移动通信杆塔偏移度监测预警系统研究与应用

［玉荣娟］

1 引言

随着移动通信网络的发展，技术不断迭代，在一个通信杆上，同时存在多个网络设备是普遍情况，这也意味着通信杆的负荷运行会变得非常高。为了响应我国提倡的节约型社会和推动基础资源整合的政策，同一杆塔往往会被多家用户共享，这进一步增加了通信杆的运行负荷[1]。不仅如此，杆塔建设的地势往往十分复杂，面临着各种恶劣的自然环境，如大风、覆冰、滑坡等，这些环境对杆塔的安全性造成了较大的危害。同时，由于通信需求的特性，杆塔建设的周边往往会有比较密集的人员，这也给杆塔的安全性提出了更高的要求。传统的仪表测量方式需要人工现场测量和判断，有着诸多局限性，不能及时发现问题。因此，研究一种偏移度监测报警系统，通过安装在铁塔塔杆上的传感器，可以实现精确、可靠、有效地监测铁塔偏移度，帮助维护人员及时发现塔杆安全隐患，及时采取相应的措施，确保通信设施的安全性，预防发生人身事故。

2 系统原理

杆塔安全监测报警系统通过前端双抽倾斜传感器实时监测杆塔纵向和横向，将监测到的数据信息通过无线网络传输至后台监控分析中心[2]。维护管理人员可以通过图表、图形等方式查看数据信息[3]。如果杆塔发生异常，比如受到地基滑动、沉降和河水冲刷引起变形，该系统会立即报警，提醒维护人员及时关注和检查该杆塔的运行状况，避免通信安全事故的发生。

杆塔姿态监控管理系统由安装在杆塔上的“偏移度传感器”和安装在基站内的“姿态管控主机”及安装在运维中心的“网管中心服务器”和“客户端浏览器”组成，具体连接见图1 所示。

图1 系统组成示意图

远端采用“管控主机+偏移度传感器”作为杆塔姿态实时监测和管理设备。它不仅具备检测各个角度和经纬度等功能，还具备将检测数据远程上传给网管中心的功能。

网管中心由“网管中心服务器”+“浏览器”组成，作为维护铁塔状态、告警、统计、派单等方面的工具。网管中心采用流行的B/S 架构，方便多用户的并发访问，客户端只需要系统集成的IE 浏览器（Internet Explorer）即可，不需要新装客户端软件。网管中心主要负责保存“天线姿态管控主机”上传的数据，然后提供筛选、关联、分析、图表、数据导入导出、地图标注等功能，可与操作监控中心（OMC)关联，提供外部接口，为网络优化、运行维护提供支持。[4]

3 系统功能特点

杆塔姿态监控管理系统可以实时感知基站杆塔的姿态，用户随时随地可以通过任何能上网的终端（如PC、PDA、手机等）查看杆塔姿态[5]。该系统基于B/S 架构软件设计，易于软件升级和维护，可以在多系统应用平台上使用。用户可以从地理信息（WEB、GIS）服务器中按地区或基站杆塔名称查找基站杆塔信息。服务器集中部署，节约硬件成本、人员成本、安装成本和维护成本[6]。主要功能包括：

（1）杆塔的实时监测（方位角、倾角、垂直度、基站GPS 坐标）：可分为定时上报，或服务器主动获取（可由服务器端灵活设置）；数据传输方式可以经GPRS 或短信加密传输；

（2）杆塔异常报警：服务器端可以动态设置告警阀值；管理各基站杆塔的告警信息(文本方式、地图方式等) ；根据告警情况可生成派工单；

（3）支持杆塔姿态的实时监测：实时监测杆塔姿态垂直度，异常状态告警；

（4）支持远程升级：可经过无线网络在服务器端对指定的设备进行远程升级，便于后期的维护。

4 应用试点

设备的试运行是一个非常重要的阶段，其目的是确保设备的稳定性和可靠性[7]。为验证系统可行性，我们选取了3 个站点进行试运行：白云明珠工业贵塘、龙归夏园、太和为民小学。这些站点的杆塔类型均为单管塔，如图2所示，设备安装如图3、图4、图5 所示。在进行试运行时，需要注意以下几个方面。

图2 试点塔型

图3 传感器

图4 安装效果图

图5 管控主机

（1）确认设备的接线是否正确，避免因接线问题导致设备无法正常工作。

（2）检查设备的各项参数设置是否正确，如传感器的灵敏度、数据上传频率等。

（3）对设备进行全面的功能测试，包括数据采集、传输、存储和分析等多个环节。

（4）对设备的性能进行评估，包括功耗、稳定性、可靠性等多个方面。

（5）及时记录设备运行过程中的问题和异常情况，并进行分析和处理。

（6）根据试运行结果，及时修改和优化设备的配置和参数设置，提高设备的性能和稳定性。

在试运行期间，需要对系统的数据进行监控和分析，及时发现和解决问题。可以使用数据可视化工具对数据进行可视化，以便更好地了解系统的运行状态和性能表现。在试点期间，通过人为制造问题以测试系统性能，监控管理系统可以准确识别，数据如图6 所示。

图6 运行数据

5 社会效益

现在的存量通信杆数量众多，杆塔安全监测报警系统通过提供实时监测、远程数据传输和及时响应等功能，不仅降低了维护成本，及人员因素依然会影响测量结果，还能解决人员难以到达现场，不能及时巡检测量等问题，提高了基站的运行效率和稳定性，预防通信事故并保障人们正常使用通信服务[8]。

该系统可以避免通信安全事故的发生。凭借精确而可靠的监测功能和及时响应机制，它能够帮助预防潜在风险并阻止可能导致通信中断或故障的因素。这对于维护公共通信网络的稳定性、可靠性和安全性具有重要意义，保障了人们日常生活与工作中对通信设备的需求。

其次，通过无线网络将监测到的数据信息传至后台监控分析中心，并以图表、图形等方式供给维护管理人员查看。这种实时监测与远程数据传输技术大大简化了日常维护工作流程，并提升了工作效率。同时，在面对台风恶劣天气、人为突发事件或紧急情况时，可以快速采取相应措施来保障通信设备正常运行[9]。

6 结语

杆塔安全监测报警系统的应用不仅能够实时监控杆塔状态、帮助维护人员及时发现问题，还节省了大量人力资源，并保证了设施的安全运行。其在基站建设领域具有重要意义，为提高工作效率、减少风险和保障通信服务都有非常积极的意义。