《電子技術(shù)應(yīng)用》
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GPRS移動(dòng)基站用電信息采集管理系統(tǒng)
摘要: 一直以來對(duì)移動(dòng)通信基站的用電管理普遍不太重視,電費(fèi)結(jié)算主要依靠工人抄表和電力局直接劃帳的方式,但實(shí)際上基站用電的成本及相關(guān)費(fèi)用支出已經(jīng)成為公司十分重要的成本支出,每年費(fèi)用逐年增加。
Abstract:
Key words :

  一直以來對(duì)移動(dòng)通信基站的用電管理普遍不太重視,電費(fèi)結(jié)算主要依靠工人抄表和電力局直接劃帳的方式,但實(shí)際上基站用電的成本及相關(guān)費(fèi)用支出已經(jīng)成為公司十分重要的成本支出,每年費(fèi)用逐年增加。由于基站分布廣、供電來源多元化及用電現(xiàn)場(chǎng)的多樣性,加之日常對(duì)用電成本的管理依據(jù)是按電度表的示度電量據(jù)實(shí)結(jié)算,用電現(xiàn)場(chǎng)的電表是電費(fèi)結(jié)算的唯一依據(jù),而它在用電管理中的真實(shí)性、準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性、可靠性及存在的諸多問題都缺乏有效的科學(xué)的手段進(jìn)行監(jiān)督,給用電管理工作帶來了很大的難度。

  移動(dòng)公司加強(qiáng)基站用電管理,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降費(fèi)已成為當(dāng)今十分重要的管理工作。除建立一支敬業(yè)可靠的管理隊(duì)伍外,更主要是依靠科學(xué)技術(shù)手段,能對(duì)電表實(shí)施遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、抄收、監(jiān)測(cè)的用電綜合管理系統(tǒng)。通過系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的科學(xué)分析、分類整理,形成相應(yīng)的管理報(bào)表,同時(shí)制定相應(yīng)的有針對(duì)性的管理制度,以達(dá)到節(jié)能降費(fèi)的目。

  系統(tǒng)組成:

  一、目前的基站用電監(jiān)控情況 移動(dòng)通訊公司的蜂窩網(wǎng)基站數(shù)量大,分布面廣,安裝位置分散且情況復(fù)雜?;敬蠖嗍亲庥妹穹浚行╇姳碛呻娋W(wǎng)公司安裝,有些電表為業(yè)主安裝表的類型非常多,既有感應(yīng)式電度表,也有電子式電度表,還有 IC卡電表。由于點(diǎn)多面廣,情況復(fù)雜,移動(dòng)公司需要派專人經(jīng)常抄表檢查。

  采用人工抄表監(jiān)控有如下幾個(gè)問題特別突出:

  1. 出現(xiàn)供電故障無法及時(shí)得知

  基站內(nèi)采用三相供電,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)缺相、三相不平衡、電壓偏差超標(biāo)甚至停電等各種各樣的供電故障。這些故障的出現(xiàn)會(huì)嚴(yán)重影響基站內(nèi)設(shè)備的正常運(yùn)行,如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)搶修就有可能使基站設(shè)備停機(jī)造成通訊故障甚至損壞設(shè)備,導(dǎo)致嚴(yán)重的損失??咳斯けO(jiān)控根本就無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)上述的故障。

  2 、非電力供電基站電費(fèi)失真

  除電力供電基站外,有很大一部分基站都是采用出租房屋方提供的電源,因場(chǎng)地條件限制,許多電表安裝無法規(guī)范,可人為私自改動(dòng)電表或私接電源竊電的機(jī)會(huì)很多。由于沒有先進(jìn)的技術(shù)手段對(duì)此行為進(jìn)行監(jiān)督管理,光靠現(xiàn)有的管理手段,既使有人改電表或竊電,我們的工作人員也無法知道。

  3 、私接基站電源竊電

  現(xiàn)在所有機(jī)房都是無人值守機(jī)房,正好給竊電分子有機(jī)可乘。加之大多數(shù)人對(duì)竊電行為的嚴(yán)重性意識(shí)不足,認(rèn)為竊電不是違法犯罪,移動(dòng)有錢對(duì)這點(diǎn)小錢不在乎。另外竊電者的竊電手段普遍都比較高明,不通過技術(shù)的手段是很難抓到竊電者的。利用私接電線的手段進(jìn)行竊電的現(xiàn)象相當(dāng)普遍。這樣的問題基站現(xiàn)場(chǎng)電表讀數(shù)是無法真實(shí)反映基站實(shí)際用電情況的。

  4 、 IC卡電表余額為零時(shí)會(huì)造成長(zhǎng)時(shí)間停電的故障

  電業(yè)局安裝的電表有很多是 IC卡電表,這些電表當(dāng)卡內(nèi)余額用完之后就會(huì)自動(dòng)停電。由于基站長(zhǎng)期無人值守,人工抄表監(jiān)控又不能天天監(jiān)控,對(duì)于 IC卡表余額不足的提示無法及時(shí)知曉,基站的備用電源僅夠 4小時(shí)之用,如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn),常常會(huì)發(fā)生停電事故。不僅如此,如果備用電池組電量過度耗盡將導(dǎo)致電池組的永久性損壞,給基站的正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重的威脅。

  5 、對(duì)于基站的耗電缺乏系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)資料

  由于人工抄表時(shí)間不固定,不能進(jìn)行日抄表,因此很難建立起系統(tǒng)的用電統(tǒng)計(jì)資料。這對(duì)于移動(dòng)公司采取節(jié)約基站用電措施,系統(tǒng)性地安排 IC卡充值非常不方便。導(dǎo)致工作人員疲于奔命。

  6 、效率低下、效果不好、勞動(dòng)強(qiáng)度大

  由于基站的分布特別分散,不集中,而且都在樓宇頂層上,特別是在郊區(qū)更加分散,抄表的效率極其低下。一個(gè)抄表員平均每天僅能夠抄 15個(gè)表,每個(gè)抄表員每月以 22天計(jì)算僅能抄錄 330個(gè)表。 4000多個(gè)基站至少需要 15名抄表員。正常情況下,監(jiān)控人員不可能這樣滿負(fù)荷地工作,因此至少需要 20~25名工作人員。 即使如此每個(gè)月每個(gè)基站也只能檢查一次,對(duì)于突發(fā)的供電不正常等情況完全不能應(yīng)對(duì)。除了要抄表之外抄表員還要負(fù)責(zé)檢查 IC卡表是否余額不足、 IC卡充值、是否有偷電情況發(fā)生、是否供電不正常等等。這些工作有些技術(shù)性很強(qiáng),不是一般的抄表員能夠完成的。 由于每天都要不停地上樓、下樓、跑路,勞動(dòng)強(qiáng)度相當(dāng)大。特別是在夏季高溫情況下,這種工作相當(dāng)辛苦。

  7 、用電管理手段落后,導(dǎo)致非主營(yíng)業(yè)務(wù)管理成本增加 由于沒有有效的

  科學(xué)管理手段,主要依靠人工采集數(shù)據(jù),移動(dòng)公司必須投入大量的人員對(duì)基站市電供電單位或個(gè)人進(jìn)行電費(fèi)核對(duì)結(jié)算工作。調(diào)解用電糾紛,這樣增加了過多的人力資源與管理成本在非主營(yíng)業(yè)務(wù)上的耗費(fèi)。

  8 、投資興建遠(yuǎn)程供電監(jiān)控系統(tǒng)是非常必要的。 現(xiàn)階段公司存在的上述

  問題,如果不及時(shí)采取措施通過增加新技術(shù)手段實(shí)施遠(yuǎn)方用電監(jiān)控,改變管理模式加以解決,所造成的損失是長(zhǎng)期的。投資新建機(jī)房節(jié)能降費(fèi)綜合管理系統(tǒng),改變現(xiàn)有用電管理模式,及時(shí)解決上述存在的問題,所帶來的經(jīng)濟(jì)效益是長(zhǎng)期的、可持續(xù)的,是非常必要的。

  二 . 安裝遠(yuǎn)程供電監(jiān)控系統(tǒng)的必要性和可能性

  1. 必要性 綜上所述,非常有必要安裝一套全自動(dòng)的遠(yuǎn)程供電監(jiān)控系統(tǒng),對(duì)于各個(gè)基站的供電情況進(jìn)行全自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控。解決下列兩個(gè)主要問題:

  1)人工監(jiān)控所不能解決的供電不正常情況下的報(bào)警問題

  對(duì)于停電情況必須及時(shí)報(bào)警,這樣才能及時(shí)檢修排除供電故障,提高管理水平。

  2)節(jié)約運(yùn)行成本的問題

 ?、?用先進(jìn)的技術(shù)手段減少人力,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,節(jié)約人力和車輛成本支出;

 ?、?合理安排空調(diào)起停和溫度設(shè)置;

 ?、?合理安排 IC卡充值時(shí)間和金額;

 ?、?及時(shí)發(fā)現(xiàn)偷電行為,減少不正常支出;

 ?、?與電業(yè)局進(jìn)行對(duì)帳,避免由于電業(yè)局抄表錯(cuò)誤造成的額外費(fèi)用支出。

  2. 可能性

  移動(dòng)公司要建立一套全自動(dòng)基站供電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必須基于可靠穩(wěn)定的技術(shù),而現(xiàn)在已經(jīng)有可靠的產(chǎn)品和集成技術(shù)完全可以實(shí)現(xiàn)上述功能。

  遠(yuǎn)程全自動(dòng)基站供電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用電能電子計(jì)量技術(shù)、遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)處理控制技術(shù)、軟件技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)等多項(xiàng)高新技術(shù)構(gòu)成的系統(tǒng)。下面對(duì)這些技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)行一些概要描述。以證明盡管這些技術(shù)是高新技術(shù)但均為經(jīng)過市場(chǎng)驗(yàn)證和多年使用的成熟的技術(shù)。

  1 )電子計(jì)量技術(shù)和設(shè)備

  在上個(gè)世紀(jì) 80年代,供電部門為了實(shí)現(xiàn)對(duì)供電質(zhì)量的監(jiān)測(cè),提高供電質(zhì)量,急需一種自動(dòng)監(jiān)測(cè)和記錄電網(wǎng)數(shù)據(jù)的設(shè)備。由于微電子技術(shù)和通訊技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,使得電力供電系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程傳輸?shù)靡詫?shí)現(xiàn)。1997年,當(dāng)時(shí)的電力工業(yè)部(現(xiàn)在的國(guó)家電網(wǎng)公司)頒布了具有劃時(shí)代意義的 DL/T614-1997《多功能電能表》和 DL/T645-1997《多功能電能表通訊規(guī)約》兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。在這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)頒布以后,多功能電度表隨即成為一個(gè)量產(chǎn)的產(chǎn)品,在電力行業(yè)、大型廠礦企業(yè)得到了非常普遍的應(yīng)用。至今已經(jīng)有 10年的時(shí)間,電子式多功能電能表已經(jīng)成為一個(gè)電網(wǎng)參數(shù)監(jiān)控的成熟產(chǎn)品。簡(jiǎn)化的三相帶有 RS485接口的電度表價(jià)格便宜,而且實(shí)現(xiàn)了基本的電量采集。用在移動(dòng)基站的電能監(jiān)控方面最為合適。

  2 ) 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和設(shè)備

  移動(dòng)公司擁有自己的通訊資源,而且是最先進(jìn)的無線網(wǎng)絡(luò)通訊資源GSM/GPRS" title="GPRS">GPRS移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)。 GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)有了近 10年的發(fā)展歷史,目前無論從技術(shù)和產(chǎn)品都已經(jīng)是非常成熟的。

  3 ) 數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)

  這個(gè)數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)是指中央監(jiān)控室的監(jiān)控服務(wù)器安裝的軟件系統(tǒng),系統(tǒng)的所有功能都要通過這個(gè)軟件才能最后顯示出來。因此就整個(gè)系統(tǒng)而言,這個(gè)軟件系統(tǒng)是核心。

  綜上所述,移動(dòng)基站的供電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所需要的技術(shù)和設(shè)備均是成熟的,完全可以滿足移動(dòng)公司的要求。 因此,遠(yuǎn)程移動(dòng)基站自動(dòng)供電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)既是非常必要,也是可能的。

  三. 系統(tǒng)建好后在管理上所起的作用

  1. 信息可實(shí)時(shí)共享

  系統(tǒng)建好后,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在公司,公司所有人員都可在系統(tǒng)設(shè)置的權(quán)限范圍內(nèi)查詢到相關(guān)的基站用電信息。

  2. 管理者可隨時(shí)監(jiān)督執(zhí)行層的工作情況

  3. 執(zhí)行層可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)了解基站用電情況

  4. 實(shí)現(xiàn)電費(fèi)支付轉(zhuǎn)賬化,降低管理成本

  系統(tǒng)建好后,每月抄表日系統(tǒng)可自動(dòng)將抄到的月電量數(shù)據(jù)形成月報(bào)表,對(duì)非電力用戶,移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商可根據(jù)系統(tǒng)本月提供的月電量及電費(fèi)收款人的聯(lián)系電話,以短信方式按下列格式:“ * * *用戶: * * *基站本月抄表數(shù) * * *、本月用電數(shù) * * *、本月電費(fèi) * * *,我公司將于 **日前將款匯到您帳上,請(qǐng)核對(duì)查收。” 通知收款人,在沒有收到異議的情況下,將款通過轉(zhuǎn)賬的方式支付給收款人。對(duì)電力用戶,通過協(xié)商爭(zhēng)取做到與他們的營(yíng)銷系統(tǒng)接口,每月根據(jù)建好系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)定時(shí)轉(zhuǎn)賬給電力公司使用電管理工作真正做到真實(shí)準(zhǔn)確、低成本高效率。

  5. 基站用電管理責(zé)任化、目標(biāo)化

  改革現(xiàn)有的 用電管理模式,變純抄表結(jié)算為防竊電稽查,由于因?qū)崿F(xiàn)了遠(yuǎn)程抄表,節(jié)省了大量的管理人員,將這部分人重新分配工作,在將基站用電管理工作實(shí)施分片到人、責(zé)任到人、目標(biāo)到人的管理模式,要求他們根據(jù)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)對(duì)基站的用電情況作詳細(xì)的分析判斷,及時(shí)發(fā)現(xiàn)竊電及基站用電異常情況。真正做到節(jié)能降耗,確?;景踩侠碛秒姟?/p>

  四.系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容

  1. 電表改造采用帶有 RS485通訊接口的電子式電能表。

  2 .建設(shè)以市局為中心各縣局設(shè)工作站的用電管理系統(tǒng)主站。

  3 .各基站安裝機(jī)房用電管理終端完成對(duì)各基站電表的抄收。

  五. 移動(dòng)基站用電信息采集" title="用電信息采集">用電信息采集管理系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

  1. 設(shè)計(jì)方案

  1) 采用帶有 RS485接口的電度表作為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)采集裝置

  2) 采用 GPRS網(wǎng)絡(luò)作為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)

  3) 由 RS5011G電力遠(yuǎn)程抄表終端組成移動(dòng)基站用電信息采集管理系統(tǒng)

  4) 采用始終在線的模式,提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性

  5) 采用專業(yè)的量身定做的系統(tǒng)軟件

  6) 采用基站主動(dòng)報(bào)警和中央監(jiān)控室抄表相結(jié)合的運(yùn)行模式

  需要在中央監(jiān)控室安裝一臺(tái)電能監(jiān)測(cè)服務(wù)器,這臺(tái)服務(wù)器可使用固定 IP地址或者使用動(dòng)態(tài)域名解析,也可以采用 VPN專線方式。電能監(jiān)測(cè)服務(wù)器上安裝(電能管理)軟件。

  在每一個(gè)基站安裝一套 RTU控制器和若干臺(tái)多功能電表。用 RS485兩芯雙絞線將多臺(tái)電表與 RTU控制器并聯(lián)起來。

  三相電表實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)電能累計(jì)量,并存儲(chǔ)在表內(nèi)的存儲(chǔ)器中,隨時(shí)可以提供給終端。終端每隔 3分鐘循環(huán)讀表一次,同時(shí)終端讀取停電狀態(tài)傳感器,并對(duì)讀到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。系統(tǒng)管理機(jī)循環(huán)掃描各個(gè)終端讀取數(shù)據(jù)當(dāng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)停電狀態(tài)時(shí)及時(shí)報(bào)警。

  終端采用始終在線的方式掛在 GPRS網(wǎng)絡(luò)上,就像一個(gè)局域網(wǎng)一樣隨時(shí)都可以立即與服務(wù)器連通采用 TCP/IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)。并且,服務(wù)器隨時(shí)都可以監(jiān)測(cè)到每一個(gè)終端是否在線。

  每日的零點(diǎn)過后,終端定時(shí)抄錄當(dāng)日的用量?jī)鼋Y(jié)數(shù)據(jù)(所謂凍結(jié)數(shù)據(jù)是指特定時(shí)刻電表記錄先來的用電數(shù)據(jù),無論何時(shí)抄表都是那個(gè)時(shí)刻的數(shù)據(jù),而不是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。這樣就可以有準(zhǔn)確的時(shí)間間隔。如從 23日用電量就是從 23日零點(diǎn)到 23日 24點(diǎn)的用電量。)并存儲(chǔ)起來。

  中央監(jiān)控室的電能監(jiān)測(cè)服務(wù)器可以通過循檢的方式與終端通訊實(shí)現(xiàn)定時(shí)抄表,抄錄每日的電能用量數(shù)據(jù)和分相平均功率、室內(nèi)溫度,存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中。

  中央監(jiān)控室的電能監(jiān)測(cè)服務(wù)器的作用是顯示報(bào)警情況、管理監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的工作狀況、結(jié)算、歷史數(shù)據(jù)的查詢等。 根據(jù)技術(shù)交流的情況,確定需要保留電業(yè)局安裝的電表。那么,就需要將監(jiān)控用的電能表與電業(yè)局安裝的電能表串聯(lián)起來。當(dāng)然這樣的安裝方式兩臺(tái)電表之間會(huì)有計(jì)量誤差。 基站電能監(jiān)測(cè)設(shè)備由若干個(gè)多功能電表和一個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端組成。

  多功能電表串聯(lián)安裝在電業(yè)局電表的后面,終端與監(jiān)控電表通過 RS485總線連接起來。終端從監(jiān)測(cè)電表中獲取數(shù)據(jù),發(fā)送到服務(wù)器。終端內(nèi)自帶緊急備用電池,當(dāng)停電情況發(fā)生時(shí),由備用電池供電及時(shí)將停電信號(hào)發(fā)送出去,發(fā)送完畢,終端自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)。因?yàn)橐呀?jīng)停電也無須再采集數(shù)據(jù)了。當(dāng)市電來電時(shí),終端啟動(dòng),并立即向系統(tǒng)發(fā)送來電信號(hào)。通知系統(tǒng)供電已經(jīng)恢復(fù)正常。

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