關(guān)于通信企業(yè)油機發(fā)電監(jiān)控應(yīng)用模式的研究

王薇

哈爾濱移動公司 黑龍江 哈爾濱 150000

引言

目前通信企業(yè)針對油機發(fā)電監(jiān)控管理的操作模式一般采用以下兩種方式：①基于人工的記錄方式，人工現(xiàn)場記錄油機發(fā)電機的發(fā)電開始時間，發(fā)電結(jié)束時間和發(fā)電量，并現(xiàn)場人工驗證是否為油機發(fā)電；②基于手機客戶端（以下簡稱MS）的監(jiān)控方式，MS通過無線傳輸方式將其定位信息、油機發(fā)電機的發(fā)電開始時間和發(fā)電結(jié)束時間上傳至服務(wù)器，服務(wù)器驗證MS上報位置信息與通信基站位置信息的一致性以及通信基站的供電來源，并提醒監(jiān)控人員。

人工記錄和驗證油機發(fā)電的有效性，統(tǒng)計工作量大、效率低，耗費大量的人力、物力和財力，且容易出錯，基于MS的油機發(fā)電監(jiān)控模式缺乏科學(xué)的管理和調(diào)度支撐，會出現(xiàn)部分油機長期閑置未使用，出現(xiàn)油機報廢率高、油機被盜等現(xiàn)象，造成油機資源的浪費，無法合理化規(guī)范油機資源調(diào)度。在倡導(dǎo)精細化管理的背景下，采用信息化管理手段解決現(xiàn)有油機發(fā)電監(jiān)控管理方式的弊端[1]。

1 基于MTR的智能油機發(fā)電監(jiān)控管理系統(tǒng)架構(gòu)

基于MTR的智能油機發(fā)電監(jiān)控管理系統(tǒng)由發(fā)電機、智能數(shù)據(jù)采集器、監(jiān)控中心和手機終端組成，可實現(xiàn)對油機發(fā)電的過程、時長的監(jiān)控管理及油機使用的科學(xué)調(diào)度與維保管理。

1.1 基于MTR的智能油機發(fā)電監(jiān)控管理系統(tǒng)功能組件

MTR的智能油機發(fā)電監(jiān)控管理系統(tǒng)由管理軟件服務(wù)端、管理軟件PC終端、管理軟件App終端、前置發(fā)電機數(shù)據(jù)采集器，第三方平臺開放協(xié)議端口、各個端口均通過協(xié)議通信。服務(wù)器安裝于機房中，通過網(wǎng)絡(luò)進行權(quán)限訪問、數(shù)據(jù)提取。服務(wù)器和前端數(shù)據(jù)采集器每4分鐘一次心跳檢測瞬態(tài)上傳數(shù)據(jù)。通過網(wǎng)管接口將自動上報的油機發(fā)電數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來，便于監(jiān)控、分析、管理；通過短信接口實現(xiàn)和移動短信網(wǎng)關(guān)的對接，用于與數(shù)據(jù)采集器的信息交互，同時傳送MTR測量報告；通過GPS接口實現(xiàn)對油機的定位，以進行油機精細化管理。

1.2 基于MTR的智能油機發(fā)電監(jiān)控管理系統(tǒng)功能

1.2.1 油機發(fā)電機遠程發(fā)電。通過GPS模塊定時上傳發(fā)電機經(jīng)緯度信息至中心服務(wù)器；中心服務(wù)器通過數(shù)據(jù)采集器上傳的發(fā)電機經(jīng)緯度信息，生成發(fā)電機的地理分布圖，并顯示在監(jiān)控終端[2]。當(dāng)市電停電時，監(jiān)控人員通過監(jiān)控終端的監(jiān)控管理平臺以短信方式下發(fā)油機發(fā)電通知至數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器觸發(fā)油機發(fā)電。

1.2.2 數(shù)據(jù)采集器的發(fā)電數(shù)據(jù)采集。市電與油機發(fā)電最大的不同是：市電相位是全網(wǎng)同步，而每個大型發(fā)電機都有個同步器進行同步，而發(fā)電由于功率小，供電范圍小，沒并網(wǎng)的要求，則沒有同步器，這樣市電和發(fā)電就有個相位差，數(shù)據(jù)采集器從服務(wù)器處讀取市電相位，比較現(xiàn)場采集到交流電的相位，判斷是否存在有相位差。

1.2.3 數(shù)據(jù)采集器與服務(wù)器信息交互。智能數(shù)據(jù)采集器通過無線傳輸方式（4G/WIFI）定時與強大的服務(wù)器進行信息交互，即發(fā)電數(shù)據(jù)的定時上傳服務(wù)器行為與數(shù)據(jù)采集器定時提取市電相位的行為，同時采集器通過SIM卡模塊定時上傳MTR測量報告，通過MTR小區(qū)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫小區(qū)數(shù)據(jù)進行匹配，從而判斷油機歸屬小區(qū)的有效性，避免GPS模塊破壞導(dǎo)致的缺省位置驗證[3]。此外，當(dāng)無網(wǎng)絡(luò)信號時，數(shù)據(jù)采集器可儲存300條當(dāng)時信息，待有網(wǎng)絡(luò)信號時發(fā)送短信至服務(wù)器。

1.2.4 監(jiān)控終端的發(fā)電數(shù)據(jù)管理。通過強大的服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，監(jiān)控終端網(wǎng)管平臺可呈現(xiàn)對發(fā)電進行全流程管控[4]，參照經(jīng)緯度、基站LAC、CellID及油機發(fā)電類別識別發(fā)電真實性：①油機正常發(fā)電；②油機發(fā)電且空載；③市電發(fā)電；④市電且空載；⑤故障且油機發(fā)電；⑥故障、油機發(fā)電且空載；⑦故障且市電發(fā)電；⑧故障、市電且空載等信息。

1.2.5 遠程控制啟動功能。對搬運油機不方便、長期發(fā)電站點或需要設(shè)置一些固定油機在普通基站的情況及固定式柴油發(fā)電機均可安裝油機簡易自啟動控制器[5]，部分非自啟固定式柴油機可實現(xiàn)遠程控制啟動，并可回傳油機剩余油量、油機發(fā)電過程中的瞬態(tài)信息及有效發(fā)電時長。

1.3 基于MTR的智能油機發(fā)電監(jiān)控管理系統(tǒng)管理軟件PC端

可通過任何可上網(wǎng)設(shè)備使用用戶名和密碼登錄查看，不受環(huán)境和條 件限制，操作方便快捷。

具體操作步驟及交互過程如下：

步驟一：發(fā)電機數(shù)據(jù)器采集器通過GPS模塊定時采集發(fā)電機經(jīng)緯度信息，通過SIM卡模塊定時生成MTR測量報告，并將定位信息與MTR測量報告上傳至中心服務(wù)器；

步驟二：中心服務(wù)器通過數(shù)據(jù)采集器上傳的發(fā)電機經(jīng)緯度信息生成發(fā)電機的地理分布圖，顯示在監(jiān)控終端，并由MTR測量報告生成MTR數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)油機的定位及小區(qū)歸屬提供數(shù)據(jù)支撐；

步驟三：當(dāng)市電停電時，監(jiān)控人員通過監(jiān)控終端管理平臺以短信方式下發(fā)油機發(fā)電通知至數(shù)據(jù)采集器；

步驟四：數(shù)據(jù)采集器觸發(fā)發(fā)電，油機開始發(fā)電，并上傳發(fā)電開始時間至中心服務(wù)器，同時數(shù)據(jù)采集器定時從服務(wù)器讀取市電相位，比較當(dāng)前發(fā)電相位與市電相位差，從而確認供電來源，上傳服務(wù)器；

步驟五：市電來電，數(shù)據(jù)采集器觸發(fā)發(fā)電機停止供電，油機中斷供電，并上傳發(fā)電結(jié)束時間至服務(wù)器；

步驟六：中心服務(wù)器記錄每次發(fā)電的油機編號、油機經(jīng)緯度、發(fā)電開始/結(jié)束時間、發(fā)電量、供油量、小區(qū)信息及供電來源等，形成區(qū)域內(nèi)所有油機發(fā)電的完整記錄。同時，服務(wù)器還可進一步二次判斷油機發(fā)電、疑似市電、空載發(fā)電。

1.4 基于MTR的智能油機發(fā)電監(jiān)控管理系統(tǒng)管理軟件App端

發(fā)電機發(fā)電管理系統(tǒng)手機App端同時支持安卓和蘋果操作系統(tǒng)的應(yīng)用，安裝系統(tǒng)包括發(fā)電管理、調(diào)度管理、報表管理、維保管理、維修管理、資產(chǎn)管理、報廢管理、參數(shù)設(shè)置、動力電源、加油管理、幫助、售后服務(wù)支持。具體操作功能詳細介紹：①發(fā)電管理：包含發(fā)電區(qū)域內(nèi)基站名稱、發(fā)電機編號、開始發(fā)電時間、發(fā)電狀態(tài)，均可查詢或以地圖呈現(xiàn)，如基站系統(tǒng)定位的基站名稱與實際基站名稱有誤時，可直接修正；②調(diào)度管理：調(diào)度管理包含所屬區(qū)域內(nèi)基站名稱、基站ID并點擊可查詢搜索范圍 （公里）、倉庫區(qū)域內(nèi)存放發(fā)電機信息及某時段內(nèi)所屬區(qū)域內(nèi)發(fā)電機運行軌跡；③報表管理：所屬區(qū)域內(nèi)發(fā)電次數(shù)、發(fā)電時長、手工補錄時長、發(fā)電費用等均可查詢詢；④資產(chǎn)管理： 列表顯示所屬區(qū)域、產(chǎn)權(quán)單位、使用單位分別有多少臺發(fā)電機總數(shù)；⑤參數(shù)設(shè)置：數(shù)據(jù)采集器安裝完成后，安裝人員填寫安裝表；⑥動力電源：發(fā)電中獲取電源負載電流值和油機功率核算出油耗；⑦維保管理和維修管理：發(fā)電機超時未維保和需維修時可填寫維修申請；⑧報廢管理：列表顯示區(qū)域內(nèi)所有發(fā)電機，發(fā)電機需報廢時點擊該臺發(fā)電機，填寫報廢申請單；⑨加油管理：發(fā)電機需要加油時可點擊改油機填寫用油申請單；⑩系統(tǒng)幫助：系統(tǒng)設(shè)置、關(guān)于系統(tǒng)、離線地圖，售后服務(wù)支持、操作手冊和相關(guān)視頻等離線支撐。

2 基于云架構(gòu)的智能油機發(fā)電監(jiān)控管理系統(tǒng)

基于MTR的智能油機發(fā)電監(jiān)控管理系統(tǒng)將管理軟件服務(wù)端和采集器設(shè)備升級，用發(fā)電云控中心呈現(xiàn)區(qū)域內(nèi)各站點市電情況、油機剩余油量、電瓶電壓、油機運行數(shù)據(jù)及遠程控制發(fā)電機啟/停。基于云架構(gòu)的智能油機發(fā)電監(jiān)控管理系統(tǒng)相較于基于MTR的智能油機發(fā)電監(jiān)控管理系統(tǒng)，新增功能：①市電停電發(fā)電機自動啟動，ATS自動轉(zhuǎn)換為油機電源給負載供電，市電來電發(fā)電機自動停機，ATS自動轉(zhuǎn)換到市電給負載供電，PC端和手機端 同步呈現(xiàn)轉(zhuǎn)換狀態(tài)；②可實時采購油箱剩余油量；③實時監(jiān)測發(fā)電機啟動電瓶電壓，提醒電瓶維護，同步推送給PC端和手機端；④遠程配置靜默時間，根據(jù)需要配置起止時間，當(dāng)市電停電后發(fā)電機不自動啟動；⑤具有位移自動喚醒功能，喚醒后自動上報油機位置；⑥具備心跳功能，每12小時定時自動喚醒上報狀態(tài)；⑦具備在線遠程升級、遠程設(shè)置功能；⑧雙通道傳輸：支持4G物聯(lián)網(wǎng)傳輸和藍牙傳輸；⑨支持多IP協(xié)議傳輸。

3 基于遠程訪問受限的離線式發(fā)電監(jiān)控管理架構(gòu)

基于MTR的智能油機發(fā)電監(jiān)控管理系統(tǒng)在管理軟件服務(wù)端受限不可以遠程訪問的情況下，只依托于采集器設(shè)備對發(fā)電進行監(jiān)控管理，通過采集器識別發(fā)電機的啟動、停止計算出開始發(fā)電時間、停止發(fā)電時間及發(fā)電時長，同時采集器的電壓值、電流值通過計量芯片計算出發(fā)電功率、頻率等信息，通過北斗/GPS的定位信息上傳到發(fā)電管理平臺。具體操作步驟如下。

3.1 步驟一設(shè)備安裝

設(shè)備只能取220V進行供電取電為三相油機，數(shù)據(jù)連接線上的ABC三根火線分別接油機空開出電端三相線，N線接油機零線，互感器數(shù)據(jù)連接線上的ABC三個互感圈分別套入油機空開進電端的三相線上；如果為單相油機，ABC相線并在一起接油機空開出電端火線，N線接油機零線，可只取一個互感器套入空開進電端火線上；互感器套入不分正反，一個互感器不能同時套入多根線，套入后請用軋帶固定。

3.2 步驟二設(shè)備運行

啟動油機后，需讓油機預(yù)熱幾分鐘，再閉合油機空開送電至設(shè)備；送電后，需觀察設(shè)備指示燈是否正常，發(fā)電燈常亮不滅，表示供電正常，發(fā)電燈或者所有燈不亮，依次檢查保險管、電源模塊、接線連接是否正常。

3.3 步驟三數(shù)據(jù)讀取和上傳

發(fā)完電后，將設(shè)備取下，打開面板，通過USB接頭連至電腦，打開讀取程序，文件名為：kx_mqtt_remote_pc，顯示已連接后（部分電腦需安裝對應(yīng)驅(qū)動才能正常連接），點下方獲取歷史記錄，讀取數(shù)據(jù)，對需要上傳的數(shù)據(jù)，點擊上傳，將需要的數(shù)據(jù)傳至代維平臺數(shù)據(jù)接收服務(wù)器。

4 結(jié)束語

本文首先詳細介紹了基于MTR的智能油機發(fā)電監(jiān)控管理系統(tǒng)及其功能，數(shù)據(jù)采集器通過GPS定位模塊可定位油機經(jīng)緯度信息，并通過CPU模塊可自動識別供電來源，市電與發(fā)電的相位差自動識別油機發(fā)電的供電來源，通過SIM卡模塊上報MTR測量報告；通過采集器模塊遠程操控油機，并自動采集發(fā)電數(shù)據(jù)。將管理軟件服務(wù)端和采集器設(shè)備升級提出了基于云架構(gòu)的智能油機發(fā)電監(jiān)控管理系統(tǒng)，通過強大的服務(wù)器數(shù)據(jù)庫信息形成全網(wǎng)油機的發(fā)電統(tǒng)計數(shù)據(jù)地理分布圖，從而實現(xiàn)對全網(wǎng)油機資源的實時監(jiān)控、調(diào)度和管理，監(jiān)控軟件的功能大大強化。最后一種基于遠程訪問受限的離線式發(fā)電監(jiān)控管理架構(gòu)，是在無法搭建監(jiān)控軟件平臺的情況下的折中方案，此方案可以規(guī)避系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫安全漏洞和遠程訪問風(fēng)險，畢竟隨意訪問任何公司的外網(wǎng)還是存在病毒攻擊的風(fēng)險。