关于通信企业油机发电监控应用模式的研究

王薇

哈尔滨移动公司 黑龙江 哈尔滨 150000

引言

目前通信企业针对油机发电监控管理的操作模式一般采用以下两种方式：①基于人工的记录方式，人工现场记录油机发电机的发电开始时间，发电结束时间和发电量，并现场人工验证是否为油机发电；②基于手机客户端（以下简称MS）的监控方式，MS通过无线传输方式将其定位信息、油机发电机的发电开始时间和发电结束时间上传至服务器，服务器验证MS上报位置信息与通信基站位置信息的一致性以及通信基站的供电来源，并提醒监控人员。

人工记录和验证油机发电的有效性，统计工作量大、效率低，耗费大量的人力、物力和财力，且容易出错，基于MS的油机发电监控模式缺乏科学的管理和调度支撑，会出现部分油机长期闲置未使用，出现油机报废率高、油机被盗等现象，造成油机资源的浪费，无法合理化规范油机资源调度。在倡导精细化管理的背景下，采用信息化管理手段解决现有油机发电监控管理方式的弊端[1]。

1 基于MTR的智能油机发电监控管理系统架构

基于MTR的智能油机发电监控管理系统由发电机、智能数据采集器、监控中心和手机终端组成，可实现对油机发电的过程、时长的监控管理及油机使用的科学调度与维保管理。

1.1 基于MTR的智能油机发电监控管理系统功能组件

MTR的智能油机发电监控管理系统由管理软件服务端、管理软件PC终端、管理软件App终端、前置发电机数据采集器，第三方平台开放协议端口、各个端口均通过协议通信。服务器安装于机房中，通过网络进行权限访问、数据提取。服务器和前端数据采集器每4分钟一次心跳检测瞬态上传数据。通过网管接口将自动上报的油机发电数据呈现出来，便于监控、分析、管理；通过短信接口实现和移动短信网关的对接，用于与数据采集器的信息交互，同时传送MTR测量报告；通过GPS接口实现对油机的定位，以进行油机精细化管理。

1.2 基于MTR的智能油机发电监控管理系统功能

1.2.1 油机发电机远程发电。通过GPS模块定时上传发电机经纬度信息至中心服务器；中心服务器通过数据采集器上传的发电机经纬度信息，生成发电机的地理分布图，并显示在监控终端[2]。当市电停电时，监控人员通过监控终端的监控管理平台以短信方式下发油机发电通知至数据采集器，数据采集器触发油机发电。

1.2.2 数据采集器的发电数据采集。市电与油机发电最大的不同是：市电相位是全网同步，而每个大型发电机都有个同步器进行同步，而发电由于功率小，供电范围小，没并网的要求，则没有同步器，这样市电和发电就有个相位差，数据采集器从服务器处读取市电相位，比较现场采集到交流电的相位，判断是否存在有相位差。

1.2.3 数据采集器与服务器信息交互。智能数据采集器通过无线传输方式（4G/WIFI）定时与强大的服务器进行信息交互，即发电数据的定时上传服务器行为与数据采集器定时提取市电相位的行为，同时采集器通过SIM卡模块定时上传MTR测量报告，通过MTR小区数据与数据库小区数据进行匹配，从而判断油机归属小区的有效性，避免GPS模块破坏导致的缺省位置验证[3]。此外，当无网络信号时，数据采集器可储存300条当时信息，待有网络信号时发送短信至服务器。

1.2.4 监控终端的发电数据管理。通过强大的服务器数据库，监控终端网管平台可呈现对发电进行全流程管控[4]，参照经纬度、基站LAC、CellID及油机发电类别识别发电真实性：①油机正常发电；②油机发电且空载；③市电发电；④市电且空载；⑤故障且油机发电；⑥故障、油机发电且空载；⑦故障且市电发电；⑧故障、市电且空载等信息。

1.2.5 远程控制启动功能。对搬运油机不方便、长期发电站点或需要设置一些固定油机在普通基站的情况及固定式柴油发电机均可安装油机简易自启动控制器[5]，部分非自启固定式柴油机可实现远程控制启动，并可回传油机剩余油量、油机发电过程中的瞬态信息及有效发电时长。

1.3 基于MTR的智能油机发电监控管理系统管理软件PC端

可通过任何可上网设备使用用户名和密码登录查看，不受环境和条 件限制，操作方便快捷。

具体操作步骤及交互过程如下：

步骤一：发电机数据器采集器通过GPS模块定时采集发电机经纬度信息，通过SIM卡模块定时生成MTR测量报告，并将定位信息与MTR测量报告上传至中心服务器；

步骤二：中心服务器通过数据采集器上传的发电机经纬度信息生成发电机的地理分布图，显示在监控终端，并由MTR测量报告生成MTR数据库，为后续油机的定位及小区归属提供数据支撑；

步骤三：当市电停电时，监控人员通过监控终端管理平台以短信方式下发油机发电通知至数据采集器；

步骤四：数据采集器触发发电，油机开始发电，并上传发电开始时间至中心服务器，同时数据采集器定时从服务器读取市电相位，比较当前发电相位与市电相位差，从而确认供电来源，上传服务器；

步骤五：市电来电，数据采集器触发发电机停止供电，油机中断供电，并上传发电结束时间至服务器；

步骤六：中心服务器记录每次发电的油机编号、油机经纬度、发电开始/结束时间、发电量、供油量、小区信息及供电来源等，形成区域内所有油机发电的完整记录。同时，服务器还可进一步二次判断油机发电、疑似市电、空载发电。

1.4 基于MTR的智能油机发电监控管理系统管理软件App端

发电机发电管理系统手机App端同时支持安卓和苹果操作系统的应用，安装系统包括发电管理、调度管理、报表管理、维保管理、维修管理、资产管理、报废管理、参数设置、动力电源、加油管理、帮助、售后服务支持。具体操作功能详细介绍：①发电管理：包含发电区域内基站名称、发电机编号、开始发电时间、发电状态，均可查询或以地图呈现，如基站系统定位的基站名称与实际基站名称有误时，可直接修正；②调度管理：调度管理包含所属区域内基站名称、基站ID并点击可查询搜索范围 （公里）、仓库区域内存放发电机信息及某时段内所属区域内发电机运行轨迹；③报表管理：所属区域内发电次数、发电时长、手工补录时长、发电费用等均可查询询；④资产管理： 列表显示所属区域、产权单位、使用单位分别有多少台发电机总数；⑤参数设置：数据采集器安装完成后，安装人员填写安装表；⑥动力电源：发电中获取电源负载电流值和油机功率核算出油耗；⑦维保管理和维修管理：发电机超时未维保和需维修时可填写维修申请；⑧报废管理：列表显示区域内所有发电机，发电机需报废时点击该台发电机，填写报废申请单；⑨加油管理：发电机需要加油时可点击改油机填写用油申请单；⑩系统帮助：系统设置、关于系统、离线地图，售后服务支持、操作手册和相关视频等离线支撑。

2 基于云架构的智能油机发电监控管理系统

基于MTR的智能油机发电监控管理系统将管理软件服务端和采集器设备升级，用发电云控中心呈现区域内各站点市电情况、油机剩余油量、电瓶电压、油机运行数据及远程控制发电机启/停。基于云架构的智能油机发电监控管理系统相较于基于MTR的智能油机发电监控管理系统，新增功能：①市电停电发电机自动启动，ATS自动转换为油机电源给负载供电，市电来电发电机自动停机，ATS自动转换到市电给负载供电，PC端和手机端 同步呈现转换状态；②可实时采购油箱剩余油量；③实时监测发电机启动电瓶电压，提醒电瓶维护，同步推送给PC端和手机端；④远程配置静默时间，根据需要配置起止时间，当市电停电后发电机不自动启动；⑤具有位移自动唤醒功能，唤醒后自动上报油机位置；⑥具备心跳功能，每12小时定时自动唤醒上报状态；⑦具备在线远程升级、远程设置功能；⑧双通道传输：支持4G物联网传输和蓝牙传输；⑨支持多IP协议传输。

3 基于远程访问受限的离线式发电监控管理架构

基于MTR的智能油机发电监控管理系统在管理软件服务端受限不可以远程访问的情况下，只依托于采集器设备对发电进行监控管理，通过采集器识别发电机的启动、停止计算出开始发电时间、停止发电时间及发电时长，同时采集器的电压值、电流值通过计量芯片计算出发电功率、频率等信息，通过北斗/GPS的定位信息上传到发电管理平台。具体操作步骤如下。

3.1 步骤一设备安装

设备只能取220V进行供电取电为三相油机，数据连接线上的ABC三根火线分别接油机空开出电端三相线，N线接油机零线，互感器数据连接线上的ABC三个互感圈分别套入油机空开进电端的三相线上；如果为单相油机，ABC相线并在一起接油机空开出电端火线，N线接油机零线，可只取一个互感器套入空开进电端火线上；互感器套入不分正反，一个互感器不能同时套入多根线，套入后请用轧带固定。

3.2 步骤二设备运行

启动油机后，需让油机预热几分钟，再闭合油机空开送电至设备；送电后，需观察设备指示灯是否正常，发电灯常亮不灭，表示供电正常，发电灯或者所有灯不亮，依次检查保险管、电源模块、接线连接是否正常。

3.3 步骤三数据读取和上传

发完电后，将设备取下，打开面板，通过USB接头连至电脑，打开读取程序，文件名为：kx_mqtt_remote_pc，显示已连接后（部分电脑需安装对应驱动才能正常连接），点下方获取历史记录，读取数据，对需要上传的数据，点击上传，将需要的数据传至代维平台数据接收服务器。

4 结束语

本文首先详细介绍了基于MTR的智能油机发电监控管理系统及其功能，数据采集器通过GPS定位模块可定位油机经纬度信息，并通过CPU模块可自动识别供电来源，市电与发电的相位差自动识别油机发电的供电来源，通过SIM卡模块上报MTR测量报告；通过采集器模块远程操控油机，并自动采集发电数据。将管理软件服务端和采集器设备升级提出了基于云架构的智能油机发电监控管理系统，通过强大的服务器数据库信息形成全网油机的发电统计数据地理分布图，从而实现对全网油机资源的实时监控、调度和管理，监控软件的功能大大强化。最后一种基于远程访问受限的离线式发电监控管理架构，是在无法搭建监控软件平台的情况下的折中方案，此方案可以规避系统数据库安全漏洞和远程访问风险，毕竟随意访问任何公司的外网还是存在病毒攻击的风险。