通信基站蓄電池管理方案探討

胡振華，李 坦

（中國鐵塔股份有限公司安徽省分公司，安徽 合肥 230088）

0 引 言

鐵塔基站現(xiàn)有蓄電池種類繁多，受運(yùn)行條件影響，性能下降較快，且蓄電池質(zhì)量參差不齊，資產(chǎn)運(yùn)營單位每年都要投入大量人力、物力和財(cái)力維修或更換蓄電池，尤其是隨著動力電池的梯次利用模式的逐步擴(kuò)大，基站蓄電池的維護(hù)與管理變得更加復(fù)雜。

在當(dāng)前基站運(yùn)維模式下，蓄電池運(yùn)維完全依靠人工上站巡檢和手動排查故障，皆是在故障發(fā)生且已經(jīng)影響到實(shí)際網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)才能發(fā)現(xiàn)故障，處理故障，無法進(jìn)行主動維護(hù)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行質(zhì)量下降不可控，最終導(dǎo)致客戶的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)差，經(jīng)濟(jì)效益、社會效益受到極大負(fù)面影響。實(shí)際生產(chǎn)過程中，一線運(yùn)維人員在現(xiàn)場很難準(zhǔn)確判定蓄電池故障，而在發(fā)現(xiàn)故障后，還需要上報(bào)故障至后臺技術(shù)人員，且反饋的信息并不全面，經(jīng)由后臺技術(shù)人員分析故障后方可進(jìn)行上站操作，故障解決時(shí)間較長，很可能影響基站的正常運(yùn)行。

當(dāng)前這種隱患被動發(fā)現(xiàn)的方式，決定了無法及時(shí)獲知蓄電池運(yùn)行狀態(tài)和發(fā)現(xiàn)蓄電池的故障信息。依靠人工上站巡檢排查，不僅浪費(fèi)人力物力，而且手動統(tǒng)計(jì)故障報(bào)警、日志，工作效率低下，在出現(xiàn)故障后，無法迅速準(zhǔn)確定位故障，排查故障時(shí)間較長，同時(shí)在維護(hù)改造立項(xiàng)及運(yùn)營商維護(hù)驗(yàn)收談判時(shí)，無法對蓄電池設(shè)備進(jìn)行隨時(shí)隨地的監(jiān)管和測試。

對通信基站蓄電池資產(chǎn)的監(jiān)控、維護(hù)和管理一直存在諸多問題，亟需建立一個(gè)蓄電池“系統(tǒng)監(jiān)控、系統(tǒng)配置和系統(tǒng)操作管理”的平臺，實(shí)現(xiàn)對蓄電池資產(chǎn)的有效管理。

1 蓄電池有效管理總體方案

蓄電池監(jiān)控管理系統(tǒng)由蓄電池共用管理器、開關(guān)電源、FSU及運(yùn)維監(jiān)控平臺組成，可將所有蓄電池納入監(jiān)控管理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測和故障報(bào)警，并可通過遠(yuǎn)程方式實(shí)時(shí)查看蓄電池運(yùn)行狀態(tài)和故障信息，遠(yuǎn)程設(shè)置蓄電池參數(shù)，一旦發(fā)現(xiàn)故障隱患或不正常現(xiàn)象，可以提前預(yù)判并提前處理故障，極大地降低風(fēng)險(xiǎn)成本，保障后備續(xù)航時(shí)間，保證基站電源系統(tǒng)的順利正常運(yùn)行。該系統(tǒng)還可遠(yuǎn)程進(jìn)行蓄電池維護(hù)，自動分析蓄電池的各項(xiàng)參數(shù)，大大降低蓄電池維護(hù)成本，提高蓄電池維護(hù)效率。蓄電池系統(tǒng)有效管理方案圖如圖1所示

圖1 蓄電池系統(tǒng)有效管理方案圖

2 蓄電池有效管理系統(tǒng)功能分析

2.1 蓄電池故障告警

應(yīng)用蓄電池管理系統(tǒng)，可主動實(shí)時(shí)監(jiān)測蓄電池的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，如蓄電池單體電壓及均衡性、蓄電池端電壓、充放電電流以及蓄電池溫度等，做到在發(fā)生故障時(shí)實(shí)時(shí)報(bào)警，并將故障信息和運(yùn)行信息直接上傳至FSU，進(jìn)而通過FSU上傳至運(yùn)維監(jiān)管平臺，第一時(shí)間反饋充足有效的故障狀態(tài)信息和運(yùn)行信息，省去人工巡檢，利于迅速解決故障問題。同時(shí)，系統(tǒng)會自動生成報(bào)表和日志，迅速定位和快速排查故障。

系統(tǒng)會對各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)和標(biāo)稱參數(shù)、歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，當(dāng)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行參數(shù)出現(xiàn)異常而未達(dá)到告警閾值時(shí)，系統(tǒng)會實(shí)施綜合判斷，提前預(yù)判故障，第一時(shí)間解決蓄電池問題，保障損失最小化。

2.2 蓄電池運(yùn)行參數(shù)遠(yuǎn)程設(shè)置

運(yùn)維監(jiān)管平臺可遠(yuǎn)程選擇查看各站點(diǎn)蓄電池的運(yùn)行參數(shù)，也可遠(yuǎn)程修改蓄電池的各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置，如蓄電池均充電壓、浮充電壓、一次下電電壓、二次下電電壓以及各告警參數(shù)設(shè)置和保護(hù)參數(shù)設(shè)置。蓄電池能實(shí)現(xiàn)參數(shù)的遠(yuǎn)程設(shè)置，是其實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)的前提和基礎(chǔ)。

2.3 蓄電池續(xù)航時(shí)間遠(yuǎn)程測試

蓄電池監(jiān)控管理系統(tǒng)可通過運(yùn)維監(jiān)控平臺遠(yuǎn)程連接上基站端的FSU，下發(fā)蓄電池續(xù)航時(shí)間測試指令，基站端接收到指令后，通過調(diào)整電池共用管理器和開關(guān)電源的相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)蓄電池的充放電，并實(shí)時(shí)記錄充放電數(shù)據(jù)，在測試完成后將數(shù)據(jù)打包上傳，生成報(bào)表和測試報(bào)告。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)單個(gè)站點(diǎn)測試，也可集中化批量測試。此外，系統(tǒng)可通過遠(yuǎn)程或本地設(shè)置，定時(shí)或定期自動完成續(xù)航時(shí)間測試，并將測試數(shù)據(jù)上傳，系統(tǒng)后臺保存所有測試數(shù)據(jù)并生成報(bào)表，實(shí)現(xiàn)蓄電池全生命周期的監(jiān)控和管理。

當(dāng)測試發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)蓄電池續(xù)航能力發(fā)生明顯變化或達(dá)不到后備保障時(shí)長時(shí)，會產(chǎn)生蓄電池續(xù)航能力不足故障報(bào)警信號，并將該站點(diǎn)調(diào)入蓄電池續(xù)航能力不足站點(diǎn)告警庫。而當(dāng)發(fā)現(xiàn)蓄電池續(xù)航能力超過所需配備續(xù)航能力的1.2倍時(shí)，會將該站點(diǎn)調(diào)入蓄電池冗余容量調(diào)出庫。所有續(xù)航能力不足站點(diǎn)按區(qū)域局站解決，充分挖掘現(xiàn)有資源，盡量使用蓄電池冗余容量調(diào)出庫實(shí)施合理搭配解決，降低蓄電池維護(hù)成本和基站運(yùn)營成本[1]。

蓄電池監(jiān)控管理系統(tǒng)可遠(yuǎn)程自動完成續(xù)航時(shí)間測試，定時(shí)完成對蓄電池性能的主動評估，降低人員技術(shù)能力要求，同時(shí)可自動生成日志和報(bào)表，大大降低運(yùn)營成本和人力成本。

2.4 周期性遠(yuǎn)程完成蓄電池均充工作

利用蓄電池監(jiān)控管理系統(tǒng)可遠(yuǎn)程完成蓄電池周期性均充操作，只需在運(yùn)維監(jiān)控平臺下發(fā)均充指令，系統(tǒng)即可自動完成均充工作，且在操作完成后上傳數(shù)據(jù)，自動生成報(bào)表。

系統(tǒng)周期性遠(yuǎn)程完成均充工作可確保蓄電池均充操作如期進(jìn)行，有利于提升電池健康度，延長電池使用壽命，同時(shí)節(jié)省了維護(hù)的人力成本。

當(dāng)維護(hù)管理人員未定期對蓄電池進(jìn)行均充操作時(shí)，系統(tǒng)將產(chǎn)生均充滯后報(bào)警，提醒維護(hù)管理人員及時(shí)完成遠(yuǎn)程均充操作。

2.5 蓄電池參數(shù)糾錯(cuò)檢驗(yàn)

當(dāng)前，基站蓄電池運(yùn)行參數(shù)均靠人工現(xiàn)場設(shè)置，有可能出現(xiàn)差錯(cuò)，且設(shè)置后很難被發(fā)現(xiàn)，即使在出現(xiàn)故障后也難以確定故障原因。此外，基站蓄電池易受運(yùn)行條件的影響，如市電頻繁停電、開關(guān)電源參數(shù)設(shè)置不合理、停電時(shí)間過長和維護(hù)使用不當(dāng)造成的過放電等，一段時(shí)間后，其性能往往會有所下降，屆時(shí)便會出現(xiàn)實(shí)際容量和匹配參數(shù)不對稱的問題。

蓄電池監(jiān)控管理系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測蓄電池運(yùn)行數(shù)據(jù)，讀取當(dāng)前設(shè)置參數(shù)，進(jìn)行對比分析判斷，當(dāng)運(yùn)行數(shù)據(jù)和設(shè)置參數(shù)出現(xiàn)顯著差異和不對稱時(shí)，將發(fā)出報(bào)警信號，提醒維護(hù)管理人員遠(yuǎn)程校驗(yàn)和修改蓄電池和相關(guān)系統(tǒng)參數(shù)。

3 蓄電池有效管理系統(tǒng)故障處理流程

蓄電池監(jiān)控管理系統(tǒng)具備自動、準(zhǔn)確的統(tǒng)一監(jiān)管平臺，可為技術(shù)人員和管理層提供完整的運(yùn)行數(shù)據(jù)和故障信息，具有快速預(yù)判功能。當(dāng)出現(xiàn)故障告警后，系統(tǒng)根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)、故障信息和設(shè)備參數(shù)自動生成故障原因和建議解決方案，方便維護(hù)人員迅速完成故障定位并形成派單，盡可能減少維護(hù)人員誤操作。同時(shí)，系統(tǒng)可借助蓄電池續(xù)航能力不足站點(diǎn)告警庫和蓄電池冗余容量調(diào)出庫，自動生成擴(kuò)容匹配清單，并按基站所屬區(qū)域和路徑自動生成派單，最大限度縮減故障排除和解決問題花費(fèi)的時(shí)間，極大降低管理成本。

蓄電池監(jiān)控管理系統(tǒng)可根據(jù)故障告警信息和現(xiàn)場處理回單內(nèi)容自動生成蓄電池隱患告警庫，結(jié)合站點(diǎn)區(qū)域與故障優(yōu)先級，產(chǎn)生工程計(jì)劃單。維護(hù)人員根據(jù)工程計(jì)劃單逐站逐次解決，并在系統(tǒng)中記錄解決過程，解決完成后點(diǎn)擊確認(rèn)“已解決”按鈕。系統(tǒng)將根據(jù)實(shí)際運(yùn)行信息對“已解決”站點(diǎn)進(jìn)行自動測試和校準(zhǔn)，確認(rèn)故障且告警取消后，再將該站點(diǎn)移出隱患告警庫，形成一個(gè)完整的閉環(huán)管理流程。

此外，系統(tǒng)還具備一整套報(bào)警升級流程，故障問題若未解決，報(bào)警將持續(xù)升級。例如，實(shí)時(shí)發(fā)送的蓄電池故障報(bào)警為L1級，如在一段時(shí)間內(nèi)未得到解決，將自動升級為L2級，若問題長時(shí)間未解決，將升級為L3級。系統(tǒng)派單將按故障優(yōu)先級排列。系統(tǒng)可按周期統(tǒng)計(jì)歷史事件，分析高頻故障，探尋故障根源，提高基站整體運(yùn)營質(zhì)量。

4 結(jié) 論

蓄電池系統(tǒng)有效管理方案簡化了當(dāng)前蓄電池維護(hù)管理流程，并基于統(tǒng)一的業(yè)務(wù)告警平臺，實(shí)現(xiàn)對故障告警的閉環(huán)管理，，可對蓄電池實(shí)施從日志、報(bào)警信息及報(bào)表信息的自動生成到歸檔的資產(chǎn)全生命周期管理，同時(shí)以自動化方式有效替代人工上站巡檢和上站均充操作，減少人工反復(fù)、低效上站量，大大提高維護(hù)資源的有效利用率，顯著降低蓄電池資產(chǎn)的運(yùn)行維護(hù)成本，同時(shí)有效提升維護(hù)服務(wù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性，保障用戶暢享高速穩(wěn)定的移動通信網(wǎng)絡(luò)。