動環監控蓄電池管理系統的設計與實現

盧運運，陳大裕，高 慶，韋成威

（1.中國移動通信集團廣西有限公司梧州分公司，廣西 梧州 543002；2.中國移動通信集團廣西有限公司，廣西 南寧 530028）

0 引 言

基站蓄電池管理一直存在三個難題：缺少自動化評估蓄電池性能技術手段，通常是通過網管后臺監測到基站停電直到基站退服的時長或者是代維人員的估算，數據不準給通信保障帶來困難；基站蓄電池容量測試周期長時效低，按照現有離線測試的方法，一隊人一天只能進行一個基站的放電測試，耗費大量的人工成本；蓄電池維修費用無法精細化管理，蓄電池組由24個單體串聯而成，當有落后單體或有一只單體開路，就會導致整組蓄電池后備時間短或者無法放電。如果無法做到對每一個基站在更換前進行容量測試，往往只需更換幾個落后單體就恢復電池組正常的容量的情況下進行整組更換，造成蓄電池維修費用的投入產出低下。

移動公司擁有一套功能強大的動環監控系統，具備對基站動環設備進行“遙調”“遙控”等遠程操作功能，并配備數據庫[1]。所以只要基于動環監控系統研發一個嵌入式蓄電池管理軟件子系統，就可以將動環監控的遠程操作功能應用在基站蓄電池維護工作中，解決基站蓄電池維修管理中遇到的三大問題。

1 蓄電池監控管理系統技術方案

1.1 系統總體框架

作為動環監控系統的嵌入式軟件子系統，以實時數據處理、分析計算、綜合管理為主體架構的分布式平臺，從功能特點來說分為基礎平臺與上層功能模塊兩個部分。系統的上層應用可以對 “開關電源”、“蓄電池”進行遠程控制管理，并將基礎平臺收集的數據智能分析后輸出報表[2]。系統總體框架如圖1所示。

圖1 系統總體框架圖

1.2 系統各個功能模塊的設計

1.2.1 遠程放電模塊

蓄電池管理系統的遠程放電功能是使用開發的上層應用控制底端采集器遙調智能開關電源中電池管理的相關參數實現的。遠程放電操作功能模塊如圖2所示。

（1）上層應用部分：系統通過DSC控制器下發或終止遠程放電操作命令給底端采集器FSU；通過讀取動環監控系統中的數據流，實時顯示放電站點蓄電池及開關電源各種數據。

（2）底端部分： FSU采集器的Siteunit 采集程序，通過動態驅動SO文件、電源控制ini配置文件以及電池管理ini配置文件實現修改開關電源蓄電池管理的相關參數，如調低浮充電壓，可以使蓄電池放電；并將測試得到的各項數據收集上來傳送到Sybase系統數據庫。

1.2.2 數據處理模塊

蓄電池管理系統數據實時監控和存儲基站采集設備FSU收集到的蓄電池組單體電壓、電池總電壓、放電電流、電池組后備時長等后期分析所需的全量數據，存儲在系統數據庫，后期開發的上層應用可以對數據隨時進行查詢調用[3]。

1.2.3 內部數據分析模塊

系統數據庫對基礎平臺收集上來的“全市”、“分區域”、“站點”、“電池組”、“單體” 等各類場景數據進行多維度分析后，相應的結果直接推送在對應的上層應用功能模塊里面，而最關鍵的蓄電池放電數據則是通過定制報表的方式輸出匯總結果及問題單體列表。

1.2.4 系統應用層

蓄電池管理系統用戶操作界面設置放電管理、維修管理、電池報表、監控局站添加模塊、監控電池添加模塊、預留功能模塊六個功能模塊，用戶直接點擊使用。

2 系統實現功能展示

2.1 整體功能界面

系統使用SQL/Sybase語言開發，共用siteweb的數據庫，在動環監控內網以網頁形式登錄，系統功能包括放電管理、維修管理、電池報表、未監控局站、未監控電池、未監控放電六大功能，所有功能集中在左邊。系統整體功能界面如圖3所示。

圖3 系統整體功能界面

2.2 放電管理功能

點擊左邊的放電管理，選擇片區選定基站，再點擊遠程放電，系統會對基站的蓄電池進行放電，到了蓄電池電壓下限、遇到站點市電停電或者手動點擊結束則會停止放電，如果24小時內有停電的則不允許再進行電池測試，后期將支持定制放電時長及放電計劃[4]。

支持放電過程實時查看開關電源及蓄電池的各種數據方便我們判斷開關電源和電池性能。看到的信息包括開關電源的輸出電壓、蓄電池的放電及充電電流、蓄電池組端電壓及單體電壓等信息。

2.3 維修管理功能

支持維修記錄的實時記錄及查詢，可提供網頁實時展示。此功能可以記錄站點蓄電池的維修信息；并在該站點下次放電時，系統會將該站點蓄電池的實際容量和維護后預估容量進行對比展示給用戶，較正的電池容量也會作為一個參考，來評估蓄電池的后備時長。

2.4 系統報表功能

進入報表管理可以查詢及導出進行過放電測試站點的電池數據報表。目前電池數據定制的報表有7張。下面詳細介紹最常用最核心的三張定制報表：蓄電池放電測試記錄表、蓄電池容量分析報表、蓄電池單體電壓表[5]。系統報表功能如圖4所示。

圖4 系統報表功能

2.4.1 蓄電池放電測試記錄表

蓄電池放電測試記錄如表1所示，報表包含了四個關鍵數據：開始時間、結束時間、放電時長、放電最低電壓，可以判斷蓄電池整組的好壞。岑溪波塘基站在10月13號放電172分鐘，放電最低電壓為50.6 V，這個站點的電池性能良好。

表1 蓄電池放電測試記錄表

2.4.2 蓄電池容量分析報表

如表2所示，蓄電池容量分析報表包含了兩個關鍵數據：蓄電池的實際容量、后備時間。查看這個報表可以得到站點蓄電池準確的后備時間，代維根據這個數據可以合理安排發電的優先順序。如圖3岑溪波塘基站放電后，經過系統后臺的分析計算，該站點500 Ah蓄電池的實際容量只剩下365 Ah，后備時間為241分鐘。

表2 蓄電池容量分析報表

2.4.3 蓄電池單體電壓表

蓄電池單體電壓報表如表3所示，每隔10分鐘記錄一次電池的單體電壓，可以非常直觀、清晰的展現該站電池單體的性能情況，判斷落后單體進行精準維修。表3是岑溪馬路鎮馬路街基站2#蓄電池組放電70分鐘后的電池單體電壓表，可以清晰看到有7只落后單體。

表3 蓄電池單體電壓表

2.5 新入網局站和蓄電池添加功能

蓄電池管理系統可以通過這個功能模塊直接添加動環監控系統上面的局站和蓄電池組，不用在蓄電池管理系統上重新配置數據，目的是方便蓄電池管理系統擴容不斷入網的局站和蓄電池組。

3 系統的經濟性及推廣性評估

系統投入使用后每年可以為廣西省移動公司節約上百萬的蓄電池維護成本，而蓄電池管理系統基于動環監控系統研發的一個嵌入式軟件子系統，共用動環監控系統數據庫及底端的采集器硬件，研發成本低。蓄電池管理系統可以跟隨動環監控系統一起升級迭代，不用支出后期的維護費用，非常具有推廣價值。

4 結 論

蓄電池管理系統解決了蓄電池維護過度依賴一線維護人力的問題，經過測試和核對蓄電池管理系統的遠程控制電池放電及報表功能，滿足基站蓄電池維護精細化管理對功能自動化，數據準確性、及時性方面的要求。