刘莉菁，李峰，潘江勇

（中国移动通信集团湖北有限公司，湖北 430023）

基于大数据分析的代维发电管理整体解决方案

刘莉菁，李峰，潘江勇

（中国移动通信集团湖北有限公司，湖北 430023）

本方案整合开发了发电调度、过程管理和发电后评估的综合管理平台，同时提出了“是否发电”、“何时发电”及“发电过程分析”等一系列算法，在充分利用历史大数据的基础上，为油机发电调度、发电稽核提出了一套创新的思路。

代维发电管理；发电调度；发电稽核；大数据分析

伴随4G时代的到来，移动基站数量日益增多，停电问题对基站运行的影响也日益突显，全网整体停电时长及基站发电频次都在同步增长。如何做到精确的发电调度以及准确的结算稽核，从而降低代维发电成本，是通信公司提升运维管理效率的热点问题和迫切需求。而综合分析停电到发电的过程，要降低发电成本，目前急需解决以下问题。

如何判断停电基站是否需要进行发电，如何制定停电基站发电的优先级顺序；如何判断停电基站应该何时发电；如何判断基站是否进行了油机发电以及油机的发电时长；如何评估代维、分公司油机发电业务水平和管理水平，是否存在非必要发电和无效发电。

为解决这4个问题，本方案整合了油机发电调度、油机发电稽核的管理职能，开发了针对停电基站发电评估、油机调度、发电过程分析、发电稽核、发电后分析的全业务综合管理平台（以下简称：代维发电管理）。同时，本项目创建了“是否发电”、“何时发电”及“发电过程分析”等一系列算法，在充分利用历史大数据的基础上，为油机发电调度、发电稽核提出了一套创新的思路。

1　代维发电管理架构

代维发电可通过发电前、发电中和发电后3个环节进行管控，通过发电前的调度过程，实现对油机发电及时性、有效性的管控；通过发电中的各项监测方案，实现对油机发电稽核准确性的管控；通过发电后的评估分析，提升过程管理。

1.1功能架构

建立代维发电管理流程，来控制发电的成本和质量，代维发电管理功能架构如图1所示。

1.2软件功能框架

代维发电管理系统的软件功能架构如图2所示。

1.3网络架构

代维发电管理系统的网络架构如图3所示。说明：

（1）综合服务器组：主要负责为系统提供数据服务、指标采集服务、数据中间处理、应用服务、Web页面服务以及手机APP工具的数据推送和接收。

（2）动环指标服务器组：主要通过C接口、数据库接口获取动环指标用于发电过程分析，建议配置专门的采集服务器。

图1　代维发电管理功能架构图

（3）外部系统：主要包括综合告警平台提供动环告警；话务网管系统提供基站话务量流量信息；EMOS平台可通过工单派发调度任务；短信网关可通过短信派发调度任务。

2　代维发电管理功能

2.1发电前功能要求

发电前主要是针对基站停电后，在调度代维人员前往基站开始油机发电前，依据基站停电时间、蓄电池放电电压对基站停电、蓄电池放电、油机发电的相关信息预测及评估，以及油机发电调度任务的生成及调整。

2.1.1发电算法预测

（1）发电时间点静态预测。根据基站预测停电时长、蓄电池预测放电时长、基站路程时长，基站选定调度参数，预测停电基站的调度时刻。是油机发电调度管理的核心算法，用于计算油机发电调度时间，从而进行油机发电自动调度及任务派发。

（2）基站停电时长预测。依据基站历史停电数据，建立数学模型，对基站当前发生的停电时长进行预测，从而评估本次停电可能造成基站退服的概率以及停电时长的预测。用于进行基站发电价值评估，基站是否需要发电评估。

（3）蓄电池放电时长预测。依据基站蓄电池开始放电的初始电压，结合本基站历史放电电压变化曲线，预测蓄电池的放电时长。用于参与发电时间点静态预测算法确定油机调度时间；进行基站发电价值评估。

（4）话务量、流量预测。根据话务量流量历年变化的一般规律，结合当前的话务量流量情况预测出当年每天的话务量流量的具体值，主要用于进行发电价值评估。

（5）发电价值评估。依据基站停电时长预测、退服概率预测及蓄电池放电时长预测算法结果，结合基站级别、业务指标评估基站本次停电事件的发电价值。主要用于进行基站发电优先级排队，确定发电优先级，（特别是在大规模停电情况下）优先对保障级别高、业务量大的基站进行发电。

（6） 发电时间点动态校正。依据停电基站蓄电池放电中的放电电压变化情况，动态校正蓄电池预测放电时长。主要用于参与发电时间点静态预测算法，对停电基站放电时长进行校正，从而调整调度任务的调度时间及发电时间。

（7） 基站发电优先级排队。针对当前基站调度任务列表，结合油机资源及可用状态，按照基站级别、基站发电价值评估参数进行排序，实现基站发电优先级排队。

图2　代维发电管理系统软件功能框图

（8） 发电油机匹配规则。派发基站停电调度通知时，依据停电基站负载大小自动在区域油机资源中匹配合适的油机，在保障有效发电的前提下，避免出现油机超负荷工作和三相油机用于单相供电的问题。

图3　代维发电管理系统网络架构图

2.1.2发电调度管理

油机发电调度管理主要提供以下功能。

2.1.2.1必需部署的功能

（1） 满足发电时间点静态预测算法的部署条件：系统根据市电停电时间、电池放电时长、路程时长、基站级别自动分析判断油机发电开始时间。

（2） 根据市电中途来电信息、电池放电监控信息自动调整调度通知。

（3） 提供工单、短信、APP信息推送中任一调度任务推送方式：实现油机发电调度任务通知。

2.1.2.2可选功能

（1） 不同模式下的调度算法调整、时长校正功能（天气情况、大面积停电）。

（2） 依据蓄电池放电时长预测校正基站放电时长。（3） 依据蓄电池放电的指标变化情况进行发电时间点动态校正。

2.1.2.3油机发电调度的功能

（1） 调度参数管理：设置调度规则参数，使生成调度方案时能够考虑特殊情况的不利影响，保障油机调度的精确度。可对指定区域自动或手动启用选定的油机调度模式。

（2） 调度方案生成：根据停电基站的允许发电时间段属性，系统根据预测调度时刻判断基站在计划发电时是否允许发电；如果允许发电，则生成发电调度方案。调度方案生成后，在基站停电过程中，将依据调度方案调整模块的功能自动进行调度任务的调整。

（3） 调度方案调整：在基站持续停电中，依据发电时间点动态校正、市电恢复、直流电压低告警3类信息实时调整调度方案：发电时间点动态校正：对部署实施了发电时间点动态校正算法时，可通过停电基站蓄电池组总电压，按照发电时间点动态校正算法进行蓄电池放电时长的校正，并调整调度方案中的调度时间和发电时间；市电恢复触发：在基站市电恢复时，依据调度任务是否派发，采取取消调度方案或取消发电的调度；直流电压低告警触发：在调度方案未派发的情况下，当系统获得停电基站的直流电压低告警时，立即派发调度任务。

（4） 人工调整调度方案：系统允许用户选择具体的调度方案，进行人工调整。

（5） 调度任务派发：系统根据调度方案，按照用户设定的方式，生成调度任务，并及时派发给发电人员。调度任务派发模式主要包括工单派发、短信派发、APP信息推送。以上3种模式可组合使用，如果同时选择派发方式时，依次以工单、APP信息推送确认为准。

（6） 调度任务取消：系统在接收到市电恢复状态时，自动发送相应基站的取消发电任务，并自动记录取消发电时间。同时提供人工调整调度任务的功能，工作人员可以选择调度任务发送取消发电任务，并自动记录取消发电时间。

（7） 调度任务跟踪：在调度任务派发给发电人员后，通过获取实际发电过程中几个关键时间点，进行发电过程跟踪，提供数据校正及发电统计的相关数据。

发电过程跟踪以下几个时间点：前往发电的时间点、开始发电的时间点、结束发电的时间点、取消发电的时间点，以上时间点由系统自动依据代维人员回复短信，或代维人员通过代维行为管理APP工具操作数据进行自动提取。

2.2发电中功能要求

“发电中”主要是针对代维人员在基站进行油机发电，到终止发电的发电过程分析，以及代维人员经调度后，出发去基站发电、发电结束后返回驻地的行为管理。

2.2.1发电过程分析

发电过程分析规则主要是针对停电基站进行监控分析，确认基站的油机发电业务执行过程。

发电过程分析流程如图4所示。

2.2.1.1智能固定油机分析模型

针对配置智能固定油机的基站，可以采用智能固定油机分析模型进行基站发电业务分析（提取油机发电开始时间、发电结束时间），并计算发电时长、发电油料油耗。固定油机所在基站信息、停电告警等信息由动环监控系统提供。

2.2.1.2交流供电分析模型

针对配置了交流供电分析模块的基站，可通过环系统提取智能分析模块派发的油机发电告警，对基站发电过程进行分析。

2.2.1.3移动油机监控分析模型

（1） 无线式移动油机监控分析模型。发电监控模块安装在移动油机内部，通过监控模块获取油机编码、油机发电GPS坐标或连接基站的LAC、Cell ID信息、发电起止时间、油机输出电压、电流等数据，并通过GPRS、短信或其它无线方式传至动环监控系统。

图4　发电过程分析流程图

（2） 有线式移动油机监控分析模型。通过发电供电电缆将移动油机接入到动环监控系统，主要监控油机编号、厂家编号、厂家型号、油机功率、发电起止时间、额定油耗等数据，对发电过程、发电时长、发电油料油耗等进行分析。

2.2.1.4油机、市电分测点分析模型

对于基站侧部署了油机、市点分测点监控的基站，可依据市电测点、油机测点派发告警进行油机发电过程分析。

2.2.1.5动环指标分析模型

动环平台对停电油机周期性采集动环指标，通过动环指标的匹配关系来确认基站油机发电环节，从而实现对油机发电行为的自动分析。

2.2.2发电过程管控

通过在代维人员智能手机终端上部署发电行为管理APP，实现代维人员查询油机调度任务、登记油机发电（出发发电、开始发电、停止发电）过程，并实时上传数据到平台。

发电行为管理主要包括以下功能要求。

（1） 发电业务管理：管理停电基站状态查询、调度任务接单及油机发电业务过程登记等功能，主要包括油机调度任务管理；油机发电出发登记；油机发电确定；油机停止发电确定。

（2） 定位服务：智能APP需提供关联小区定位和GPS定位2类定位服务，在相关业务操作时自动记录定位信息，用于系统识别手机操作位置。

2.3发电后功能要求

发电后主要是在基站发电结束后，对基站发电保障效果进行评估，对分公司、代维公司发电管理水平及发电业务执行情况进行后分析。

2.3.1发电结算稽核

2.3.1.1代维发电信息上报管理

提供平台操作人员上报代维发电记录信息，平台提供批量导入代维发电记录功能，操作人员可通过代维发电Excel数据文件进行数据上报。

2.3.1.2代维发电信息稽核管理

针对平台操作人员上报的代维发电记录，平台依据发电过程分析结果自动进行代维发电记录稽核。

稽核结果包括以下6类。

（1） 代维发电基站未纳入动环监控，无法自动稽核。

（2） 代维发电基站因动环数据缺失，无法自动稽核。

（3） 代维发电基站因通信中断，无法自动稽核。

（4） 代维发电记录符合稽核流程。

（5） 代维发电存在，上报发电时间与稽核时间有差异。

（6） 代维发电不符合稽核流程。

对以上稽核结果，平台在代维发电稽核确认管理中提供给操作人员进行人工确认。

2.3.1.3代维发电信息稽核确认管理

图5　代维发电稽核管理流程图

平台提供代维发电记录稽核结果，供使用人员查看代维发电及对应稽核情况，进行人工确认管理。用户可依据人工确认发电信息对稽核记录中停电时间、发电时间、结束发电时间、市电恢复时间进行相关修正，同时必须填写相关人工稽核及发电情况说明。系统保存人工确认结果作为发电任务最终结果，并参与后续分析。

2.3.2发电后评估

对区域和代维单位发电业务开展进行后评估。后评估的报表数据可提供多种输出方式，包括列表、曲线、直方图、饼图。同时支持将报表导出为Excel文件。

主要包括以下评估分析内容。

（1）代维发电稽核报表：系统提供按地市、县区、基站信息、分时段查询地市上报的代维发电数据的自动稽核情况。分析代维发电的真实性、必要性及有效性。

（2） 区域发电稽核分析报表：系统提供按各区域（省、地市、县公司）、分时段分析停电基站油机发电稽核统计信息。

（3） 区域发电对比分析报表：系统提供按各区域（省、地市、县公司）、分时段同往年对应时间代维发电对比分析情况。

3　结束语

基于大数据分析的代维发电管理整体解决方案，在湖北省全面运用于基站代维发电的调度与稽核管理，建立油机调度和发电稽核系统，实现了油机调度和发电稽核后评估的智能化管理，实现了对代维发电的精细化管理，提高了工作效能，有效控制了虚假发电、不必要发电等事件的发生，达到有效控制成本的目的。湖北全省运用发电稽核及油机调度系统，代维发电管理效能得到有效提升。通过油机调度湖北省2015年平均单站发电时长为10.18 h，较2014年下降5.92%，全省每年可节省发电费用259万元。通过发电稽核，湖北省2015年单站月发电费用120.5元，较2014年降低10.74%，全省每年节约发电费用约470万元。

The overall solution of power generation management based on big data analysis

LIU Li-jing， LI Feng， PAN Jiang-yong
（China Mobile Group Hubei Co.， Ltd.， Wuhan 430023， China）

In order to precisely arrange power generation scheduling and accurately audit cost for power generation，we develop an overall management platform， which can perform power generation evaluate， power generation scheduling， power generation process analysis， power generation cost auditing， power generation post analysis. Meanwhile we innovate a series of algorithm， such as whether power generation， when to power generation， power generation process analysis， which provides an new method for power generation scheduling and cost auditing based on history power and environment big data of mobile base station.

power generation management； power generation scheduling； cost auditing； big data analysis

TN86

A

1008-5599（2016）10-0022-06

2016-09-06

* 中国移动集团级一类科技创新成果，原成果名称为《基于大数据分析的代维发电管理整体解决方案》。