張環(huán)宇

（中國(guó)鐵塔股份有限公司，北京 100000）

0 引 言

針對(duì)交通紅綠燈、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、銀行營(yíng)業(yè)廳等網(wǎng)點(diǎn)在市電檢修、異常天氣等復(fù)雜因素造成市電停電時(shí)會(huì)影響其正常工作生產(chǎn)的問(wèn)題，中國(guó)鐵塔股份有限公司采用了一種不間斷電源（Uninterruptible Power System，UPS）+電池組+動(dòng)環(huán)監(jiān)控單元（Field Supervision Unit，F(xiàn)SU）的模式，向用電客戶提供一種綜合備電、動(dòng)環(huán)監(jiān)控、智能監(jiān)控等一體化服務(wù)解決方案，實(shí)現(xiàn)不間斷用電保障[1-3]。以監(jiān)控平臺(tái)為載體，研究當(dāng)UPS和鉛酸電池組等備電設(shè)備發(fā)生告警故障時(shí)，監(jiān)控平臺(tái)如何使用智能化的方式解決問(wèn)題，保障客戶24 h不間斷供電需求。

1 智能化監(jiān)控平臺(tái)設(shè)計(jì)

1.1 監(jiān)控平臺(tái)架構(gòu)

監(jiān)控平臺(tái)的架構(gòu)設(shè)計(jì)分為設(shè)備接入層、核心層、存儲(chǔ)層以及應(yīng)用層，如圖1所示。

圖1 監(jiān)控平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

在設(shè)備接入層，備發(fā)電設(shè)備（如FSU、UPS、鉛酸電池組及鋰電池組等）通過(guò)消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸（Message Queuing Telemetry Transport，MQTT）協(xié)議、傳輸控制協(xié)議（Transmission Control Protocol，TCP）接入監(jiān)控平臺(tái)。

核心層是監(jiān)控平臺(tái)的核心部分，包括接口服務(wù)器、業(yè)務(wù)告警機(jī)、注冊(cè)中心等。接口服務(wù)器負(fù)責(zé)上傳性能數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)至平臺(tái)，而業(yè)務(wù)告警機(jī)負(fù)責(zé)冗余告警的壓縮、告警的生成、告警的入庫(kù)處理等[4]。注冊(cè)中心負(fù)責(zé)存儲(chǔ)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)地址等信息，用戶可以從注冊(cè)中心查詢服務(wù)提供者的地址，并通過(guò)該地址調(diào)用服務(wù)提供者的接口服務(wù)，達(dá)到負(fù)載均衡高可用性的目標(biāo)。

存儲(chǔ)層是持久化層，業(yè)務(wù)的核心數(shù)據(jù)保存在Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中，歷史性能、歷史日志、實(shí)時(shí)性能數(shù)據(jù)保存在Kafka、MongoDB中[5]。

應(yīng)用層主要提供Web服務(wù)和備發(fā)電業(yè)務(wù)平臺(tái)的服務(wù)開(kāi)放，提供直觀化的監(jiān)控展示。

1.2 監(jiān)控平臺(tái)功能模塊

智能化監(jiān)控模塊主要分為數(shù)據(jù)采集模塊、告警處理模塊、工單派發(fā)模塊、短信推送模塊。

數(shù)據(jù)采集模塊主要接收設(shè)備主動(dòng)上報(bào)的性能數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)并傳輸?shù)奖O(jiān)控平臺(tái)，同時(shí)監(jiān)控平臺(tái)可以主動(dòng)下發(fā)指令來(lái)獲取設(shè)備的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)與設(shè)備數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)雙向交互。

告警處理模塊主要自動(dòng)接收設(shè)備的告警信息并上報(bào)，從設(shè)備維度進(jìn)行告警數(shù)量的壓縮，生成告警數(shù)據(jù)信息和告警工單。

工單派發(fā)模塊主要根據(jù)維護(hù)區(qū)域?qū)⒐巫詣?dòng)調(diào)度至對(duì)應(yīng)區(qū)域的運(yùn)維人員，實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)、快速排障。與此同時(shí)，模塊支持運(yùn)行維護(hù)工作的全過(guò)程管控，提供派單、接單、回單的全閉環(huán)流程。

短信推送模塊主要基于規(guī)則配置，監(jiān)控平臺(tái)無(wú)縫銜接短信網(wǎng)關(guān)，可以自動(dòng)觸發(fā)告警短信傳輸至客戶側(cè)、維護(hù)人員側(cè)，支持短信推送時(shí)間、接收手機(jī)號(hào)等信息的個(gè)性化配置。

2 智能化監(jiān)控平臺(tái)的流程及實(shí)現(xiàn)

通過(guò)Web端與移動(dòng)端App的數(shù)據(jù)匹配結(jié)合，為客戶提供發(fā)電服務(wù)提醒及設(shè)備告警的流程化處理等一系列智能化服務(wù)。

2.1 發(fā)電服務(wù)提醒

針對(duì)市面上客戶無(wú)法對(duì)備電點(diǎn)位備電續(xù)航時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行掌控的問(wèn)題，平臺(tái)通過(guò)短信推送為客戶提供智能化的發(fā)電服務(wù)提醒功能。當(dāng)市電停電、電池組開(kāi)始備電后，監(jiān)控平臺(tái)會(huì)根據(jù)電池組容量、負(fù)載功率、負(fù)載電壓以及實(shí)際放電電流等數(shù)據(jù)計(jì)算該點(diǎn)位的預(yù)計(jì)備電時(shí)長(zhǎng)，并給客戶推送短信，提醒客戶是否需要發(fā)電服務(wù)，并提供相關(guān)發(fā)電維護(hù)人員的姓名及電話號(hào)碼。當(dāng)備電時(shí)長(zhǎng)不滿足客戶供電需求時(shí)，客戶可以選擇發(fā)電服務(wù)，發(fā)電維護(hù)人員會(huì)匹配油機(jī)或鋰電池包趕往供電現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行發(fā)電操作，為生產(chǎn)網(wǎng)點(diǎn)提供電力保障。智能化發(fā)電流程如圖2所示。

圖2 智能化發(fā)電流程

2.2 告警處理流程

在備電設(shè)備的使用過(guò)程中，設(shè)備會(huì)因使用時(shí)長(zhǎng)、外部環(huán)境、接入側(cè)配電等問(wèn)題產(chǎn)生交流輸入中斷、溫度過(guò)高、電壓過(guò)壓以及電壓欠壓等信號(hào)量告警，客戶對(duì)這些設(shè)備告警的產(chǎn)生原因及如何處理并不專業(yè)，需要借助鐵塔側(cè)的相關(guān)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行處理。監(jiān)控平臺(tái)提供了一種智能化的告警處理流程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備告警的閉環(huán)處理。

當(dāng)UPS、FSU、鋰電池組存在異常問(wèn)題時(shí)，會(huì)上傳相關(guān)告警信號(hào)量到監(jiān)控平臺(tái)，例如FSU離線告警、交流輸入中斷告警、交流輸入停電告警以及總壓過(guò)壓保護(hù)等，監(jiān)控平臺(tái)會(huì)對(duì)相關(guān)告警進(jìn)行解析。對(duì)于緊急告警，根據(jù)中國(guó)鐵塔集團(tuán)的區(qū)域維護(hù)手段，將對(duì)應(yīng)的告警工單派發(fā)給區(qū)域的維護(hù)人員。維護(hù)人員通過(guò)移動(dòng)端App接單，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行故障處理。當(dāng)維護(hù)人員處理完成設(shè)備故障后，通過(guò)移動(dòng)端App填報(bào)回單信息，完成對(duì)應(yīng)告警工單的歸檔。智能化告警處理流程如圖3所示。

圖3 智能化告警處理流程

2.3 智能化監(jiān)控流程實(shí)現(xiàn)

以中國(guó)鐵塔10棟演示大廳為例，當(dāng)客戶使用監(jiān)控平臺(tái)Web端和移動(dòng)端App后，進(jìn)行發(fā)電服務(wù)提醒和告警處理的全流程貫通。監(jiān)控設(shè)備類型展示如圖4所示。

圖4 監(jiān)控設(shè)備類型展示

在發(fā)生停電告警或停電告警恢復(fù)時(shí)，會(huì)發(fā)送相關(guān)短信推送。具體收到的短信截圖如圖5所示。通過(guò)短信配置告警接單人，填寫(xiě)維護(hù)人員手機(jī)號(hào)。

圖5 告警短信推送

首先，當(dāng)設(shè)備產(chǎn)生告警時(shí)，監(jiān)控平臺(tái)會(huì)自動(dòng)生成相關(guān)告警信息，交流輸入中斷告警如圖6所示。

圖6 監(jiān)控Web端告警展示

此時(shí)，相關(guān)告警自動(dòng)同步至移動(dòng)端App中，如圖7所示。

圖7 移動(dòng)App端告警展示

其次，根據(jù)告警類型自動(dòng)生成工單，并派發(fā)工單任務(wù)至一線維護(hù)人員的移動(dòng)端App處。告警工單信息展示如圖8所示。

圖8 告警工單信息展示

再次，維護(hù)人員通過(guò)移動(dòng)端App接單。移動(dòng)端App接單界面如圖9所示。

圖9 移動(dòng)端App接單界面

最后，當(dāng)維護(hù)人員處理完故障后，通過(guò)移動(dòng)端App進(jìn)行回單操作，填報(bào)回單信息并完成工單歸檔。移動(dòng)端App回單界面如圖10所示。至此，故障處理流程結(jié)束，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程閉環(huán)管理。

圖10 移動(dòng)端App回單界面

3 結(jié) 論

以客戶使用電池組設(shè)備進(jìn)行備發(fā)電為背景，探索一種智能化的發(fā)電服務(wù)提醒與告警閉環(huán)處理流程。采用監(jiān)控平臺(tái)Web端、監(jiān)控平臺(tái)移動(dòng)端App相結(jié)合的手段進(jìn)行設(shè)備告警信息的監(jiān)控，采用短信推送和工單推送的方法完成對(duì)故障的閉環(huán)處理。采用智能化的手段，將維護(hù)人員信息、故障告警信息、故障告警工單以及故障處理狀態(tài)進(jìn)行匹配關(guān)聯(lián)，完成故障的智能化閉環(huán)處理，解決客戶使用過(guò)程中的設(shè)備維護(hù)問(wèn)題。由于研究時(shí)間較短，本文只提供了短信推送的發(fā)電流程管理，對(duì)于平臺(tái)進(jìn)行自主化發(fā)電功能并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，因此后續(xù)需要研究平臺(tái)觸發(fā)發(fā)電的判定條件，同時(shí)實(shí)現(xiàn)發(fā)電的自動(dòng)化派單模式。針對(duì)不同的行業(yè)客戶，在設(shè)備使用過(guò)程中需要關(guān)注設(shè)備的使用情況、老化情況。