊显热比；

围护结构传热量=机房面积＊每平方米传热量200W（经验值）；

空调可用制冷量=显冷量-围护结构传热量；

本期后空调还可支撑新增设备功率=空调可用制冷量＊空调制冷换热效率（0.8，经验值）-现网设备功率-本期新增设备功率。

程序代码：

BEGIN

air_xianleng = air_max ＊ air_factor;

air_chuanre = air_mianji＊expValue / Kil;

air_available = air_xianleng -air_chuanre;

air_onload = air_available-air_usedair_newin;

IF air_onload<= 0

ShowWarnMsg()

ELSE

ShowSucs

END

3 软件工具特性

本软件工具是基于Java语言进行编码，通过对UPS、开关电源、空调等实体对象进行持久化，实现了编码的简单性、多态性和面向对象的可靠实现。由于Java虚拟机的平台无关性，该工具具备在Linux、Windows、Android、iOS等多平台运行的特性，实现了一次编码，随处可用的极强扩展性。

底层技术采用内存动态回收和完善的异常处理机制，工具在实际运行过程中，减少了对设备资源的占用，减轻了系统消耗。在安全性能上，保证了工具在接收到错误输入时，能够正确处理乱码等问题。为加快编程进度并优化界面展示，本成果使用了WindowsBuilder组件进行UI设计和编码，通过可视化开发界面，对复杂事件和界面进行处理，极大地提高了代码效率，优化了显示效果。

本套工具采用了典型的MVC（模型、视图、控制）架构进行平台搭建。底层模型层，对实体对象进行抽象，同时对数据定义了接口和Dao操作；业务逻辑层，对诸如UPS电流换算、空调可用能力换算等进行函数声明，实现了业务逻辑；控制层，通过合理的调用业务逻辑和实体对象数据，将计算结果导向对应的处理界面，实现了合理控制；表现层，通过Java的SwingUI组件，合理化布局数据显示效果，从设计人员方便使用的视角来呈现计算结果。

4 结束语

机房电源系统和空调系统剩余容量的核算原本是由电源专业和空调专业设计人员来完成，每次主设备专业设计人员进入机房勘察，都需要电源专业和空调专业的设计人员进行配合，消耗人工成本较多，同时由于电源专业和空调专业的设计人员较少，经常会影响到主设备专业的勘察进度。

本软件工具的出现将空调系统和电源系统的容量核算过程进行了程序化和标准化，使用方便、简单，非电源和空调专业的设计人员都可以使用，不需要掌握特别多的电源和空调的专业知识，普及率高，适用性强。本工具的使用，可大大减少主设备专业设计人员对电源和空调专业设计人员的依赖性，取消了电源专业和空调专业设计人员的参与环节，将电源专业设计人员从辅助主设备专业进行机房勘察的环节中解脱出来，降低了人工成本，提高了勘察效率，同时避免了人工计算造成的误差，大大提升了准确率。■