基站断电退服自动预警系统.doc

成果上报申请书成果名称基站断电退服自动预警系统成果申报单位 中国移动通信集团河北有限公司成果承担部门/分公司网络部 、网管中心 项目负责人姓名项目负责人联系电话和Email成果专业类别*通信电源成果研究类别*其他省内评审结果*优秀关键词索引（35个）动环监控 基站 退服 预警文章摘要（200字左右）：简要描述成果目的和意义，解决的问题，取得的社会和经济效益。伴随着通信行业的迅猛发展，各运营商之间的竞争日趋激烈，如何为用户提供优质服务，赢得良好的客户满意度成为运营商努力研究的课题。客户对网络质量的感知往往很敏感，从用户投诉看，关于无信号的网络覆盖类投诉占很大比例，造成此类投诉的原因主要是移动基站故障退服造成局部业务阻断。因此，确保基站服务正常是解决此类问题的关键。目前造成基站退服的主要原因可分为三类：无线设备自身故障、传输故障、电源掉电故障。以河北公司2007年基站退服原因为例，其中电源掉电造成的退服占总退服原因的50%以上，考虑到基站电源掉电往往可以通过及时采取措施加以避免，因此，河北公司通过对监控数据的深入分析，自主开发建设了基站断电退服预警系统，系统基于对基站电源系统实时数据的跟踪，结合特定规则和告警过滤，准确给出退服预警，及时指导维护人员采取措施避免基站退服发生，同时，此系统大大提高了发电管理工作效率，减少了因发电时间判断不准确造成的发电成本浪费。省内试运行效果（300字以上）：描述试运行方案、取得的效果、推广价值和建议等。基站断电退服预警系统是在LSC和CSC系统的基础上开发的一套软件系统，硬件基于原有动力环境监控系统，系统试运行采取方案如下：为了验证预警系统准确性、预警参数设置合理性和实际操作中可能出现的问题，我们组织在部分地市进行了试运行和软件优化调整工作，通过EMOS工单从动环监控系统提取退服预警信息，实时派发到各分公司，由试运行地市负责反馈预警准确度信息和建议，通过对告警过滤和关联参数的调整优化，目前系统运行稳定，预警准确。系统应用后，维护人员根据退服预警提示决定前往基站发电或采取其他维护措施，实现发电等维护工作的精确控制，提升维护工作效率，降低人工和车辆损耗。试运行数据分析显示，预警系统的投运效果明显，去除个别不可控因素，试点地市月断电退服基本为0，同时，维护效率和成本方面收益显著，通过预警参数的合理优化，在确保基站工作正常情况下，平均单个基站可减少2-3小时的发电工作，按照2.5小时的平均损耗计算，每小时发电费用65元，每月平均发电次数为10000次，则一年内：节省人工成本：10000*65*2.5*12=19500000元基站断电退服预警系统是基于动力环境监控系统开发的网络预警支撑手段，系统通过对动环监控数据的深度挖掘，利用电源系统实时数据和告警关联、过滤技术，实现了对基站退服的准确预警， 对于提升小区完好率，减少覆盖类投诉非常有效。文章主体（3000字以上，可附在表格后）：根据成果研究类别，主体内容的要求有差异，具体要求见表格后的“填写说明”。基站断电退服自动预警系统一、项目背景伴随着通信行业的迅猛发展，各运营商之间的竞争日趋激烈，如何为用户提供优质服务，赢得良好的客户满意度成为运营商努力研究的课题。客户对网络质量的感知往往很敏感，从用户投诉看，关于无信号的网络覆盖类投诉占很大比例，造成此类投诉的原因主要是移动基站故障退服造成局部业务阻断。因此，确保基站服务正常是解决此类问题的关键。目前造成基站退服的主要原因可分为三类：无线设备自身故障、传输故障、电源掉电故障。以河北公司2007年基站退服原因为例，其中电源掉电造成的退服占总退服原因的50%以上，考虑到基站电源掉电往往可以通过及时采取措施加以避免，因此，建设自动化电源断电预警系统，通过及时准确的向维护人员发出预警信息和操作指导，将有效降低基站退服比例，减少投诉，提升客户满意度。二、开发思路为了避免因断电可能产生基站退服发生的情况，目前维护部门主要利用动力环境监控平台监控基站的“市电停电告警”、“电池放电告警”和“系统电压低”告警进行通知，这几项告警对于发现和预防基站退服具有一定的效果，但是由于停电告警和电池放电告警数量太大，对于维护人员实际的维护并不具备参考价值。同时，系统电压低告警又因各基站蓄电池的状况不同，而不能实现对退服时间的精确预期，无法满足退服预警需要。为了解决上述问题，河北移动通过对监控数据的深入分析，开发了基站断电退服预警系统，通过对基站开关电源设备实时数据的跟踪，结合特定规则和告警过滤，准确给出退服预警，及时指导维护人员采取措施避免基站退服发生，同时，大大提高了发电管理工作效率，减少了因停电时间判断不准确造成的发电成本浪费。一、 系统的软硬件结构基站断电退服预警系统是在LSC和CSC系统的基础上开发的一套软件系统，其硬件完全采用CSC的硬件系统，CSC的硬件结构如下：图一CSC系统的硬结构图LSC系统放置CSC分布式服务器，存储LSC系统传送给CSC的配置数据和实时数据和告警数据，分布式服务器通过防火墙和路由器经由2M系统和CSC中心的路由器连接，中心的通讯服务器和CSC主服务器及退服服务器等组成后台的网络系统。退服系统的软件结构采用CSC系统作为软件平台，CSC分布式服务器和通讯服务器及退服服务器采用WIN2003操作系统，数据库采用SQLSERVER 2005的数据库系统。数据的传送采用数据库同步的方式进行传送，CSC系统根据实时数据来判定是否存在退服预警而进行告警信息发布。二、 系统和CSC系统的关系及数据流程根据上述的软硬件系统结构所述，退服预警系统以CSC系统为平台，在LSC系统和CSC系统为平台传送数据。退服系统需要的实时数据有基站的直流电压和电流两个量。LSC系统根据要求最长不超过分钟在CSC分布式数据库中存储一次基站的电压和电流，其间电压和电流发生变化的时候要实时存储。存储的数据包括系统总电压、系统总电流和数据采集时间。CSC分布式数据库和中心的通讯服务器之间采用数据库同步的方式进行实时数据的传送，当CSC分布式数据库中的数据发生变化的时候，系统会自动根据数据的变化把实时数据同步到通讯服务器中，通讯服务器汇总到退服服务器中，退服服务器处理该实时数据，根据实时数据和设定的预警参数及退服曲线决定是否产生预警信息。在退服预警系统中，主要的功能模块有参数设置模块、参数修正模块、预警判断模块，其他的功能融入到CSC系统中，产生的预警信息完全按照CSC的告警信息进行处理，只是该告警信息是在CSC侧产生而非在LSC侧产生。预警信息的发布完全按照CSC的告警信息进行展示、EOMS传送。三、 系统的基本功能、 实时数据的传送CSC用以判断预警的数据来自于LSC监控系统的实时数据，每个分公司的LSC监控系统按照规定把所有纳入监控基站的系统电压和电流及时间标记存放到CSC分布库的对应退服数据表中。退服数据存储的时间最长不得超过3分钟，如果在三分钟内数据有变化应该在数据变化的时候实时存储到CSC分布库中。CSC系统实时同步CSC分布库中的退服数据进行处理。、 预警参数的设置CSC断电退服预警系统的初始值设置可以按照以下的类型进行设置：A、按照电源类型设置（使用存储过程p_r_GetProducer得到所有的电源类型），把所有该类电源的基站设置为要设置的参数，这里的设置级别为1；B、按照地区基站进行设置（使用存储过程p_r_GetLsc得到所有地区），可以设置所有地市盖类型的基站，也可以设置某一个地市该类型基站的参数，这里的设置级别为2；C、按照详细基站进行设置（使用存储过程p_r_GetLscList得到所有地区，并根据选择的地区自动填充基站下拉列表），选定一某一个基站进行参数设置，这里的级别为3。上述设置中，参数保存在统一个表中记录，保存时高级别的设置参数可以覆盖低级别的设置参数，反过来则不能覆盖。级别从高到低的排列顺序为3、2、1。每一个预警参数的设置都分为一般、重要、严重三级告警，对应每一种告警设置一个电压值和时间值。该时间值是停电后距离退服的时间，而对应的预警电压值是预警判断时真正需要判断的值。参数设置界面如下：图预警参数设置、 预警参数修正预警电压值初始设置是根据经验数据进行设置的，根据对基站电池情况的了解，可以根据需要提前预警的时间估计一个预警的电压值进行设置。该设置的预警电压可以根据基站断电退服的历史数据进行修正。如一个基站发生了退服，则退服的设置电压要根据最新退服的数据进行曲线拟合修正，按照退服曲线和提前预警的时间修正三级告警的预警电压值，则后续预警会使用最新的预警电压值进行预警。预警的电压值的修正同时要考虑蓄电池的使用年限、蓄电池的容量和退服时的负载和退服曲线对应的负载之间的差值进行修正。上述修正的因数安照一定的比例计入退服判断规则之中。、 预警生成CSC系统收到基站的电压电流值后，首先从实时告警表中查找该站是否存在告警，如果存在，则取出告警级别，同时从配置数据表中读取三级告警电压值，进行判断，得到本次电压所处的告警级别，如果与已经存在的告警的级别相同，则不做处理，否则恢复以前的告警，同时生成新的告警。如果电压数据不在告警范围呢，则查找实时告警表，如果存在告警进行恢复，不存在则不进行任何操作。断电退服预警的流程如下：图基站断电退服预警生成流程、 预警的展现和派单 断电退服预警产生的告警，作为一种新的告警类型，其展现和CSC系统中其他类型的告警的展现是一致的，在告警窗口可以弹出该活动告警，按照设置也可以进行派单。、 预警信息查询 同其它告警相同可以进行活动告警、历史告警的查询，也可以根据告警类型单独查询预警信息。、 预警历史曲线生成和查询 预警参数的修正最后体现在断电退服曲线中，所以每个基站最后一次发生退服的预警曲线要实时存储。该曲线可以对设定的预警参数进行实时的修正。查询曲线可以直观的了解基站断电以后电压随时间下降的关系曲线。四、 预警判断的依据和算法断电退服预警系统的主要模块包含预警参数设置、预警参数修正和预警生成三个模块。其中参数设置示意图如下：图基站断电退服参数设置示意图该图中、对应的标号分别对应不同级别的预警信息，该参数的设置对应表如下：一般告警重要告警严重告警电压值（V）504948时间(分钟) 360270180断电退服预警参数的设置是设置距离退服发生的时间和该时间在退服曲线上所对应的系统电压值，每一个基站可以单独设置。距离退服的时间的设置可以根据基站的远近进行设置，比如若该基站距离发电设备比较近，则可以设置的时间比较短，这样不会因为不能及时发电而导致基站的退服；若基站距离发电设备比较远，则必须留出足够的时间以便及时出发进行发电。设定的参数主要以距离放电的时间作为基础，在此时间基础上，可以根据各种因数对退服的影响而对该点对应的预警电压值进行修正，最初的设置是根据经验数据进行时间和电压值的修正，当该基站发生退服后，则记录下退服的数据曲线，根据退服的数据曲线进行实时的预警电压值的修正。根据退服曲线进行实时电压预警值修正的方法采用数据拟合的方式进行修正。修正的流程为，当一个基站发生新的退服时，系统会记录该基站的退服曲线，在记录曲线完成后，系统会根据新的退服曲线，在设定的不同告警级别距离退服的时间基础上，按照曲线拟合计算新的曲线下该时间点下对应的预警电压值。拟合的方法采用直线拟合的方式，因为退服曲线的记录时间最大时间间隔为分钟，直线拟合的拟合曲线段很小，所以直线曲线拟合不至产生很大的拟合误差。拟合的方法是首先查找在退服曲线上距离设置时间最近的两个时间点，得到这两个时间点的时间和对应的电压值，在该曲线段内计算设置的预警时间所对应的电压值。方法如下：图预警电压值拟合原理在记录的退服曲线下根据不同的告警级别查找出距离退服点设定的时间段下的相邻两个点的坐标，根据该两个点的坐标进行设定值的拟合。因为退服曲线记录的是绝对时间和预警电压值之间的关系，所以在拟合时首先对退服曲线进行相对时间的换算。设定拟合的方程为y=ax+b，代入查找到的两个时间点可得：Y1=ax1+bY2=ax2+b根据上述方程可以解得：a=(y1-y2)/(x1-x2)，b=y1-ax1。则根据实际设定的预警时间点，可以计算出对应的电压值为：Uax+b。x为预警时间所对应的时间点。对于预警参数值的修正同时需要考虑退服曲线记录时间和负荷变化带来的影响。计及上述影响，对预警电压值U 的修正可以采用如下计算公式：U#=U(1+k1*(T1-T2)k2*(I1-IN)/IN)其中T1为判断的当前时间；T2为退服曲线记录的时间；如果该基站无退服记录，则T2为蓄电池的安装使用时间；I1为判断时负载的电流大小；IN为退服曲线记录时负载电流的大小。T1-T2的差值以月为单位。K1为因为时间而引起的预警值的修正系数，k2为因为负载的变化而引起的修正系数。K1和k2为经验系数，可以根据实际运行数据经过积累而进行精确修正，以使预警电压值更加接近实际情况。退服预警系统主要是预警参数的修正，该参数是否精确直接影响预警的精度。对于实时数据而言，只需要根据预警设置的电压值对其按照图的流程进行预警信息的判断和退服曲线的记录即可。预警信息生成后可以按照CSC的告警生成规则，直接存入CSC的活动告警库中即可。告警信息的处理及EOMS的派单接口完全采用和CSC的告警处理相同。六、效果分析以某基站为例，系统应用前，从维护人员收到市电停电的通知，到基站真正需要进行发电处理的时间大约为5个小时，这期间维护人员完全根据经验作出是否前往发电的判断，存在提前发电浪费和滞后发电造成基站退服的可能。系统应用后，维护人员根据退服预警提示决定前往基站发电或采取其他维护措施，实现发电等维护工作的精确控制，提升维护工作效率，降低人工和车辆损耗。试运行数据分析显示，预警系统的投运效果明显，去除个别不可控因素，试点地市月断电退服基本为0，同时，维护效率和成本方面收益显著，通过预警参数的合理优化，在确保基站工作正常情况下，平均单个基站可减少2-3小时的发电工作，按照2.5小时的平均损耗计算，每小时发电费用65元，每月平均发电次数为10000次，则一年内：节省人工成本：10000*65*2.5*12=19500000元七、结论基站断电退服预警系统是基于动力环境监控系统开发的网络预警支撑手段，系统通过对动环监控数据的深度挖掘，利用电源系统实时数据和告警关联、过滤技术，实现了对基站退服的准确预警， 对于提升小区完好率，减少覆盖类投诉非常有效。“成果上报申请书”的填写说明：1、“成果专业类别”指：无线网、核心网、传输与IP、业务支撑、网管、管理信息系统、通信电源、市场研究、数据业务、技术管理、其他。2、“成果研究类别”指：超前研究、新产品开发、相关网络解决方案、现有业务优化、其他。3、“省内评审结果”指：优秀、通过。4、“文章主体”：根据不同科技成果分类实施不同的主体要求，具体如下：1）超前研究类成果主体包括： 背景情况 技术特点分析 标准化情况 其他运营商应用情况（可选） 技术发展趋势 引入策略分析2）相关网络解决方案类成果主体包括： 背景情况 技术方案：概述、网络解决方案（如果涉及到网络方面的改造，信令改造，路由改造等，应有详细的描述）、设备及系统改造/建设要求、码号资源需求 效果（解决了哪些问题） 本省应用推广情况3）新产品开发类成果主体包括： 业务及功能简介：业务概述、业务主要功能介绍 技术实现方案：包括业务实现组网结构图、相关系统（平台、终端）功能和要求、业务实现流程、码号要求等 业务申请和开通：包括用户范围及业务使用范围、业务申请与注销等 业务商务模式及资费：包括商务模式、业务资费模式、业务收费方式等 市场前景分析4）现有业务优化类成果主体包括： 业务及功能简介：业务概述、业务主要功能介绍 现有业务存在的问题：现有缺陷分