通信基站蓄電池管理方案探討

胡振華，李 坦

（中國鐵塔股份有限公司安徽省分公司，安徽 合肥 230088）

0 引 言

鐵塔基站現(xiàn)有蓄電池種類繁多，受運行條件影響，性能下降較快，且蓄電池質(zhì)量參差不齊，資產(chǎn)運營單位每年都要投入大量人力、物力和財力維修或更換蓄電池，尤其是隨著動力電池的梯次利用模式的逐步擴大，基站蓄電池的維護與管理變得更加復(fù)雜。

在當前基站運維模式下，蓄電池運維完全依靠人工上站巡檢和手動排查故障，皆是在故障發(fā)生且已經(jīng)影響到實際網(wǎng)絡(luò)運行時才能發(fā)現(xiàn)故障，處理故障，無法進行主動維護，網(wǎng)絡(luò)運行質(zhì)量下降不可控，最終導(dǎo)致客戶的網(wǎng)絡(luò)體驗差，經(jīng)濟效益、社會效益受到極大負面影響。實際生產(chǎn)過程中，一線運維人員在現(xiàn)場很難準確判定蓄電池故障，而在發(fā)現(xiàn)故障后，還需要上報故障至后臺技術(shù)人員，且反饋的信息并不全面，經(jīng)由后臺技術(shù)人員分析故障后方可進行上站操作，故障解決時間較長，很可能影響基站的正常運行。

當前這種隱患被動發(fā)現(xiàn)的方式，決定了無法及時獲知蓄電池運行狀態(tài)和發(fā)現(xiàn)蓄電池的故障信息。依靠人工上站巡檢排查，不僅浪費人力物力，而且手動統(tǒng)計故障報警、日志，工作效率低下，在出現(xiàn)故障后，無法迅速準確定位故障，排查故障時間較長，同時在維護改造立項及運營商維護驗收談判時，無法對蓄電池設(shè)備進行隨時隨地的監(jiān)管和測試。

對通信基站蓄電池資產(chǎn)的監(jiān)控、維護和管理一直存在諸多問題，亟需建立一個蓄電池“系統(tǒng)監(jiān)控、系統(tǒng)配置和系統(tǒng)操作管理”的平臺，實現(xiàn)對蓄電池資產(chǎn)的有效管理。

1 蓄電池有效管理總體方案

蓄電池監(jiān)控管理系統(tǒng)由蓄電池共用管理器、開關(guān)電源、FSU及運維監(jiān)控平臺組成，可將所有蓄電池納入監(jiān)控管理系統(tǒng)，實時進行狀態(tài)監(jiān)測和故障報警，并可通過遠程方式實時查看蓄電池運行狀態(tài)和故障信息，遠程設(shè)置蓄電池參數(shù)，一旦發(fā)現(xiàn)故障隱患或不正常現(xiàn)象，可以提前預(yù)判并提前處理故障，極大地降低風險成本，保障后備續(xù)航時間，保證基站電源系統(tǒng)的順利正常運行。該系統(tǒng)還可遠程進行蓄電池維護，自動分析蓄電池的各項參數(shù)，大大降低蓄電池維護成本，提高蓄電池維護效率。蓄電池系統(tǒng)有效管理方案圖如圖1所示

圖1 蓄電池系統(tǒng)有效管理方案圖

2 蓄電池有效管理系統(tǒng)功能分析

2.1 蓄電池故障告警

應(yīng)用蓄電池管理系統(tǒng)，可主動實時監(jiān)測蓄電池的各項運行參數(shù)，如蓄電池單體電壓及均衡性、蓄電池端電壓、充放電電流以及蓄電池溫度等，做到在發(fā)生故障時實時報警，并將故障信息和運行信息直接上傳至FSU，進而通過FSU上傳至運維監(jiān)管平臺，第一時間反饋充足有效的故障狀態(tài)信息和運行信息，省去人工巡檢，利于迅速解決故障問題。同時，系統(tǒng)會自動生成報表和日志，迅速定位和快速排查故障。

系統(tǒng)會對各項運行數(shù)據(jù)和標稱參數(shù)、歷史數(shù)據(jù)進行對比分析，當發(fā)現(xiàn)運行參數(shù)出現(xiàn)異常而未達到告警閾值時，系統(tǒng)會實施綜合判斷，提前預(yù)判故障，第一時間解決蓄電池問題，保障損失最小化。

2.2 蓄電池運行參數(shù)遠程設(shè)置

運維監(jiān)管平臺可遠程選擇查看各站點蓄電池的運行參數(shù)，也可遠程修改蓄電池的各項參數(shù)設(shè)置，如蓄電池均充電壓、浮充電壓、一次下電電壓、二次下電電壓以及各告警參數(shù)設(shè)置和保護參數(shù)設(shè)置。蓄電池能實現(xiàn)參數(shù)的遠程設(shè)置，是其實現(xiàn)遠程維護的前提和基礎(chǔ)。

2.3 蓄電池續(xù)航時間遠程測試

蓄電池監(jiān)控管理系統(tǒng)可通過運維監(jiān)控平臺遠程連接上基站端的FSU，下發(fā)蓄電池續(xù)航時間測試指令，基站端接收到指令后，通過調(diào)整電池共用管理器和開關(guān)電源的相關(guān)參數(shù)，實現(xiàn)蓄電池的充放電，并實時記錄充放電數(shù)據(jù)，在測試完成后將數(shù)據(jù)打包上傳，生成報表和測試報告。系統(tǒng)可實現(xiàn)單個站點測試，也可集中化批量測試。此外，系統(tǒng)可通過遠程或本地設(shè)置，定時或定期自動完成續(xù)航時間測試，并將測試數(shù)據(jù)上傳，系統(tǒng)后臺保存所有測試數(shù)據(jù)并生成報表，實現(xiàn)蓄電池全生命周期的監(jiān)控和管理。

當測試發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)蓄電池續(xù)航能力發(fā)生明顯變化或達不到后備保障時長時，會產(chǎn)生蓄電池續(xù)航能力不足故障報警信號，并將該站點調(diào)入蓄電池續(xù)航能力不足站點告警庫。而當發(fā)現(xiàn)蓄電池續(xù)航能力超過所需配備續(xù)航能力的1.2倍時，會將該站點調(diào)入蓄電池冗余容量調(diào)出庫。所有續(xù)航能力不足站點按區(qū)域局站解決，充分挖掘現(xiàn)有資源，盡量使用蓄電池冗余容量調(diào)出庫實施合理搭配解決，降低蓄電池維護成本和基站運營成本[1]。

蓄電池監(jiān)控管理系統(tǒng)可遠程自動完成續(xù)航時間測試，定時完成對蓄電池性能的主動評估，降低人員技術(shù)能力要求，同時可自動生成日志和報表，大大降低運營成本和人力成本。

2.4 周期性遠程完成蓄電池均充工作

利用蓄電池監(jiān)控管理系統(tǒng)可遠程完成蓄電池周期性均充操作，只需在運維監(jiān)控平臺下發(fā)均充指令，系統(tǒng)即可自動完成均充工作，且在操作完成后上傳數(shù)據(jù)，自動生成報表。

系統(tǒng)周期性遠程完成均充工作可確保蓄電池均充操作如期進行，有利于提升電池健康度，延長電池使用壽命，同時節(jié)省了維護的人力成本。

當維護管理人員未定期對蓄電池進行均充操作時，系統(tǒng)將產(chǎn)生均充滯后報警，提醒維護管理人員及時完成遠程均充操作。

2.5 蓄電池參數(shù)糾錯檢驗

當前，基站蓄電池運行參數(shù)均靠人工現(xiàn)場設(shè)置，有可能出現(xiàn)差錯，且設(shè)置后很難被發(fā)現(xiàn)，即使在出現(xiàn)故障后也難以確定故障原因。此外，基站蓄電池易受運行條件的影響，如市電頻繁停電、開關(guān)電源參數(shù)設(shè)置不合理、停電時間過長和維護使用不當造成的過放電等，一段時間后，其性能往往會有所下降，屆時便會出現(xiàn)實際容量和匹配參數(shù)不對稱的問題。

蓄電池監(jiān)控管理系統(tǒng)通過實時監(jiān)測蓄電池運行數(shù)據(jù)，讀取當前設(shè)置參數(shù)，進行對比分析判斷，當運行數(shù)據(jù)和設(shè)置參數(shù)出現(xiàn)顯著差異和不對稱時，將發(fā)出報警信號，提醒維護管理人員遠程校驗和修改蓄電池和相關(guān)系統(tǒng)參數(shù)。

3 蓄電池有效管理系統(tǒng)故障處理流程

蓄電池監(jiān)控管理系統(tǒng)具備自動、準確的統(tǒng)一監(jiān)管平臺，可為技術(shù)人員和管理層提供完整的運行數(shù)據(jù)和故障信息，具有快速預(yù)判功能。當出現(xiàn)故障告警后，系統(tǒng)根據(jù)運行數(shù)據(jù)、故障信息和設(shè)備參數(shù)自動生成故障原因和建議解決方案，方便維護人員迅速完成故障定位并形成派單，盡可能減少維護人員誤操作。同時，系統(tǒng)可借助蓄電池續(xù)航能力不足站點告警庫和蓄電池冗余容量調(diào)出庫，自動生成擴容匹配清單，并按基站所屬區(qū)域和路徑自動生成派單，最大限度縮減故障排除和解決問題花費的時間，極大降低管理成本。

蓄電池監(jiān)控管理系統(tǒng)可根據(jù)故障告警信息和現(xiàn)場處理回單內(nèi)容自動生成蓄電池隱患告警庫，結(jié)合站點區(qū)域與故障優(yōu)先級，產(chǎn)生工程計劃單。維護人員根據(jù)工程計劃單逐站逐次解決，并在系統(tǒng)中記錄解決過程，解決完成后點擊確認“已解決”按鈕。系統(tǒng)將根據(jù)實際運行信息對“已解決”站點進行自動測試和校準，確認故障且告警取消后，再將該站點移出隱患告警庫，形成一個完整的閉環(huán)管理流程。

此外，系統(tǒng)還具備一整套報警升級流程，故障問題若未解決，報警將持續(xù)升級。例如，實時發(fā)送的蓄電池故障報警為L1級，如在一段時間內(nèi)未得到解決，將自動升級為L2級，若問題長時間未解決，將升級為L3級。系統(tǒng)派單將按故障優(yōu)先級排列。系統(tǒng)可按周期統(tǒng)計歷史事件，分析高頻故障，探尋故障根源，提高基站整體運營質(zhì)量。

4 結(jié) 論

蓄電池系統(tǒng)有效管理方案簡化了當前蓄電池維護管理流程，并基于統(tǒng)一的業(yè)務(wù)告警平臺，實現(xiàn)對故障告警的閉環(huán)管理，，可對蓄電池實施從日志、報警信息及報表信息的自動生成到歸檔的資產(chǎn)全生命周期管理，同時以自動化方式有效替代人工上站巡檢和上站均充操作，減少人工反復(fù)、低效上站量，大大提高維護資源的有效利用率，顯著降低蓄電池資產(chǎn)的運行維護成本，同時有效提升維護服務(wù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性，保障用戶暢享高速穩(wěn)定的移動通信網(wǎng)絡(luò)。