通信基站數字化治理能力提升策略研究

摘要：隨著網絡強國戰略和“雙碳”戰略的深入實施，通信基站的穩定高效運行對經濟社會發展具有非常重要的意義。本文對動環監控系統、智能維護系統進行探討，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，新模式下配套設備狀態分析預警、隱患故障快速定位修復、相關制度執行情況監督等較傳統模式均得到顯著改善，通信基站數字化治理能力得到進一步提升。

關鍵詞：通信基站；動環監控；智能維護；數字化

一、引言

隨著經濟社會的飛速發展，移動通信網絡扮演著更加重要的角色。“凡有人煙處，皆有通信塔”。為了使用戶享受到高質量的通信服務，通信基站廣泛分布在各種場景。在日常維護中，一般通過傳感器監測及人工現場巡檢的方式來提高通信基站的運行穩定性。隨著動環監控系統和智能維護系統的持續深化部署，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字化、精細化管理。

二、動環監控系統

（一）系統架構

動環監控系統常用于對目標場景的動力配套設備及運行環境進行實時監測控制，主要由監控中心（Supervision Center，SC）、動環監控單元（Field Supervision Unit，FSU）和監控對象（Supervision Object，SO）組成。

監控中心SC：SC位于動環監控系統的最頂層。SC通過預先設定的規則和模型，對FSU各類信號值進行分類處理，以實現性能監控、告警管理、設備配置、設備升級等管理功能[1]。

動環監控單元FSU：FSU主要負責SO性能告警信息上傳以及SC控制指令下達。為保證數據傳遞的穩定、可靠，FSU與SO之間通過信號線直接聯通，并通過通用或專用協議進行解析適配。

監控對象SO：SO位于動環監控系統的底層，分為智能設備和非智能設備。常見的智能設備包括開關電源、空調、門禁等。常見的非智能設備包括水浸傳感器、溫濕度傳感器、煙霧傳感器等。

（二）功能應用

動環監控系統基礎功能應用主要包括數據采集、遠程控制、工單管理等[2]。

數據采集：對納入監控范圍內的各類智能和非智能設備進行性能告警數據采集，并將采集到的各類數據存儲在FSU存儲模塊或云端服務器。

遠程控制：結合實際生產需要，SC遠程對SO相關告警參數（例如高溫告警閾值、低溫告警閾值、開關電源直流電壓閾值等）進行調整。

工單管理：SC根據FSU上報的性能數據，結合系統告警判定規則，對不同等級的告警派發相應工單，維護人員完成故障處理后實現工單閉環。

三、智能維護系統

（一）系統架構

智能維護系統通過智能化設備數據采集、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的神經末梢，承載著現場多種數據采集的關鍵任務；邊緣層對圖片和視頻數據等進行整合處理后，將相關數據和觸發事件上傳至AI中臺及綜合網管平臺；平臺層統籌全局數據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的垂直應用服務。

通信基站現場部署設備主要包括邊緣網關和室內外攝像頭（如圖2所示）。

邊緣網關通常安裝在機房或機柜內部，根據后臺指令，執行遠程控制、數據分析、AI算法及數據上傳等功能。攝像頭通常安裝在機房內或鐵塔上，實現對通信基站配套設備等的實時視頻數據采集，根據設定規則將相關數據上傳至邊緣網關。

（二）功能應用

智能維護系統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，后臺人工對巡檢結果異常的站址進行審核及工單派發，有效提高基站巡檢及隱患故障識別效率。

智能資管：通過AI算法對不同時刻現場設備照片進行識別比對，后臺人工對疑似設備變動事件進行審核及工單派發，有效提高系統和現場資產數據一致性。

智能出入站：通過電子圍欄、人形檢測等AI算法，有效解決傳統進出站管理所存在“身份鑒權、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，實現隱患故障快速定位。隨工驗收通過智能維護攝像頭對現場作業事前、事中、事后進行遠程監管，促進維護作業真實性、規范性管控。

四、基站日常巡檢

（一）傳統巡檢

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）上站進行傳統巡檢，巡檢內容主要涵蓋基站環境、設備狀態、安全性能等。

其中，基站環境主要包括環境整潔情況、溫度、濕度等方面；設備狀態主要包括設備外觀、性能參數等方面；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，可以現場處理的及時解決，無法現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配置、任務執行、告警核實、工單閉環等部分（如圖3所示）。

（1）任務配置。根據通信基站日常管理需要，設置包括門鎖、開關電源、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）任務執行。按照所配置任務，邊緣網關調用攝像頭對預置位進行數據采集，并通過AI算法進行判斷識別、結果上傳，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，根據預先設置規則，進行工單派發或事件清除。

（4）工單閉環。維護人員根據工單內容上站處理相關問題，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域，則要進行半自動巡檢。半自動巡檢主要通過后臺人工調用攝像頭的方式進行。系統定期（如每季度、每月等）為全量部署智能維護設備站點下發半自動巡檢計劃，后臺人員結合巡檢計劃，調用對應攝像頭，逐項完成遠程巡檢項目核查，并在系統中詳細記錄每一項巡檢結果。根據預先設置規則，進行工單派發或事件清除。維護人員根據工單內容上站處理相關問題，處理完成并稽核無誤后，完成工單歸檔。

傳統巡檢以人工現場巡檢的方式進行，維護人員現場對通信基站環境、配套設備等進行逐項排查，該方式的隱患故障識別準確率較高。但是由于通信基站數量多、分布廣，在一定程度上，傳統巡檢存在巡檢效率低、隱患識別及時性差、巡檢質量不易把控等問題。隨著智能巡檢的不斷優化，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定性，實現設備資產延壽增值。

五、基站隱患識別

（一）傳統隱患識別

傳統模式下，通信基站的隱患故障識別手段主要包括定期上站巡檢、系統告警監測、運營商或業主通知等。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，但是在實際生產過程中，其在隱患故障識別效率、處理質量等方面仍有一定提升空間。系統告警監測作為傳統管控手段，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象，相關告警分析處理亟待優化。

（二）數字化隱患識別

數字化隱患識別旨在對動環監控系統、智能維護系統以及其他系統平臺數據進行歸集整合，將動環監控傳感器實時性強、智能維護攝像頭可靠性高的特性充分互補，通過自動加權分析，實現隱患故障快速定位、工單精準高效派發，有效促進基站現場質量及相關工作管理效率提升（如圖4所示）。

例如，通過對告警數據（FSU煙霧告警、水浸告警、門禁告警等）、性能數據（FSU機房環境溫濕度等）、AI算法（智能維護煙感、水浸、天氣識別等）和其他數據（起租訂單、上站記錄等）關聯分析，對相關告警真實性以及現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，結合FSU數據，對重點場景輪巡監控（如圖5所示），以實時分析研判現場道路擁堵及受災等情況，促進搶修調度、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，主動發現進水隱患2處并第一時間完成整改，減少損失預計30萬元。相比于傳統的隱患識別方式，數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，發揮不同隱患識別模式的優勢，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、結束語

通過動環監控系統和智能維護系統的深化應用，傳統通信基站的日常巡檢和隱患識別等效率得到顯著提升，相關制度執行得到有效監督，通信基站現場質量得到明顯改善。持續探索FSU、智能維護及硬件融合的協同應用，能夠實現更精準的故障定位、更快速的故障處理和更全面的數據分析。

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.新一代網絡化智能動力環境監控系統研究與開發[D].杭州電子科技大學， 2016.

[2]魏立斌.通信基站鐵塔動力及環境監控系統的優化與改進[D].蘭州理工大學， 2019.