動(dòng)力設(shè)備智能化管理系統(tǒng)研究

史劉陽(yáng)，滕 達(dá)，田 軍（.中訊郵電咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司鄭州分公司，河南鄭州 450007；.中國(guó)聯(lián)通山東省分公司，山東濟(jì)南 50000）

0 引言

在通信系統(tǒng)中，供電系統(tǒng)是保障通信設(shè)施正常工作的重要組成部分，若電力機(jī)房出現(xiàn)問(wèn)題，通信設(shè)備將受到影響，進(jìn)一步可能影響通信系統(tǒng)供電可靠性。通信機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)房動(dòng)力環(huán)境狀態(tài)，目前仍存在需大量人工檢查、系統(tǒng)內(nèi)無(wú)用日志和冗余告警過(guò)多等問(wèn)題［1］。根據(jù)設(shè)備聯(lián)動(dòng)關(guān)系，減少冗余告警量，大幅提升工作人員使用效率是非常必要的。深度學(xué)習(xí)具有能夠從大量數(shù)據(jù)中主動(dòng)提取特征，減少人為因素對(duì)結(jié)果的影響等優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警的準(zhǔn)確化和自動(dòng)化。

1 動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)

機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)（Power Environment Moni?toring System，PEMS）主要功能包括全面監(jiān)控通信機(jī)房中的動(dòng)力供應(yīng)狀態(tài)、機(jī)房環(huán)境狀態(tài)、機(jī)房安保狀態(tài)以及實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控等4 部分［2］，如圖1 所示。其中，動(dòng)力供應(yīng)系統(tǒng)監(jiān)控量較多，結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜，在大部分動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中都是以動(dòng)力監(jiān)控為主，環(huán)境監(jiān)控為輔來(lái)監(jiān)控通信機(jī)房運(yùn)行狀況。而安保系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有一定的保密性，因此部分動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中未能集成這2 部分功能，在后續(xù)研究中以機(jī)房動(dòng)力供應(yīng)情況和機(jī)房環(huán)境狀態(tài)為主要研究目標(biāo)。

圖1 動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)

隨著這些年的發(fā)展，動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)能夠監(jiān)控的對(duì)象越來(lái)越多，其數(shù)據(jù)量呈幾何級(jí)增長(zhǎng)，而這些數(shù)據(jù)中包含大量信息，本文主要針對(duì)告警信息進(jìn)行研究。目前大部分動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中僅采用了閾值告警，也就是為監(jiān)控量設(shè)置閾值，超過(guò)閾值立刻告警，這種方式簡(jiǎn)單而有效，解決了大量問(wèn)題，但隨著設(shè)備的增多，一次故障就會(huì)產(chǎn)生大量告警信息，這極大地增加了運(yùn)維人員的工作量，且難以直觀地顯示故障的產(chǎn)生原因，加大運(yùn)維人員的分析難度。此外動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)還存在系統(tǒng)內(nèi)含有大量無(wú)用、重復(fù)告警信息，缺失告警信息統(tǒng)計(jì)分析，僅按時(shí)間順序排列等問(wèn)題［3］，忽視了告警信息之間的相關(guān)性。

現(xiàn)行動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要采用24 h 不間斷監(jiān)控巡查，設(shè)備抗風(fēng)險(xiǎn)能力低，導(dǎo)致管理和維護(hù)的人力時(shí)間成本增高，機(jī)房設(shè)備一旦出現(xiàn)故障就會(huì)影響業(yè)務(wù)運(yùn)作，若不及時(shí)處理將造成嚴(yán)重?fù)p失，機(jī)房運(yùn)維管理人員業(yè)務(wù)能力參差不齊，制約著機(jī)房運(yùn)維管理水平，因此全網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施資源全接入以及遠(yuǎn)程運(yùn)維將變得愈發(fā)重要［4］。

2 動(dòng)力設(shè)備智能化管理系統(tǒng)

2.1 動(dòng)力設(shè)備智能化管理系統(tǒng)架構(gòu)

動(dòng)力設(shè)備智能化管理系統(tǒng)是某市移動(dòng)針對(duì)傳輸承載機(jī)房和傳輸匯聚機(jī)房而開(kāi)發(fā)的一套系統(tǒng)，完成動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的自配置、自修復(fù)、自優(yōu)化，通過(guò)智能分析放電曲線，實(shí)現(xiàn)蓄電池“分級(jí)”管理，根據(jù)電池性能優(yōu)化發(fā)電策略。該系統(tǒng)為二級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)，分別為省監(jiān)控中心、監(jiān)控單元。動(dòng)力設(shè)備智能化管理系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 動(dòng)力設(shè)備智能化管理系統(tǒng)架構(gòu)

動(dòng)力設(shè)備智能化管理系統(tǒng)是一個(gè)融合硬件與軟件、多專業(yè)系統(tǒng)交互、多平臺(tái)協(xié)調(diào)運(yùn)行的綜合系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于對(duì)傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的資源管理，最大化數(shù)據(jù)的價(jià)值，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵網(wǎng)元的能耗統(tǒng)計(jì)、故障預(yù)警、節(jié)能增效和安全運(yùn)行，找到最優(yōu)方案指導(dǎo)生產(chǎn)及管理，并結(jié)合結(jié)果反饋升級(jí)優(yōu)化。該系統(tǒng)可在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維管理等多個(gè)階段發(fā)揮作用，將會(huì)有力地推進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化進(jìn)程，憑借規(guī)范化建設(shè)和流程化運(yùn)營(yíng)為企業(yè)帶來(lái)巨大效益。

監(jiān)控單元通過(guò)接口協(xié)議接收省云平臺(tái)省監(jiān)控中心下行傳送的控制命令（包括設(shè)置命令等），把這些控制命令發(fā)送至受控設(shè)備及環(huán)境量采集器（或通過(guò)翻譯之后把這些控制命令發(fā)送至受控設(shè)備及環(huán)境量采集器），對(duì)受控設(shè)備及環(huán)境量采集器直接進(jìn)行控制［5］。

2.2 動(dòng)力設(shè)備智能化管理系統(tǒng)功能

基于自配置、自修復(fù)、自優(yōu)化的動(dòng)力設(shè)備智能化管理系統(tǒng)上線后，將全面支撐故障、性能、網(wǎng)優(yōu)、運(yùn)維等系統(tǒng)應(yīng)用，其主要具備以下功能。

2.2.1 FSU自開(kāi)通

通過(guò)解析通信協(xié)議、平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)管控、動(dòng)環(huán)FSU配置工具等工具，實(shí)現(xiàn)動(dòng)環(huán)設(shè)備“入網(wǎng)”環(huán)節(jié)的遠(yuǎn)程操作和自動(dòng)“入網(wǎng)”。

2.2.2 告警自動(dòng)化管理

告警門限值自動(dòng)稽核：及時(shí)預(yù)警，給予維護(hù)人員充足的故障處理時(shí)間。

傳感器故障自動(dòng)稽核：根據(jù)性能數(shù)據(jù)和通信狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)傳感器故障自動(dòng)稽核。

告警、信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化自動(dòng)稽核：根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)已有的映射關(guān)系完成告警、信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化。

2.2.3 性能智能化管理

機(jī)房關(guān)鍵數(shù)據(jù)管理：實(shí)現(xiàn)機(jī)房高溫、設(shè)備容量數(shù)據(jù)自動(dòng)化管理。

機(jī)樓能耗數(shù)據(jù)管理：實(shí)現(xiàn)機(jī)房用電量、PUE 數(shù)據(jù)自動(dòng)化管理。

機(jī)房空調(diào)節(jié)能管理：根據(jù)機(jī)房溫度和負(fù)荷智能化調(diào)節(jié)空調(diào)運(yùn)行工況。

該系統(tǒng)通過(guò)實(shí)現(xiàn)全生命周期的數(shù)據(jù)管理與治理，盤活數(shù)據(jù)資產(chǎn)、沉淀數(shù)據(jù)服務(wù)能力，促進(jìn)信息資源融通共享。同時(shí)主動(dòng)偵測(cè)電源電池相關(guān)數(shù)據(jù)源完整/失真/超標(biāo)及基于數(shù)據(jù)分析的隱患情況。主動(dòng)定期對(duì)全量電池進(jìn)行遠(yuǎn)程放電，并結(jié)合放電結(jié)果，實(shí)現(xiàn)電池更新改造和發(fā)電指導(dǎo)，同時(shí)包含事前分析、事中留痕、事后跟蹤，通過(guò)全流程的管理，實(shí)現(xiàn)自修復(fù)和自優(yōu)化的功能。系統(tǒng)閉環(huán)管理流程如圖3所示。

圖3 動(dòng)力設(shè)備智能化管理系統(tǒng)流程

3 動(dòng)力設(shè)備智能化管理系統(tǒng)應(yīng)用

本次應(yīng)用涉及綜合接入機(jī)房、匯聚機(jī)房、基站的監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施資源全接入，系統(tǒng)應(yīng)用后能有效解決目前動(dòng)環(huán)系統(tǒng)功能簡(jiǎn)單、無(wú)法統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理的問(wèn)題，可以進(jìn)一步降低基礎(chǔ)設(shè)施資源運(yùn)維成本，加快通信行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互通共享，提升智能化水平和系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)效能。通過(guò)3D建模實(shí)現(xiàn)機(jī)房全量資源可視可管。全面監(jiān)控能耗數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的碳排放趨勢(shì)預(yù)測(cè)，優(yōu)化碳排放指標(biāo)。動(dòng)力設(shè)備智能化管理系統(tǒng)功能如表1所示。

表1 動(dòng)力設(shè)備智能化管理系統(tǒng)功能表

4 結(jié)論

動(dòng)力設(shè)備智能化管理系統(tǒng)：對(duì)各專業(yè)業(yè)務(wù)需求提供有力支撐，為保障機(jī)房及通信設(shè)備安全運(yùn)行起到關(guān)鍵作用，結(jié)合良好的管理水平和先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將充分發(fā)揮其基礎(chǔ)承載作用。實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施資源全接入，信號(hào)處理能力較傳統(tǒng)動(dòng)環(huán)提升20 倍以上，實(shí)現(xiàn)動(dòng)環(huán)專業(yè)由單一的告警管理向性能管理轉(zhuǎn)型。