摘要：隨著網(wǎng)絡(luò)強國戰(zhàn)略和“雙碳”戰(zhàn)略的深入實施，通信基站的穩(wěn)定高效運行對經(jīng)濟社會發(fā)展具有非常重要的意義。本文對動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)、智能維護系統(tǒng)進行探討，通過通信基站的日常巡檢維護及隱患故障識別的新老模式對比可以看出，新模式下配套設(shè)備狀態(tài)分析預警、隱患故障快速定位修復、相關(guān)制度執(zhí)行情況監(jiān)督等較傳統(tǒng)模式均得到顯著改善，通信基站數(shù)字化治理能力得到進一步提升。

關(guān)鍵詞：通信基站；動環(huán)監(jiān)控；智能維護；數(shù)字化

一、引言

隨著經(jīng)濟社會的飛速發(fā)展，移動通信網(wǎng)絡(luò)扮演著更加重要的角色?！胺灿腥藷熖帲杂型ㄐ潘?。為了使用戶享受到高質(zhì)量的通信服務(wù)，通信基站廣泛分布在各種場景。在日常維護中，一般通過傳感器監(jiān)測及人工現(xiàn)場巡檢的方式來提高通信基站的運行穩(wěn)定性。隨著動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)和智能維護系統(tǒng)的持續(xù)深化部署，隱患故障排查處理效率較低等問題得到不斷改善，有效促進了通信基站數(shù)字化、精細化管理。

二、動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)

（一）系統(tǒng)架構(gòu)

動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)常用于對目標場景的動力配套設(shè)備及運行環(huán)境進行實時監(jiān)測控制，主要由監(jiān)控中心（Supervision Center，SC）、動環(huán)監(jiān)控單元（Field Supervision Unit，F(xiàn)SU）和監(jiān)控對象（Supervision Object，SO）組成。

監(jiān)控中心SC：SC位于動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的最頂層。SC通過預先設(shè)定的規(guī)則和模型，對FSU各類信號值進行分類處理，以實現(xiàn)性能監(jiān)控、告警管理、設(shè)備配置、設(shè)備升級等管理功能[1]。

動環(huán)監(jiān)控單元FSU：FSU主要負責SO性能告警信息上傳以及SC控制指令下達。為保證數(shù)據(jù)傳遞的穩(wěn)定、可靠，F(xiàn)SU與SO之間通過信號線直接聯(lián)通，并通過通用或?qū)Ｓ脜f(xié)議進行解析適配。

監(jiān)控對象SO：SO位于動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的底層，分為智能設(shè)備和非智能設(shè)備。常見的智能設(shè)備包括開關(guān)電源、空調(diào)、門禁等。常見的非智能設(shè)備包括水浸傳感器、溫濕度傳感器、煙霧傳感器等。

（二）功能應用

動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)功能應用主要包括數(shù)據(jù)采集、遠程控制、工單管理等[2]。

數(shù)據(jù)采集：對納入監(jiān)控范圍內(nèi)的各類智能和非智能設(shè)備進行性能告警數(shù)據(jù)采集，并將采集到的各類數(shù)據(jù)存儲在FSU存儲模塊或云端服務(wù)器。

遠程控制：結(jié)合實際生產(chǎn)需要，SC遠程對SO相關(guān)告警參數(shù)（例如高溫告警閾值、低溫告警閾值、開關(guān)電源直流電壓閾值等）進行調(diào)整。

工單管理：SC根據(jù)FSU上報的性能數(shù)據(jù)，結(jié)合系統(tǒng)告警判定規(guī)則，對不同等級的告警派發(fā)相應工單，維護人員完成故障處理后實現(xiàn)工單閉環(huán)。

三、智能維護系統(tǒng)

（一）系統(tǒng)架構(gòu)

智能維護系統(tǒng)通過智能化設(shè)備數(shù)據(jù)采集、AI算法識別、告警自動分析等手段來進一步增強通信基站數(shù)字化管控能力，主要包括終端層、邊緣層、平臺層和應用層（如圖1所示）。

其中，終端層是整個智能維護系統(tǒng)的神經(jīng)末梢，承載著現(xiàn)場多種數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵任務(wù)；邊緣層對圖片和視頻數(shù)據(jù)等進行整合處理后，將相關(guān)數(shù)據(jù)和觸發(fā)事件上傳至AI中臺及綜合網(wǎng)管平臺；平臺層統(tǒng)籌全局數(shù)據(jù)的存儲處理以及邊緣層的有效管理；應用層專注于提供智能巡檢等具體專業(yè)的垂直應用服務(wù)。

通信基站現(xiàn)場部署設(shè)備主要包括邊緣網(wǎng)關(guān)和室內(nèi)外攝像頭（如圖2所示）。

邊緣網(wǎng)關(guān)通常安裝在機房或機柜內(nèi)部，根據(jù)后臺指令，執(zhí)行遠程控制、數(shù)據(jù)分析、AI算法及數(shù)據(jù)上傳等功能。攝像頭通常安裝在機房內(nèi)或鐵塔上，實現(xiàn)對通信基站配套設(shè)備等的實時視頻數(shù)據(jù)采集，根據(jù)設(shè)定規(guī)則將相關(guān)數(shù)據(jù)上傳至邊緣網(wǎng)關(guān)。

（二）功能應用

智能維護系統(tǒng)目前較成熟應用包括智能巡檢、智能資管、智能出入站等。

智能巡檢：通過攝像頭對通信基站運行情況進行遠程巡檢，后臺人工對巡檢結(jié)果異常的站址進行審核及工單派發(fā)，有效提高基站巡檢及隱患故障識別效率。

智能資管：通過AI算法對不同時刻現(xiàn)場設(shè)備照片進行識別比對，后臺人工對疑似設(shè)備變動事件進行審核及工單派發(fā)，有效提高系統(tǒng)和現(xiàn)場資產(chǎn)數(shù)據(jù)一致性。

智能出入站：通過電子圍欄、人形檢測等AI算法，有效解決傳統(tǒng)進出站管理所存在“身份鑒權(quán)、稽核手段”等問題，進一步加強通信基站進出管理。

探索中的功能應用主要包括預警分析、隨工驗收等。預警分析將FSU傳感器實時性強、智能維護可靠性高的特性充分互補，實現(xiàn)隱患故障快速定位。隨工驗收通過智能維護攝像頭對現(xiàn)場作業(yè)事前、事中、事后進行遠程監(jiān)管，促進維護作業(yè)真實性、規(guī)范性管控。

四、基站日常巡檢

（一）傳統(tǒng)巡檢

日常巡檢是確保通信基站正常運行的重要舉措之一。維護人員按照一定頻次（一般地，機房類、鐵塔類巡檢周期分別為每季度、每半年）上站進行傳統(tǒng)巡檢，巡檢內(nèi)容主要涵蓋基站環(huán)境、設(shè)備狀態(tài)、安全性能等。

其中，基站環(huán)境主要包括環(huán)境整潔情況、溫度、濕度等方面；設(shè)備狀態(tài)主要包括設(shè)備外觀、性能參數(shù)等方面；安全性能主要包括門鎖、接地、消防等方面。維護人員如實記錄巡檢情況，針對異常問題，可以現(xiàn)場處理的及時解決，無法現(xiàn)場處理的及時報告反饋。

（二）智能巡檢

智能巡檢包括自動巡檢和半自動巡檢。

1.自動巡檢

自動巡檢流程包括任務(wù)配置、任務(wù)執(zhí)行、告警核實、工單閉環(huán)等部分（如圖3所示）。

（1）任務(wù)配置。根據(jù)通信基站日常管理需要，設(shè)置包括門鎖、開關(guān)電源、電池、饋線窗等攝像頭預置位，同時自定義巡檢頻次，通常為每日或每周。

（2）任務(wù)執(zhí)行。按照所配置任務(wù)，邊緣網(wǎng)關(guān)調(diào)用攝像頭對預置位進行數(shù)據(jù)采集，并通過AI算法進行判斷識別、結(jié)果上傳，AI識別存在差異的事件進入到下一步。

（3）告警核實。后臺人工對（2）中異常事件進行校驗核實，根據(jù)預先設(shè)置規(guī)則，進行工單派發(fā)或事件清除。

（4）工單閉環(huán)。維護人員根據(jù)工單內(nèi)容上站處理相關(guān)問題，處理完成并稽核無誤后，完成工單歸檔。

2.半自動巡檢

考慮到流量使用、巡檢時長等問題，一般對通信基站門鎖等重要位置進行自動巡檢。如果要涵蓋自動巡檢未涉及的區(qū)域，則要進行半自動巡檢。半自動巡檢主要通過后臺人工調(diào)用攝像頭的方式進行。系統(tǒng)定期（如每季度、每月等）為全量部署智能維護設(shè)備站點下發(fā)半自動巡檢計劃，后臺人員結(jié)合巡檢計劃，調(diào)用對應攝像頭，逐項完成遠程巡檢項目核查，并在系統(tǒng)中詳細記錄每一項巡檢結(jié)果。根據(jù)預先設(shè)置規(guī)則，進行工單派發(fā)或事件清除。維護人員根據(jù)工單內(nèi)容上站處理相關(guān)問題，處理完成并稽核無誤后，完成工單歸檔。

傳統(tǒng)巡檢以人工現(xiàn)場巡檢的方式進行，維護人員現(xiàn)場對通信基站環(huán)境、配套設(shè)備等進行逐項排查，該方式的隱患故障識別準確率較高。但是由于通信基站數(shù)量多、分布廣，在一定程度上，傳統(tǒng)巡檢存在巡檢效率低、隱患識別及時性差、巡檢質(zhì)量不易把控等問題。隨著智能巡檢的不斷優(yōu)化，可有效提高隱患故障識別及時性，通過預檢預修，進一步提高通信基站運行穩(wěn)定性，實現(xiàn)設(shè)備資產(chǎn)延壽增值。

五、基站隱患識別

（一）傳統(tǒng)隱患識別

傳統(tǒng)模式下，通信基站的隱患故障識別手段主要包括定期上站巡檢、系統(tǒng)告警監(jiān)測、運營商或業(yè)主通知等。相比于其他方式，定期上站巡檢憑借可以更加準確地識別隱患故障，而占到主導地位，但是在實際生產(chǎn)過程中，其在隱患故障識別效率、處理質(zhì)量等方面仍有一定提升空間。系統(tǒng)告警監(jiān)測作為傳統(tǒng)管控手段，存在告警量大、冗余告警較多等問題，導致維護人員重復或無效上站等現(xiàn)象，相關(guān)告警分析處理亟待優(yōu)化。

（二）數(shù)字化隱患識別

數(shù)字化隱患識別旨在對動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)、智能維護系統(tǒng)以及其他系統(tǒng)平臺數(shù)據(jù)進行歸集整合，將動環(huán)監(jiān)控傳感器實時性強、智能維護攝像頭可靠性高的特性充分互補，通過自動加權(quán)分析，實現(xiàn)隱患故障快速定位、工單精準高效派發(fā)，有效促進基站現(xiàn)場質(zhì)量及相關(guān)工作管理效率提升（如圖4所示）。

例如，通過對告警數(shù)據(jù)（FSU煙霧告警、水浸告警、門禁告警等）、性能數(shù)據(jù)（FSU機房環(huán)境溫濕度等）、AI算法（智能維護煙感、水浸、天氣識別等）和其他數(shù)據(jù)（起租訂單、上站記錄等）關(guān)聯(lián)分析，對相關(guān)告警真實性以及現(xiàn)場行為做出快速精準判斷。在重大活動或惡劣天氣下，使用智能維護攝像頭，結(jié)合FSU數(shù)據(jù)，對重點場景輪巡監(jiān)控（如圖5所示），以實時分析研判現(xiàn)場道路擁堵及受災等情況，促進搶修調(diào)度、應急指揮等工作高效開展。例如在2023年汛期期間，通過對某地市500余重點保障站址約7000站次輪巡核查，主動發(fā)現(xiàn)進水隱患2處并第一時間完成整改，減少損失預計30萬元。相比于傳統(tǒng)的隱患識別方式，數(shù)字化隱患識別提供了更加便捷、更加準確的決策支持，但是在直觀性方面有所局限。

在實際應用中，應取長補短，發(fā)揮不同隱患識別模式的優(yōu)勢，逐步提升“制管為基，技管為主，人管為輔”的智能化運維能力。

六、結(jié)束語

通過動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)和智能維護系統(tǒng)的深化應用，傳統(tǒng)通信基站的日常巡檢和隱患識別等效率得到顯著提升，相關(guān)制度執(zhí)行得到有效監(jiān)督，通信基站現(xiàn)場質(zhì)量得到明顯改善。持續(xù)探索FSU、智能維護及硬件融合的協(xié)同應用，能夠?qū)崿F(xiàn)更精準的故障定位、更快速的故障處理和更全面的數(shù)據(jù)分析。

作者單位：李尚坤 中國鐵塔股份有限公司河南省分公司

黃偉 中國鐵塔股份有限公司

周磊 中國鐵塔股份有限公司鄭州市分公司

參考文獻

[1]胡俊杰.新一代網(wǎng)絡(luò)化智能動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)研究與開發(fā)[D].杭州電子科技大學， 2016.

[2]魏立斌.通信基站鐵塔動力及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)化與改進[D].蘭州理工大學， 2019.