智能化在通信基站維保中的應用

閆獻培

(山西省郵電建設工程有限公司,山西 太原 030000)

0 引言

隨著5G基站的大量興建,目前鐵塔公司運維的基站已經(jīng)達到170萬座,且基站的數(shù)量呈現(xiàn)上升的態(tài)勢。但是,由于人力成本的不斷高漲,運維公司每年的成本費用不斷增加[1]。運維人員的數(shù)量無法與新建基站的數(shù)量相匹配。此種局面導致基站巡檢的周期不斷拉長。很多基站的故障無法及時發(fā)現(xiàn)。此現(xiàn)象極大影響了周邊范圍內的移動通信服務。對于某些偏遠型基站,運維人員較難前往。運維人員是否到場,運維工作是否執(zhí)行到位,都無法得到有效監(jiān)控。長此以往,基站運維的質量大打折扣。很多基站由于運維不及時,“小病成大害”。基站所有公司遭受了較大損失。因此,通信基站新維保技術的引入迫在眉睫。筆者嘗試將智能化運維技術引入通信基站的運維,為通信基站的高效運維提供參考。

1 智能化技術分析

智能化運維技術是指通過將計算機技術、現(xiàn)代控制技術、人工智能等先進科學技術進行有效融合,并運用于某一特定行業(yè)的一類前沿科學技術。智能化技術較早應用于工業(yè)領域,尤其是在能源、化工領域。上述領域存在一定危險性。每年相關從業(yè)者傷亡的新聞屢見不鮮。在“以人為本”的發(fā)展理念下,此種生產(chǎn)模式顯然無法適應新發(fā)展理念。為此,工業(yè)智能化的初衷在于通過先進的科學技術將從業(yè)人員從危險的環(huán)境中解放出來,進而實現(xiàn)工業(yè)的安全生產(chǎn)。為此,以智慧礦山為代表的智能化監(jiān)控平臺被廣泛應用其中[2]。該平臺的建立實現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的動態(tài)感知,針對關鍵工序、關鍵過程、關鍵參數(shù)進行了全方位監(jiān)控。針對可能出現(xiàn)的故障可以做到及時發(fā)現(xiàn),及時處理,將故障扼殺在萌芽狀態(tài)內。即使出現(xiàn)故障,很多工業(yè)設備都具備了故障提示功能。此功能可有效幫助維保人員快速鎖定故障,快速進行故障排除,進而大幅提升運維效率。

整個智能化監(jiān)控平臺根據(jù)實際需要分為若干個層級。最底層的控制系統(tǒng)代表了各關鍵設備。設備的關鍵參數(shù)通過通信協(xié)議采集到設備端的控制系統(tǒng)中。各底層的控制系統(tǒng)通過總線通信協(xié)議實現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)的上傳。整個通信總線不僅可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸,也可接收上層監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出的控制命令[3]。此種方式就可實現(xiàn)設備的遠程監(jiān)控。最上級的平臺可實現(xiàn)最大的有效監(jiān)控。此外,物聯(lián)網(wǎng)的有效應用使設備廠商遠在千里之外也可實現(xiàn)針對設備運行數(shù)據(jù)的有效監(jiān)控。設備廠家可及時了解設備運行狀態(tài),并進行維保提示。此種模式在正常的維保下可促使設備長時間穩(wěn)定運行。

2 通信基站運維現(xiàn)狀分析

通信基站在進行運維時,以下3點問題較為突出。

2.1 通信基站的電源供應

通信服務屬于重要的民生保障業(yè)務,需要24 h不間斷進行電力的供應。在通常情況下,基站通過市電進行電力供應?；緝劝惭b的電表進行電費的計量。在市電斷電情況下,啟動基站的備用電系統(tǒng)進行應急供電。應急供電主要依靠蓄電池完成。對于損耗的電量,蓄電池在市電供應的時候完成補充。電表的計量需要人工完成統(tǒng)計,較為費時費力。蓄電池的健康與否無法進行及時診斷。某些蓄電池無法得到及時維修。上述現(xiàn)象輕則影響通信基站內的緊急狀態(tài)下的電能供應,重則會引起通信基站發(fā)生火災,產(chǎn)生較大的經(jīng)濟損失。

2.2 通信基站周邊的自然環(huán)境

很多通信基站是處于偏遠地區(qū)或者山區(qū),其周邊自然環(huán)境較為復雜。從維護人員的角度出發(fā),對此類基站維護一次的時間約為市區(qū)內同類型基站維護時間的數(shù)倍以上。由于自然氣候條件的復雜多變,很多基站的周邊環(huán)境處于未知狀態(tài)。例如,當出現(xiàn)大范圍的雨雪、洪水等極端天氣時,會對基站的運行安全造成極大威脅。如果能夠提前進行自然環(huán)境的動態(tài)感知,可以及時了解自然環(huán)境的數(shù)據(jù),比如及時獲取基站內的溫度、水位等參數(shù)。當基站內的溫度、濕度、水位異常時,運維人員可以及時進行基站的斷電等操作,確?；倦姎庠O備的安全。

2.3 通信基站的空調運行狀態(tài)

通信基站通常在山頂、樓頂、高山上進行安裝,其內部為密閉空間。由于太陽光的長時間照射與電子器件長時間運行產(chǎn)生的熱量,基站內的室溫較高。設計人員通過使用空調進行室內降溫。在后期的運維中,基站管理人員無法及時獲取基站內空調的運行狀態(tài)?？照{出現(xiàn)的故障只能依靠運維人員在進行巡檢時發(fā)現(xiàn)。由于巡檢具有周期性,基站內長時間的高溫、高濕會對電子器件產(chǎn)生較大損害,進而造成重大的經(jīng)濟損失。為了達到良好的控溫效果,基站內的空調一直持續(xù)運行。北方夏季呈現(xiàn)出明顯的晝熱夜冷現(xiàn)象。針對此種現(xiàn)象,設計人員可以利用遠程控制技術實現(xiàn)空調的差異化運行。物聯(lián)網(wǎng)技術的應用為空調系統(tǒng)的遠程監(jiān)控提供了硬件支撐?？照{的智能化運維不僅可以有效提升空調系統(tǒng)的工作效率,而且可以直接有效縮減基站電耗。由于全國通信基站數(shù)量眾多,空調系統(tǒng)進行智能化運維手段具有明顯的降本效應。

3 通信基站的智能化維保措施

針對現(xiàn)有的通信基站運維瓶頸,運維企業(yè)管理人員應當重新定義基站運維服務模式。針對現(xiàn)有通信基站進行智能化改造。根據(jù)基站運維的特點,設計人員進行如下關鍵數(shù)據(jù)的采集。設計人員搭建視頻管理監(jiān)控系統(tǒng),該方式可實現(xiàn)某些關鍵基站的可視化運維。視頻監(jiān)控可較為直觀顯示基站內的動態(tài)畫面并進行監(jiān)控畫面存儲,以便于今后進行視頻回看。設計人員加裝水浸監(jiān)測傳感器、溫濕度傳感器、煙霧傳感器、電量計量傳感器、蓄電池電壓監(jiān)測傳感器等監(jiān)測裝置,有效實現(xiàn)通信基站內部的監(jiān)測數(shù)據(jù)動態(tài)感知?？照{系統(tǒng)可遠程進行運行溫度的設定與遠程開關機與運行狀態(tài)的反饋?；炯友b門禁系統(tǒng)。運維人員進入基站必須通過門禁系統(tǒng)。維保人員的進出信息會被有效記錄并進行數(shù)據(jù)上傳。當有非工作人員闖入時,門禁系統(tǒng)可實現(xiàn)自動報警并進行數(shù)據(jù)發(fā)送,提示該基站遭受非法侵害。所有的監(jiān)測數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集單元進行采集之后,通過物聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)的遠程發(fā)送。該套設備的部署在一定程度上提升了通信基站的建設成本。但是,綜合考慮其后期對基站運維的益處,此種應用方式可優(yōu)先在偏遠地區(qū)和較為重要的基站進行優(yōu)先部署,其他通信基站根據(jù)實際需求進行評估后進行此類的改造。

運維系統(tǒng)將運維人員由問題發(fā)現(xiàn)者轉變?yōu)榫唧w問題的解決者。通過采用物聯(lián)網(wǎng)、現(xiàn)代控制等技術實現(xiàn)通信基站底層關鍵數(shù)據(jù)的采集與發(fā)送。監(jiān)控系統(tǒng)通過通信協(xié)議實現(xiàn)做好各通信基站的數(shù)據(jù)管理。通過采用集中式管理、動態(tài)化響應的方式實行基站的運維新管理模式,如圖1所示。

圖1 新管理模式

如圖1所示,當區(qū)域內的各基站將運維數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)監(jiān)控中心后,數(shù)據(jù)監(jiān)控中心將各基站的運維數(shù)據(jù)進行集中監(jiān)視、數(shù)據(jù)存儲、后臺數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)監(jiān)控管理人員有權對運維人員進行調度。為了方便管理人員、運維人員的使用,可通過手機App實現(xiàn)移動端的數(shù)據(jù)監(jiān)控。當某個基站出現(xiàn)數(shù)據(jù)告警或者故障時,管理人員根據(jù)報警內容在視頻監(jiān)控具備的條件下進行視頻遠程查看,確認基站內的運行狀態(tài)。由遠程維護人員進行遠程故障診斷。當維護人員確認故障后,可將故障信息反饋至管理人員處。管理人員調度運維人員前往基站進行相關故障的處理。當故障處理完畢之后,運維人員向數(shù)據(jù)監(jiān)控中心發(fā)送反饋信息。此種模式實現(xiàn)了運維的閉環(huán)管理,大幅提升了運維的工作效率。此外,通過維保時間提示等功能,管理人員可及時了解各基站的運行時長,設備制造廠商做好及時的設備保養(yǎng),進而從總體上提升整套設備的運行壽命。

4 結語

智能化技術為通信基站的維保開辟了新發(fā)展思路。本文針對現(xiàn)有通信基站維保存在的突出問題進行了深入分析,并針對性提出了基于智能化的新維保思路,轉變了現(xiàn)有低效率維保模式。設計人員針對通信基站運維的關鍵數(shù)據(jù)通過各類傳感裝置進行數(shù)據(jù)采集。采集后的數(shù)據(jù)通過物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程發(fā)送。數(shù)據(jù)監(jiān)控中心進行數(shù)據(jù)的接收、存儲、處理工作以及人員調度等工作。此種模式實現(xiàn)了基站運行數(shù)據(jù)的穿透式管理以及運維人員的高效率使用,為通信基站的運維效率提升與人力成本的降低提供了參考。