移動通信桿塔偏移度監(jiān)測預警系統(tǒng)研究與應用

［玉榮娟］

1 引言

隨著移動通信網(wǎng)絡的發(fā)展，技術(shù)不斷迭代，在一個通信桿上，同時存在多個網(wǎng)絡設(shè)備是普遍情況，這也意味著通信桿的負荷運行會變得非常高。為了響應我國提倡的節(jié)約型社會和推動基礎(chǔ)資源整合的政策，同一桿塔往往會被多家用戶共享，這進一步增加了通信桿的運行負荷[1]。不僅如此，桿塔建設(shè)的地勢往往十分復雜，面臨著各種惡劣的自然環(huán)境，如大風、覆冰、滑坡等，這些環(huán)境對桿塔的安全性造成了較大的危害。同時，由于通信需求的特性，桿塔建設(shè)的周邊往往會有比較密集的人員，這也給桿塔的安全性提出了更高的要求。傳統(tǒng)的儀表測量方式需要人工現(xiàn)場測量和判斷，有著諸多局限性，不能及時發(fā)現(xiàn)問題。因此，研究一種偏移度監(jiān)測報警系統(tǒng)，通過安裝在鐵塔塔桿上的傳感器，可以實現(xiàn)精確、可靠、有效地監(jiān)測鐵塔偏移度，幫助維護人員及時發(fā)現(xiàn)塔桿安全隱患，及時采取相應的措施，確保通信設(shè)施的安全性，預防發(fā)生人身事故。

2 系統(tǒng)原理

桿塔安全監(jiān)測報警系統(tǒng)通過前端雙抽傾斜傳感器實時監(jiān)測桿塔縱向和橫向，將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)信息通過無線網(wǎng)絡傳輸至后臺監(jiān)控分析中心[2]。維護管理人員可以通過圖表、圖形等方式查看數(shù)據(jù)信息[3]。如果桿塔發(fā)生異常，比如受到地基滑動、沉降和河水沖刷引起變形，該系統(tǒng)會立即報警，提醒維護人員及時關(guān)注和檢查該桿塔的運行狀況，避免通信安全事故的發(fā)生。

桿塔姿態(tài)監(jiān)控管理系統(tǒng)由安裝在桿塔上的“偏移度傳感器”和安裝在基站內(nèi)的“姿態(tài)管控主機”及安裝在運維中心的“網(wǎng)管中心服務器”和“客戶端瀏覽器”組成，具體連接見圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)組成示意圖

遠端采用“管控主機+偏移度傳感器”作為桿塔姿態(tài)實時監(jiān)測和管理設(shè)備。它不僅具備檢測各個角度和經(jīng)緯度等功能，還具備將檢測數(shù)據(jù)遠程上傳給網(wǎng)管中心的功能。

網(wǎng)管中心由“網(wǎng)管中心服務器”+“瀏覽器”組成，作為維護鐵塔狀態(tài)、告警、統(tǒng)計、派單等方面的工具。網(wǎng)管中心采用流行的B/S 架構(gòu)，方便多用戶的并發(fā)訪問，客戶端只需要系統(tǒng)集成的IE 瀏覽器（Internet Explorer）即可，不需要新裝客戶端軟件。網(wǎng)管中心主要負責保存“天線姿態(tài)管控主機”上傳的數(shù)據(jù)，然后提供篩選、關(guān)聯(lián)、分析、圖表、數(shù)據(jù)導入導出、地圖標注等功能，可與操作監(jiān)控中心（OMC)關(guān)聯(lián)，提供外部接口，為網(wǎng)絡優(yōu)化、運行維護提供支持。[4]

3 系統(tǒng)功能特點

桿塔姿態(tài)監(jiān)控管理系統(tǒng)可以實時感知基站桿塔的姿態(tài)，用戶隨時隨地可以通過任何能上網(wǎng)的終端（如PC、PDA、手機等）查看桿塔姿態(tài)[5]。該系統(tǒng)基于B/S 架構(gòu)軟件設(shè)計，易于軟件升級和維護，可以在多系統(tǒng)應用平臺上使用。用戶可以從地理信息（WEB、GIS）服務器中按地區(qū)或基站桿塔名稱查找基站桿塔信息。服務器集中部署，節(jié)約硬件成本、人員成本、安裝成本和維護成本[6]。主要功能包括：

（1）桿塔的實時監(jiān)測（方位角、傾角、垂直度、基站GPS 坐標）：可分為定時上報，或服務器主動獲?。捎煞掌鞫遂`活設(shè)置）；數(shù)據(jù)傳輸方式可以經(jīng)GPRS 或短信加密傳輸；

（2）桿塔異常報警：服務器端可以動態(tài)設(shè)置告警閥值；管理各基站桿塔的告警信息(文本方式、地圖方式等) ；根據(jù)告警情況可生成派工單；

（3）支持桿塔姿態(tài)的實時監(jiān)測：實時監(jiān)測桿塔姿態(tài)垂直度，異常狀態(tài)告警；

（4）支持遠程升級：可經(jīng)過無線網(wǎng)絡在服務器端對指定的設(shè)備進行遠程升級，便于后期的維護。

4 應用試點

設(shè)備的試運行是一個非常重要的階段，其目的是確保設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性[7]。為驗證系統(tǒng)可行性，我們選取了3 個站點進行試運行：白云明珠工業(yè)貴塘、龍歸夏園、太和為民小學。這些站點的桿塔類型均為單管塔，如圖2所示，設(shè)備安裝如圖3、圖4、圖5 所示。在進行試運行時，需要注意以下幾個方面。

圖2 試點塔型

圖3 傳感器

圖4 安裝效果圖

圖5 管控主機

（1）確認設(shè)備的接線是否正確，避免因接線問題導致設(shè)備無法正常工作。

（2）檢查設(shè)備的各項參數(shù)設(shè)置是否正確，如傳感器的靈敏度、數(shù)據(jù)上傳頻率等。

（3）對設(shè)備進行全面的功能測試，包括數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲和分析等多個環(huán)節(jié)。

（4）對設(shè)備的性能進行評估，包括功耗、穩(wěn)定性、可靠性等多個方面。

（5）及時記錄設(shè)備運行過程中的問題和異常情況，并進行分析和處理。

（6）根據(jù)試運行結(jié)果，及時修改和優(yōu)化設(shè)備的配置和參數(shù)設(shè)置，提高設(shè)備的性能和穩(wěn)定性。

在試運行期間，需要對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行監(jiān)控和分析，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題?？梢允褂脭?shù)據(jù)可視化工具對數(shù)據(jù)進行可視化，以便更好地了解系統(tǒng)的運行狀態(tài)和性能表現(xiàn)。在試點期間，通過人為制造問題以測試系統(tǒng)性能，監(jiān)控管理系統(tǒng)可以準確識別，數(shù)據(jù)如圖6 所示。

圖6 運行數(shù)據(jù)

5 社會效益

現(xiàn)在的存量通信桿數(shù)量眾多，桿塔安全監(jiān)測報警系統(tǒng)通過提供實時監(jiān)測、遠程數(shù)據(jù)傳輸和及時響應等功能，不僅降低了維護成本，及人員因素依然會影響測量結(jié)果，還能解決人員難以到達現(xiàn)場，不能及時巡檢測量等問題，提高了基站的運行效率和穩(wěn)定性，預防通信事故并保障人們正常使用通信服務[8]。

該系統(tǒng)可以避免通信安全事故的發(fā)生。憑借精確而可靠的監(jiān)測功能和及時響應機制，它能夠幫助預防潛在風險并阻止可能導致通信中斷或故障的因素。這對于維護公共通信網(wǎng)絡的穩(wěn)定性、可靠性和安全性具有重要意義，保障了人們?nèi)粘Ｉ钆c工作中對通信設(shè)備的需求。

其次，通過無線網(wǎng)絡將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)信息傳至后臺監(jiān)控分析中心，并以圖表、圖形等方式供給維護管理人員查看。這種實時監(jiān)測與遠程數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)大大簡化了日常維護工作流程，并提升了工作效率。同時，在面對臺風惡劣天氣、人為突發(fā)事件或緊急情況時，可以快速采取相應措施來保障通信設(shè)備正常運行[9]。

6 結(jié)語

桿塔安全監(jiān)測報警系統(tǒng)的應用不僅能夠?qū)崟r監(jiān)控桿塔狀態(tài)、幫助維護人員及時發(fā)現(xiàn)問題，還節(jié)省了大量人力資源，并保證了設(shè)施的安全運行。其在基站建設(shè)領(lǐng)域具有重要意義，為提高工作效率、減少風險和保障通信服務都有非常積極的意義。