工程数据库在移动基站设计与管理中的应用

刘骏

摘要：该文分析了移动基站设计与管理过程中数据处理存在的各种问题，提出利用工程数据库可以解决这些问题，并提出了工程数据库的设计方案，还提出将地理信息系统与移动基站工程数据相结合的思路。

关键词：工程数据库；移动基站；地理信息系统

中图分类号：TP311 文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)29-6887-03

移动通信基站设计、建设和管理是一项涉及多部门、多任务、多阶段、多技术领域及多种数据类型的复杂的系统工程[4]。传统的移动基站CAD系统在数据管理上基本沿用文件系统，程序功能模块之间数据的流动时通过数据文件的方式来实现的，每个应用系统都是孤立地、封闭地存储和管理自己的数据，缺乏数据库的支持，数据转换效率低，数据冗余，共享差，软件内部结构繁多，两个不同的CAD系统之间无法直接进行数据交换。这种数据管理方式已经不能满足移动基站工程设计的数据管理的要求。通过工程数据库的开发，实现对系统中的各种信息进行统一管理，可以达到软件资源和信息的高度共享和交换，避免不必要的冗余，从而达到软件集成的目的。

1 存在的问题

一个地级市一般有上千座无线基站，每个基站从选址勘测、设计、施工、扩容、维护等阶段要产生大量的数据。目前国内的移动基站工程实施过程中，大量的数据仅仅使用Excel表格存储；大量的CAD图纸、Excel表格和word文档等数据都是由普通的文件管理系统管理。这样必然会导致数据组织混乱、不共享、不准确、不一致、不安全、查询费力等问题，从而导致工程效率低下和成本高。

1.1数据低共享

由于没有统一的数据库，这就必然导致数据共享程度低，从而导致大量的数据冗余。例如，移动通信设计院将一座新建基站的图纸设计完成后，要分别发送给运营商，运营商对图纸进行审核，审核通过后交给通信施工队，通信施工队按照图纸进行施工，若未通过审核，则要通信设计院修改。在一套工程图纸设计、修改和完成的过程中，通信设计院、运营商和施工队之间数据不共享；通信设计院的工程师之间、运营商各部门之间数据不共享。

1.2数据不准确、不一致

例如，由于一个基站要不断地更换和添加设备，这样就导致这个基站的设备平面图经常变化。由于没有运用工程数据库，通信设计院在设计的过程中可能参照的是陈旧的工程图纸，其设计的设备安放位置很可能被其他设备占用，这样就导致设计失败。等到发现了这个错误，设计院就要重新查勘和设计，从而耗费了大量的人力物力，也影响了工程进度。再如，代维在每月的例行维护中，发现了有载频损坏。由于没有运用工程数据库，这一情况很难被及时反应到通信设计院一方。在这种情况下，设计院参照的数据就不准确。

1.3查询费力

由于没有运用统一的数据库，而且数据量很大，这就导致查询费力。例如，很多情况下，在一项基站扩容工程中，通信工程师必须在一千多个基站里手动查询相关数据。而且由于基站名称的不一致，导致很多数据查不到。

2 无线基站设计与管理数据分析

运用工程数据库的方法，通过建立面向移动基站工程的移动基站工程数据库，将移动基站工程各项活动联系在一起，建立数据流动的良好渠道，是解决集成化移动基站工程系统的良好途径。图1显示了移动基站工程各活动之间数据流动状况。

在移动基站选址阶段，首先是通信设计院协同运营商的工程建设和维护部根据用户的投诉情况、现有的网络覆盖、网络测试结果和未来规划等条件（这些都可从工程数据库中导入和导出）确定初步的选址范围。然后，运营商、土建设计院和通信设计院三方实地选址。其中基站周围的地理条件（地形、水文、道路等）、话务量状况（现有的话务量和未来的预计的话务量增长），土建状况（城市租赁机房的承重状况），配套资源状况（传输、供电、接地），站址物业的状况等大量数据都要录入到数据库中。

在移动基站设计阶段，建筑设计院和通信设计院根据基站选址勘测结果、技术标准和运营商的其他要求提出完整的设计方案，供运营商审核。这个阶段建筑图纸、机房图纸、网络规划结果等都是至关重要的数据，对于之后施工、扩容和运营必不可少。

在移动基站施工阶段，土建施工队和通信施工队分别根据建筑设计方案和通信设计方案完成施工，分别完成施工报告和相关数据并录入数据库中。运营商在工程完工验收后，将验收报告录入数据库中；监理方也按要求将监理报告录入到数据库中。

在移动基站运营阶段，代维将例行的维护报告录入到数据库中，根据每次的检查结果更新数据库中相关数据，例如正常运行的载频数目、可使用的地排孔数、可用的2M线对数。若是遇到新增和更新设备、基站扩容或基站搬迁，运营商、设计院和施工队分别运用工程数据库完成各自的工作。

无线基站工程数据库涵盖了无线基站工程活动中的各种数据，包括基本信息库，设计文件库，施工文件库，维护记录库，设备库，材料库，工程财务库等。每个库中又可分为多个子库，如基本信息库可分为地理状况库，物业状况库，配套资源库等。从中可以看出，工程数据库的组织并不依赖于移动基站工程活动中的不同过程，而是直接针对研究对象建立数据库，数据的流通因此更加通畅，数据的冗余因此更加减少[1]。

3 移动基站工程数据库的设计

3.1 数据模型

从移动基站工程设计过程中所需数据以及工程数据库系统的基本需求上看，如果对关系数据模型进行扩展，将关系模型与面向对象核心概念综合，构造对象—关系模型作为工程数据库的数据模型，将是一种适合移动基站工程数据库的数据模型。

对象-关系数据模型就是将关系模型和面向对象数据模型进行数据建模，真正数据处理的完成仍然在关系数据库中进行。对象-关系数据模型是对关系数据模型进行扩充，从而提供更为丰富的面向对象的类型系统并在关系查询语言中增加处理新增数据类型的成分，这样的扩充既要保留关系基础，同时又要提高建模能力。

3.2 数据标准化

存入工程数据库的数据必须进行标准化[5]。标准化一方面要尽量采用已有的行业或国家标准，尽量有利于系统的扩展。另一方面，在没有国家或行业标准的情况下，要结合实际情况进行分析，如基站的名称，可分为农村基站和城市基站两种类型，农村基站采取“乡镇名+村名+序号”的形式，城市基站采取“街道名+周围重要机构或建筑名称”的形式。

3.3 版本控制

移动基站工程设计是一个反复试探的过程，在设计过程中往往需要对多个方案进行对比和选择。因此要求工程数据库能够存储和处理多个方案的数据。在移动基站设计的过程中，设计方案存在一个产生和修改的过程，因此不同设计阶段的版本也有不同的状态。根据设计的需求大致将版本的状态划分为工作版本和有效版本[2]。

版本的管理模型通常有线性版本管理模型、树型版本管理模型以及有向无环图版本管理模型[6]。从无线基站设计的过程及特点来看，树型版本管理模型比较适合。

3.4 与GIS结合

地理信息系统是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，实时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统[3]。在无线基站建设中，所必须考虑的地形条件、道路交通状况、居民地分布情况等信息正是地理信息系统存储、管理和分析的对象，GIS可以大大使基站选址工作简化和优化；对于无线基站的传输设计来说，GIS系统就更为重要；GIS系统还是网络优化中必不可少的工具。

目前国内通信设计行业中常用的地理信息系统软件是MapInfo，其对网络选址、传输设计和网络优化很有用。可将MapInfo之类的GIS与移动基站工程数据相结合。

4 结束语

本文分析了移动基站选址勘测、建筑和通信设计、施工以及维护管理过程中出现的一系列数据处理的问题，提出用工程数据库方法来解决这些问题的思路和方法。目前国内还无无线基站工程数据库的研究，而公路、铁路等工程数据库已经相对成熟，无线基站工程数据库即可利用这些已成熟的技术并根据自身特点来实现。

参考文献：

[1] 胡霞光,王秉纲.工程数据库在公路设计与管理中的应用[J].交通工程运输学报,2001.

[2] 陈矗.工程数据库版本管理与并发控制研究[D].山东:山东科技大学,2004.

[3] 张立立，王康弘，潘朝裕.基于地理信息技术的山区农村无线通信基站选址研究[J].电信工程技术与标准化,2004.

[4] Schaft T,Doherr F,Urbas L. A conceptional design to employ engineering databases in mobile maintenance support systems. IEEE International Workshop on Factory Communication Systems[C]. 2008.

[5] 刘延亮.移动基站机房建设的标准化应用[J].电信工程技术与标准化,2008(7).

[6] 张雨,李郅威.简析工程数据库版本管理[J].科技信息,2011(24).