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達到170萬座,且基站的數量呈現上升的態勢。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]。運維人員的數量無法與新建基站的數量相匹配。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現。此現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,運維工作是否執行到位,都無法得到有效監控。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的一類前沿科學技術。智能化技術較早應用于工業領域,尤其是在能源、化工領域。上述領域存在一定危險性。每年相關從業者傷亡的新聞屢見不鮮。在“以人為本”的發展理念下,此種生產模式顯然無法適應新發展理念。為此,工業智能化的初衷在于通過先進的科學技術將從業人員從危險的環境中解放出來,進而實現工業的安全生產。為此,以智慧礦山為代表的智能化監控平臺被廣泛應用其中[2]。該平臺的建立實現了工業生產現場的動態感知,針對關鍵工序、關鍵過程、關鍵參數進行了全方位監控。針對可能出現的故障可以做到及時發現,及時處理,將故障扼殺在萌芽狀態內。即使出現故障,很多工業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。

整個智能化監控平臺根據實際需要分為若干個層級。最底層的控制系統代表了各關鍵設備。設備的關鍵參數通過通信協議采集到設備端的控制系統中。各底層的控制系統通過總線通信協議實現監控數據的上傳。整個通信總線不僅可實現數據的傳輸,也可接收上層監控系統發出的控制命令[3]。此種方式就可實現設備的遠程監控。最上級的平臺可實現最大的有效監控。此外,物聯網的有效應用使設備廠商遠在千里之外也可實現針對設備運行數據的有效監控。設備廠家可及時了解設備運行狀態,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定運行。

2 通信基站運維現狀分析

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。基站內安裝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。上述現象輕則影響通信基站內的緊急狀態下的電能供應,重則會引起通信基站發生火災,產生較大的經濟損失。

2.2 通信基站周邊的自然環境

很多通信基站是處于偏遠地區或者山區,其周邊自然環境較為復雜。從維護人員的角度出發,對此類基站維護一次的時間約為市區內同類型基站維護時間的數倍以上。由于自然氣候條件的復雜多變,很多基站的周邊環境處于未知狀態。例如,當出現大范圍的雨雪、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境的動態感知,可以及時了解自然環境的數據,比如及時獲取基站內的溫度、水位等參數。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,確保基站電氣設備的安全。

2.3 通信基站的空調運行狀態

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。空調出現的故障只能依靠運維人員在進行巡檢時發現。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生較大損害,進而造成重大的經濟損失。為了達到良好的控溫效果,基站內的空調一直持續運行。北方夏季呈現出明顯的晝熱夜冷現象。針對此種現象,設計人員可以利用遠程控制技術實現空調的差異化運行。物聯網技術的應用為空調系統的遠程監控提供了硬件支撐。空調的智能化運維不僅可以有效提升空調系統的工作效率,而且可以直接有效縮減基站電耗。由于全國通信基站數量眾多,空調系統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

針對現有的通信基站運維瓶頸,運維企業管理人員應當重新定義基站運維服務模式。針對現有通信基站進行智能化改造。根據基站運維的特點,設計人員進行如下關鍵數據的采集。設計人員搭建視頻管理監控系統,該方式可實現某些關鍵基站的可視化運維。視頻監控可較為直觀顯示基站內的動態畫面并進行監控畫面存儲,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、蓄電池電壓監測傳感器等監測裝置,有效實現通信基站內部的監測數據動態感知。空調系統可遠程進行運行溫度的設定與遠程開關機與運行狀態的反饋。基站加裝門禁系統。運維人員進入基站必須通過門禁系統。維保人員的進出信息會被有效記錄并進行數據上傳。當有非工作人員闖入時,門禁系統可實現自動報警并進行數據發送,提示該基站遭受非法侵害。所有的監測數據通過數據采集單元進行采集之后,通過物聯網進行數據的遠程發送。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,此種應用方式可優先在偏遠地區和較為重要的基站進行優先部署,其他通信基站根據實際需求進行評估后進行此類的改造。

運維系統將運維人員由問題發現者轉變為具體問題的解決者。通過采用物聯網、現代控制等技術實現通信基站底層關鍵數據的采集與發送。監控系統通過通信協議實現做好各通信基站的數據管理。通過采用集中式管理、動態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,當區域內的各基站將運維數據傳輸至數據監控中心后,數據監控中心將各基站的運維數據進行集中監視、數據存儲、后臺數據分析。數據監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實現移動端的數據監控。當某個基站出現數據告警或者故障時,管理人員根據報警內容在視頻監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。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,運維人員向數據監控中心發送反饋信息。此種模式實現了運維的閉環管理,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,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展思路。本文針對現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,轉變了現有低效率維保模式。設計人員針對通信基站運維的關鍵數據通過各類傳感裝置進行數據采集。采集后的數據通過物聯網實現數據的遠程發送。數據監控中心進行數據的接收、存儲、處理工作以及人員調度等工作。此種模式實現了基站運行數據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。