關于通信企業油機發電監控應用模式的研究

王薇

哈爾濱移動公司 黑龍江 哈爾濱 150000

引言

目前通信企業針對油機發電監控管理的操作模式一般采用以下兩種方式：①基于人工的記錄方式，人工現場記錄油機發電機的發電開始時間，發電結束時間和發電量，并現場人工驗證是否為油機發電；②基于手機客戶端（以下簡稱MS）的監控方式，MS通過無線傳輸方式將其定位信息、油機發電機的發電開始時間和發電結束時間上傳至服務器，服務器驗證MS上報位置信息與通信基站位置信息的一致性以及通信基站的供電來源，并提醒監控人員。

人工記錄和驗證油機發電的有效性，統計工作量大、效率低，耗費大量的人力、物力和財力，且容易出錯，基于MS的油機發電監控模式缺乏科學的管理和調度支撐，會出現部分油機長期閑置未使用，出現油機報廢率高、油機被盜等現象，造成油機資源的浪費，無法合理化規范油機資源調度。在倡導精細化管理的背景下，采用信息化管理手段解決現有油機發電監控管理方式的弊端[1]。

1 基于MTR的智能油機發電監控管理系統架構

基于MTR的智能油機發電監控管理系統由發電機、智能數據采集器、監控中心和手機終端組成，可實現對油機發電的過程、時長的監控管理及油機使用的科學調度與維保管理。

1.1 基于MTR的智能油機發電監控管理系統功能組件

MTR的智能油機發電監控管理系統由管理軟件服務端、管理軟件PC終端、管理軟件App終端、前置發電機數據采集器，第三方平臺開放協議端口、各個端口均通過協議通信。服務器安裝于機房中，通過網絡進行權限訪問、數據提取。服務器和前端數據采集器每4分鐘一次心跳檢測瞬態上傳數據。通過網管接口將自動上報的油機發電數據呈現出來，便于監控、分析、管理；通過短信接口實現和移動短信網關的對接，用于與數據采集器的信息交互，同時傳送MTR測量報告；通過GPS接口實現對油機的定位，以進行油機精細化管理。

1.2 基于MTR的智能油機發電監控管理系統功能

1.2.1 油機發電機遠程發電。通過GPS模塊定時上傳發電機經緯度信息至中心服務器；中心服務器通過數據采集器上傳的發電機經緯度信息，生成發電機的地理分布圖，并顯示在監控終端[2]。當市電停電時，監控人員通過監控終端的監控管理平臺以短信方式下發油機發電通知至數據采集器，數據采集器觸發油機發電。

1.2.2 數據采集器的發電數據采集。市電與油機發電最大的不同是：市電相位是全網同步，而每個大型發電機都有個同步器進行同步，而發電由于功率小，供電范圍小，沒并網的要求，則沒有同步器，這樣市電和發電就有個相位差，數據采集器從服務器處讀取市電相位，比較現場采集到交流電的相位，判斷是否存在有相位差。

1.2.3 數據采集器與服務器信息交互。智能數據采集器通過無線傳輸方式（4G/WIFI）定時與強大的服務器進行信息交互，即發電數據的定時上傳服務器行為與數據采集器定時提取市電相位的行為，同時采集器通過SIM卡模塊定時上傳MTR測量報告，通過MTR小區數據與數據庫小區數據進行匹配，從而判斷油機歸屬小區的有效性，避免GPS模塊破壞導致的缺省位置驗證[3]。此外，當無網絡信號時，數據采集器可儲存300條當時信息，待有網絡信號時發送短信至服務器。

1.2.4 監控終端的發電數據管理。通過強大的服務器數據庫，監控終端網管平臺可呈現對發電進行全流程管控[4]，參照經緯度、基站LAC、CellID及油機發電類別識別發電真實性：①油機正常發電；②油機發電且空載；③市電發電；④市電且空載；⑤故障且油機發電；⑥故障、油機發電且空載；⑦故障且市電發電；⑧故障、市電且空載等信息。

1.2.5 遠程控制啟動功能。對搬運油機不方便、長期發電站點或需要設置一些固定油機在普通基站的情況及固定式柴油發電機均可安裝油機簡易自啟動控制器[5]，部分非自啟固定式柴油機可實現遠程控制啟動，并可回傳油機剩余油量、油機發電過程中的瞬態信息及有效發電時長。

1.3 基于MTR的智能油機發電監控管理系統管理軟件PC端

可通過任何可上網設備使用用戶名和密碼登錄查看，不受環境和條 件限制，操作方便快捷。

具體操作步驟及交互過程如下：

步驟一：發電機數據器采集器通過GPS模塊定時采集發電機經緯度信息，通過SIM卡模塊定時生成MTR測量報告，并將定位信息與MTR測量報告上傳至中心服務器；

步驟二：中心服務器通過數據采集器上傳的發電機經緯度信息生成發電機的地理分布圖，顯示在監控終端，并由MTR測量報告生成MTR數據庫，為后續油機的定位及小區歸屬提供數據支撐；

步驟三：當市電停電時，監控人員通過監控終端管理平臺以短信方式下發油機發電通知至數據采集器；

步驟四：數據采集器觸發發電，油機開始發電，并上傳發電開始時間至中心服務器，同時數據采集器定時從服務器讀取市電相位，比較當前發電相位與市電相位差，從而確認供電來源，上傳服務器；

步驟五：市電來電，數據采集器觸發發電機停止供電，油機中斷供電，并上傳發電結束時間至服務器；

步驟六：中心服務器記錄每次發電的油機編號、油機經緯度、發電開始/結束時間、發電量、供油量、小區信息及供電來源等，形成區域內所有油機發電的完整記錄。同時，服務器還可進一步二次判斷油機發電、疑似市電、空載發電。

1.4 基于MTR的智能油機發電監控管理系統管理軟件App端

發電機發電管理系統手機App端同時支持安卓和蘋果操作系統的應用，安裝系統包括發電管理、調度管理、報表管理、維保管理、維修管理、資產管理、報廢管理、參數設置、動力電源、加油管理、幫助、售后服務支持。具體操作功能詳細介紹：①發電管理：包含發電區域內基站名稱、發電機編號、開始發電時間、發電狀態，均可查詢或以地圖呈現，如基站系統定位的基站名稱與實際基站名稱有誤時，可直接修正；②調度管理：調度管理包含所屬區域內基站名稱、基站ID并點擊可查詢搜索范圍 （公里）、倉庫區域內存放發電機信息及某時段內所屬區域內發電機運行軌跡；③報表管理：所屬區域內發電次數、發電時長、手工補錄時長、發電費用等均可查詢詢；④資產管理： 列表顯示所屬區域、產權單位、使用單位分別有多少臺發電機總數；⑤參數設置：數據采集器安裝完成后，安裝人員填寫安裝表；⑥動力電源：發電中獲取電源負載電流值和油機功率核算出油耗；⑦維保管理和維修管理：發電機超時未維保和需維修時可填寫維修申請；⑧報廢管理：列表顯示區域內所有發電機，發電機需報廢時點擊該臺發電機，填寫報廢申請單；⑨加油管理：發電機需要加油時可點擊改油機填寫用油申請單；⑩系統幫助：系統設置、關于系統、離線地圖，售后服務支持、操作手冊和相關視頻等離線支撐。

2 基于云架構的智能油機發電監控管理系統

基于MTR的智能油機發電監控管理系統將管理軟件服務端和采集器設備升級，用發電云控中心呈現區域內各站點市電情況、油機剩余油量、電瓶電壓、油機運行數據及遠程控制發電機啟/停。基于云架構的智能油機發電監控管理系統相較于基于MTR的智能油機發電監控管理系統，新增功能：①市電停電發電機自動啟動，ATS自動轉換為油機電源給負載供電，市電來電發電機自動停機，ATS自動轉換到市電給負載供電，PC端和手機端 同步呈現轉換狀態；②可實時采購油箱剩余油量；③實時監測發電機啟動電瓶電壓，提醒電瓶維護，同步推送給PC端和手機端；④遠程配置靜默時間，根據需要配置起止時間，當市電停電后發電機不自動啟動；⑤具有位移自動喚醒功能，喚醒后自動上報油機位置；⑥具備心跳功能，每12小時定時自動喚醒上報狀態；⑦具備在線遠程升級、遠程設置功能；⑧雙通道傳輸：支持4G物聯網傳輸和藍牙傳輸；⑨支持多IP協議傳輸。

3 基于遠程訪問受限的離線式發電監控管理架構

基于MTR的智能油機發電監控管理系統在管理軟件服務端受限不可以遠程訪問的情況下，只依托于采集器設備對發電進行監控管理，通過采集器識別發電機的啟動、停止計算出開始發電時間、停止發電時間及發電時長，同時采集器的電壓值、電流值通過計量芯片計算出發電功率、頻率等信息，通過北斗/GPS的定位信息上傳到發電管理平臺。具體操作步驟如下。

3.1 步驟一設備安裝

設備只能取220V進行供電取電為三相油機，數據連接線上的ABC三根火線分別接油機空開出電端三相線，N線接油機零線，互感器數據連接線上的ABC三個互感圈分別套入油機空開進電端的三相線上；如果為單相油機，ABC相線并在一起接油機空開出電端火線，N線接油機零線，可只取一個互感器套入空開進電端火線上；互感器套入不分正反，一個互感器不能同時套入多根線，套入后請用軋帶固定。

3.2 步驟二設備運行

啟動油機后，需讓油機預熱幾分鐘，再閉合油機空開送電至設備；送電后，需觀察設備指示燈是否正常，發電燈常亮不滅，表示供電正常，發電燈或者所有燈不亮，依次檢查保險管、電源模塊、接線連接是否正常。

3.3 步驟三數據讀取和上傳

發完電后，將設備取下，打開面板，通過USB接頭連至電腦，打開讀取程序，文件名為：kx_mqtt_remote_pc，顯示已連接后（部分電腦需安裝對應驅動才能正常連接），點下方獲取歷史記錄，讀取數據，對需要上傳的數據，點擊上傳，將需要的數據傳至代維平臺數據接收服務器。

4 結束語

本文首先詳細介紹了基于MTR的智能油機發電監控管理系統及其功能，數據采集器通過GPS定位模塊可定位油機經緯度信息，并通過CPU模塊可自動識別供電來源，市電與發電的相位差自動識別油機發電的供電來源，通過SIM卡模塊上報MTR測量報告；通過采集器模塊遠程操控油機，并自動采集發電數據。將管理軟件服務端和采集器設備升級提出了基于云架構的智能油機發電監控管理系統，通過強大的服務器數據庫信息形成全網油機的發電統計數據地理分布圖，從而實現對全網油機資源的實時監控、調度和管理，監控軟件的功能大大強化。最后一種基于遠程訪問受限的離線式發電監控管理架構，是在無法搭建監控軟件平臺的情況下的折中方案，此方案可以規避系統數據庫安全漏洞和遠程訪問風險，畢竟隨意訪問任何公司的外網還是存在病毒攻擊的風險。