智能化在通信基站维保中的应用

闫献培

(山西省邮电建设工程有限公司,山西 太原 030000)

0 引言

随着5G基站的大量兴建,目前铁塔公司运维的基站已经达到170万座,且基站的数量呈现上升的态势。但是,由于人力成本的不断高涨,运维公司每年的成本费用不断增加[1]。运维人员的数量无法与新建基站的数量相匹配。此种局面导致基站巡检的周期不断拉长。很多基站的故障无法及时发现。此现象极大影响了周边范围内的移动通信服务。对于某些偏远型基站,运维人员较难前往。运维人员是否到场,运维工作是否执行到位,都无法得到有效监控。长此以往,基站运维的质量大打折扣。很多基站由于运维不及时,“小病成大害”。基站所有公司遭受了较大损失。因此,通信基站新维保技术的引入迫在眉睫。笔者尝试将智能化运维技术引入通信基站的运维,为通信基站的高效运维提供参考。

1 智能化技术分析

智能化运维技术是指通过将计算机技术、现代控制技术、人工智能等先进科学技术进行有效融合,并运用于某一特定行业的一类前沿科学技术。智能化技术较早应用于工业领域,尤其是在能源、化工领域。上述领域存在一定危险性。每年相关从业者伤亡的新闻屡见不鲜。在“以人为本”的发展理念下,此种生产模式显然无法适应新发展理念。为此,工业智能化的初衷在于通过先进的科学技术将从业人员从危险的环境中解放出来,进而实现工业的安全生产。为此,以智慧矿山为代表的智能化监控平台被广泛应用其中[2]。该平台的建立实现了工业生产现场的动态感知,针对关键工序、关键过程、关键参数进行了全方位监控。针对可能出现的故障可以做到及时发现,及时处理,将故障扼杀在萌芽状态内。即使出现故障,很多工业设备都具备了故障提示功能。此功能可有效帮助维保人员快速锁定故障,快速进行故障排除,进而大幅提升运维效率。

整个智能化监控平台根据实际需要分为若干个层级。最底层的控制系统代表了各关键设备。设备的关键参数通过通信协议采集到设备端的控制系统中。各底层的控制系统通过总线通信协议实现监控数据的上传。整个通信总线不仅可实现数据的传输,也可接收上层监控系统发出的控制命令[3]。此种方式就可实现设备的远程监控。最上级的平台可实现最大的有效监控。此外,物联网的有效应用使设备厂商远在千里之外也可实现针对设备运行数据的有效监控。设备厂家可及时了解设备运行状态,并进行维保提示。此种模式在正常的维保下可促使设备长时间稳定运行。

2 通信基站运维现状分析

通信基站在进行运维时,以下3点问题较为突出。

2.1 通信基站的电源供应

通信服务属于重要的民生保障业务,需要24 h不间断进行电力的供应。在通常情况下,基站通过市电进行电力供应。基站内安装的电表进行电费的计量。在市电断电情况下,启动基站的备用电系统进行应急供电。应急供电主要依靠蓄电池完成。对于损耗的电量,蓄电池在市电供应的时候完成补充。电表的计量需要人工完成统计,较为费时费力。蓄电池的健康与否无法进行及时诊断。某些蓄电池无法得到及时维修。上述现象轻则影响通信基站内的紧急状态下的电能供应,重则会引起通信基站发生火灾,产生较大的经济损失。

2.2 通信基站周边的自然环境

很多通信基站是处于偏远地区或者山区,其周边自然环境较为复杂。从维护人员的角度出发,对此类基站维护一次的时间约为市区内同类型基站维护时间的数倍以上。由于自然气候条件的复杂多变,很多基站的周边环境处于未知状态。例如,当出现大范围的雨雪、洪水等极端天气时,会对基站的运行安全造成极大威胁。如果能够提前进行自然环境的动态感知,可以及时了解自然环境的数据,比如及时获取基站内的温度、水位等参数。当基站内的温度、湿度、水位异常时,运维人员可以及时进行基站的断电等操作,确保基站电气设备的安全。

2.3 通信基站的空调运行状态

通信基站通常在山顶、楼顶、高山上进行安装,其内部为密闭空间。由于太阳光的长时间照射与电子器件长时间运行产生的热量,基站内的室温较高。设计人员通过使用空调进行室内降温。在后期的运维中,基站管理人员无法及时获取基站内空调的运行状态。空调出现的故障只能依靠运维人员在进行巡检时发现。由于巡检具有周期性,基站内长时间的高温、高湿会对电子器件产生较大损害,进而造成重大的经济损失。为了达到良好的控温效果,基站内的空调一直持续运行。北方夏季呈现出明显的昼热夜冷现象。针对此种现象,设计人员可以利用远程控制技术实现空调的差异化运行。物联网技术的应用为空调系统的远程监控提供了硬件支撑。空调的智能化运维不仅可以有效提升空调系统的工作效率,而且可以直接有效缩减基站电耗。由于全国通信基站数量众多,空调系统进行智能化运维手段具有明显的降本效应。

3 通信基站的智能化维保措施

针对现有的通信基站运维瓶颈,运维企业管理人员应当重新定义基站运维服务模式。针对现有通信基站进行智能化改造。根据基站运维的特点,设计人员进行如下关键数据的采集。设计人员搭建视频管理监控系统,该方式可实现某些关键基站的可视化运维。视频监控可较为直观显示基站内的动态画面并进行监控画面存储,以便于今后进行视频回看。设计人员加装水浸监测传感器、温湿度传感器、烟雾传感器、电量计量传感器、蓄电池电压监测传感器等监测装置,有效实现通信基站内部的监测数据动态感知。空调系统可远程进行运行温度的设定与远程开关机与运行状态的反馈。基站加装门禁系统。运维人员进入基站必须通过门禁系统。维保人员的进出信息会被有效记录并进行数据上传。当有非工作人员闯入时,门禁系统可实现自动报警并进行数据发送,提示该基站遭受非法侵害。所有的监测数据通过数据采集单元进行采集之后,通过物联网进行数据的远程发送。该套设备的部署在一定程度上提升了通信基站的建设成本。但是,综合考虑其后期对基站运维的益处,此种应用方式可优先在偏远地区和较为重要的基站进行优先部署,其他通信基站根据实际需求进行评估后进行此类的改造。

运维系统将运维人员由问题发现者转变为具体问题的解决者。通过采用物联网、现代控制等技术实现通信基站底层关键数据的采集与发送。监控系统通过通信协议实现做好各通信基站的数据管理。通过采用集中式管理、动态化响应的方式实行基站的运维新管理模式,如图1所示。

图1 新管理模式

如图1所示,当区域内的各基站将运维数据传输至数据监控中心后,数据监控中心将各基站的运维数据进行集中监视、数据存储、后台数据分析。数据监控管理人员有权对运维人员进行调度。为了方便管理人员、运维人员的使用,可通过手机App实现移动端的数据监控。当某个基站出现数据告警或者故障时,管理人员根据报警内容在视频监控具备的条件下进行视频远程查看,确认基站内的运行状态。由远程维护人员进行远程故障诊断。当维护人员确认故障后,可将故障信息反馈至管理人员处。管理人员调度运维人员前往基站进行相关故障的处理。当故障处理完毕之后,运维人员向数据监控中心发送反馈信息。此种模式实现了运维的闭环管理,大幅提升了运维的工作效率。此外,通过维保时间提示等功能,管理人员可及时了解各基站的运行时长,设备制造厂商做好及时的设备保养,进而从总体上提升整套设备的运行寿命。

4 结语

智能化技术为通信基站的维保开辟了新发展思路。本文针对现有通信基站维保存在的突出问题进行了深入分析,并针对性提出了基于智能化的新维保思路,转变了现有低效率维保模式。设计人员针对通信基站运维的关键数据通过各类传感装置进行数据采集。采集后的数据通过物联网实现数据的远程发送。数据监控中心进行数据的接收、存储、处理工作以及人员调度等工作。此种模式实现了基站运行数据的穿透式管理以及运维人员的高效率使用,为通信基站的运维效率提升与人力成本的降低提供了参考。