PAGEPAGE2研發項目結題報告（上報集團版）項目名稱及編號鉛酸蓄電池在線監測與維護研究編號：2011_LH_64子課題：蓄電池遠程維護管理智能監控系統研發主要研究單位及負責人（聯系方式）中國移動通信集團河南有限公司康彩云電話箱139.com，其他研究單位及負責人（聯系方式）中國移動通信集團湖南有限公司常德分公司王杰紅電話箱139.com，蔡磊電話箱139.com深圳中興力維技術有限公司巢彥章電話箱：chao.yanzhang@是否集團級重點項目(是/否)是是否聯合研發項目（是/否）；是項目經費（萬元）0項目起止時間2011年5月－2011年9月專業類別通信電源研究類別新產品開發關鍵詞索引（3～5個）蓄電池遠程維護智能監控該項目在研究單位內部的評審結果（按填寫說明3）該項目在研究單位內部的評審意見：描述評審專家組對該項目在技術先進性，創新性，取得的總體效益，可推廣性等方面的評價。項目研究成果簡介：一、項目的目的本項目研究目的為：開發較為完善的蓄電池智能維護管理系統，實現遠程的蓄電池管理維護，提高蓄電池使用壽命，并實現蓄電池的節能減排。二、項目的意義該項目投入使用，將進一步提升移動網絡質量，使移動通信網絡的高質量，高標準得以進一步鞏固，保證了移動公司的優質通信服務在廣大客戶心中的良好形象，提升客戶感知。同時能夠延長蓄電池使用年限，降低電池更換頻次，節約成本，減少電池生產和廢舊電池處理對環境的影響。三、解決的問題1、遠程檢測蓄電池的保有容量。2、實時檢測蓄電池的剩余容量，可支撐的剩余時間長度。3、準確判斷蓄電池組中的落后單體，并產生告警。4、定期對蓄電池遠程放電，自動排班，實現定期對通訊基站蓄電池進行放電測試。5、系統提供各類蓄電池管理報表，實現專業的蓄電池管理，為運維支撐提供決策依據。四、技術方案1、開發新的蓄電池監控模塊EBMU，實現以下數據的記錄、分析和上傳;①、同時監測兩組蓄電池的總電壓、各個單體電壓，每組配置最高25節單體。②、分析出每組蓄電池組中的落后單體，實時分析放電剩余容量，估算剩余放電時間。③、精確測量蓄電池組的充、放電電流和蓄電池溫度。④、能夠記錄10條完整的充放電曲線。⑤、具有單體電壓超上下限設置告警、環境溫度超上下限告警、蓄電池容量超低告警、落后單體告警、防盜告警等。2、基于動環監控系統V1.6版本開發蓄電池遠程管理系統軟件，實現對基站蓄電池遠程管理的功能。3、基站蓄電池遠程維護管理功能實現的方式EBMU通過RS422串行通信方式來與EISU傳輸數據。EBMU負責采集蓄電池的單體電壓、蓄電池標示溫度、充放電電流。在放電時，在EBMU底端把采集的這些數據進行分析處理，計算出蓄電池組的剩余容量和剩余時間，檢測出落后單體。而同時在EISU設備能夠獲取EBMU采集、分析的數據，并將EBMU的數據上傳網管中心。網管中心通過分析底端數據提供蓄電池管理報表，包括放電記錄報表、蓄電池容量報表、落后單體報表、放電圖形曲線報表、單體維護建議報表等，并監控蓄電池的放電過程，包括主動維護放電和市電停電導致的蓄電池放電。放電的過程可監控的參數有：蓄電池剩余容量、蓄電池剩余時長、落后單體、蓄電池單體電壓等數據，從而實現對基站蓄電池遠程維護管理功能五、項目實施、試驗及效果評估1、由中興力維完成新型蓄電池監控模塊EBMU以及蓄電池遠程管理系統軟件的研發；2、選取3個試驗基站，安裝EBMU設備并進行功能測試；3、通過動環監控系統遠程放電測試和現場放電測試進行對比；4、蓄電池落后單體檢測功能的測試；5、在業務臺上測試蓄電池遠程管理軟件的各類蓄電池管理報表輸出功能、預放電功能，以及遠程放電參數的設置。通過試驗，證明“蓄電池遠程維護管理智能監控系統”實現了預期目標。六、軟件成果輸出1、軟件成果：基于中興動環監控系統V1.6版本開發的“蓄電池遠程管理系統”軟件2、軟件版權屬于“深圳中興力維技術有限公司”。七、成果應用1、適用范圍：蓄電池遠程維護管理智能監控系統適用范圍很廣，不論基站或機房只要具有開關電源且開關電源能夠通過中興力維動力及環境監控設備正常監控的均可以通過增加EBMU來實現蓄電池遠程管理。2、前提條件：需將中興力維動環監控系統軟件升級到V1.67方能實現蓄電池遠程管理。該項目的專利情況：無該項目研究中發現的問題及今后工作建議：如研究中發現的新問題、對現有企業標準規范的符合度，即在現有的企業標準（企業標準的名稱和編號）基礎上所需新增的功能要求（如業務流程的改變、設備新增的功能要求等）。項目研究成果的主體內容（3000字以上，可附在表格后）：1、研究成果主體內容：（一）、立項背景1、通訊基站蓄電池維護現狀 基站蓄電池因為沒有及時有效的維護，造成大多數蓄電池沒有達到設計使用年限就因容量不夠報廢，這不僅增加了運營商的運營成本，而且帶來的環境污染、廢物排放也不可小視。 當前基站蓄電池大多委托給代維公司進行維護。代維公司通過人工方式，對基站蓄電池進行的維護。這種維護工作通常是定期檢測蓄電池單體電壓、測試內阻，或者是定期做核對性放電測試或全容量放電試驗。這種人工維護模式不僅工作效率低、成本高，而且采集的數據也比較原始、零散，準確度也不高，從而造成基站蓄電池運維沒有必要的數據支撐。2、基站蓄電池維護急待解決的問題 ①、缺乏對蓄電池保有容量的實時分析判斷能力 閥控式密封鉛酸蓄電池，其內部的工作是比較復雜的化學反應過程，而且相對外界是密封的，因此若無有效支撐手段較難取得準確的保有容量數據。現有的維護手段是采用靜態測試和動態測試保有容量的方法。且均是采用人工手段，效率低、耗時長、人工成本高且受人為因數影響較大。而且由于基站數量較多，全部將某一區域的基站電池進行一次放電測試，至少需半年以上。因此無法及時發現電池容量問題。 ②、缺少對落后單體及時準確的判斷手段 現有的維護方式不可能及時準確的找到某個基站中落后的單體電池。由于缺少落后單體的正確的判斷，往往個別的落后單體導致蓄電池整組的淘汰。因為蓄電池組中的落后電池會加速與其串聯的相鄰蓄電池的劣化速度。在出現第一只落后蓄電池的2－3月后往往就會出現其他落后蓄電池。所以，蓄電池組中的少量落后蓄電池會使整組蓄電池快速劣化失效。為此常德分公司決定依托現有動環網絡平臺，通過對動環系統功能的開發，實現對基站蓄電池的遠程維護管理。具體實現的功能如下：1、通過動環平臺實現對蓄電池的遠程放電測試，滿足閥控式蓄電池的主動放電維護的要求；2、系統監控蓄電池的放電過程，包括主動維護放電和市電停電導致的蓄電池放電。放電的過程可監控的參數有：蓄電池剩余容量、蓄電池剩余時長、落后單體、蓄電池單體電壓等數據；3、計算蓄電池的保有容量。通過蓄電池的部分放電（最少放電量30%），計算出蓄電池實際的保有容量；4、計算蓄電池的單體容量并判斷蓄電池組中的落后單體，為單體的維護、更換提供依據；5、預設蓄電池的放電維護周期，到期自動提醒放電；6、系統提供蓄電池管理報表，包括放電記錄報表、蓄電池容量報表、落后單體報表、放電圖形曲線報表、單體維護建議報表等；

（二）詳細技術內容1、現有動力環境監控系統現狀中興動力環境監控系統于2004年在常德分公司開始投入使用，經過7年的發展，現在被監控基站已達1641個，監控覆蓋率達99%。7年來動環監控系統軟件經過5次升級系統版本已升級為V1.66版本，同時中興力維最新蓄電池數據采集設備EBMU的技術也已成熟。現有動環監控系統已具備實現基站蓄電池遠程維護管理功能的軟硬件條件。2、主要技術方案和關鍵技術2.1、主要技術方案本項目充分利用EBMU成熟的數據采集設備有效地記錄和分析電池的容量和電池性能，并利用現有的動環系統將數據進行上傳到服務器，并開發系統分析軟件，建立科學的電池性能數據分析模型，實時計算電池容量及時發現落后電池、提供蓄電池管理報表以便于對電池進行有針對性的維護。系統結構如下：組網結構圖;EBMUEBMUEISU蓄電池蓄電池開關電源環境設備傳輸網絡動環網管服務器動環網管監控客戶端基站2.2、關鍵技術2.2.1蓄電池監控模塊EBMU功能①、同時監測兩組蓄電池的總電壓、各個單體電壓，每組配置最高25節單體。②、能夠分析出每組蓄電池組中的落后單體，實時分析放電剩余容量，估算剩余放電時間。③、可以精確測量蓄電池組的充、放電電流和蓄電池溫度。④、具有一個RS422通信接口和一個以太網接口。⑤、能夠記錄10條完整的充放電曲線。⑥、具有單體電壓超上下限設置告警、環境溫度超上下限告警、蓄電池容量超低告警、落后單體告警、防盜告警等。2.2.2、基站蓄電池遠程維護管理功能實現的方式EBMU通過RS422串行通信方式來與EISU傳輸數據。EBMU負責采集蓄電池的單體電壓、蓄電池標示溫度、充放電電流。在放電時，在EBMU底端把采集的這些數據進行分析處理，計算出蓄電池組的剩余容量和剩余時間，檢測出落后單體。而同時在EISU設備能夠獲取EBMU采集、分析的數據，并將EBMU的數據上傳網管中心。網管中心通過分析底端數據提供蓄電池管理報表，包括放電記錄報表、蓄電池容量報表、落后單體報表、放電圖形曲線報表、單體維護建議報表等，并監控蓄電池的放電過程，包括主動維護放電和市電停電導致的蓄電池放電。放電的過程可監控的參數有：蓄電池剩余容量、蓄電池剩余時長、落后單體、蓄電池單體電壓等數據，從而實現對基站蓄電池遠程維護管理功能。3、功能測試及現場測試效果評估3.1選取3個試驗基站，安裝EBMU設備并進行功能測試基站名開關電源型號電池組數電池組容量蘆山村基站中興zxdu682500AH月桂崗基站施威特克IPS802AD2500AH湯家坪基站施威特克IPS802AD2500AH3.2通過動環監控系統遠程放電測試和現場放電測試對比通過動環監控系統遠程放電測試和現場放電測試對比的方式驗證其剩余容量分析的準確性：測試一：蘆山村基站負載電流約50A，拔掉一組電池熔絲，通過動環監控系統遠程放電，電池以0.1C電流放電4小時，EBMU計算出的放電容量為214AH。測試二：在蘆山村基站將上次做遠程放電測試的電池組與開關電源斷開，用電池容量測試儀對該電池組放電試驗，設定負載電流50A（0.1C），設置放電終止時間4小時，實際放出205AH。通過以上測試，EMBU容量計算與電池容量測試儀計算的容量咬合度在95%以上，可以認為EMBU對蓄電池的剩余容量計算是完全符合實際情況的。3.3、蓄電池落后單體檢測功能的測試從倉庫中調用兩個落后的蓄電池，安插在月桂崗基站待測蓄電池組里。在放電過程中，通過EBMU設備監測該落后單體的電壓與整組平均電壓相差較大，如下圖所示紅色圈出部分：放電開始1分鐘就能檢測出該2節落后單體，對應單體位號2，3兩節。如下圖所示紅色圈出的部分：4、動環平臺基站蓄電池遠程維護管理功能圖解4.1、蓄電池放電管理截圖設置放電參數實時放電數據呈現放電曲線報表單體電壓放電報表預約放電截圖落后單體分析報表5、本項目實施成本（單站）1、硬件：EBMU每套3000元2、安裝調試：500元/站（三）、主要技術創新點①、通過遠程對基站蓄電池進行日常維護測試，極大的提高了維護效率，節省了維護成本。②、蓄電池的基本數據，以往只能看到開關電源提供的少量參數，本課題的研究成果，可以通過采集模塊實現全面的、科學的蓄電池數據采集和分析，為運維決策提供詳實的基礎數據。③、蓄電池維護實現自動排班放電提醒機制。④、EBMU采用在線容量測試方法，利用了電壓電流積分法，以及趨勢判斷法，通過記錄每一次電池放電過程并不斷比較測量結果，從而計算出準確地蓄電池剩余容量。（四）、應用情況該成果在市區已安裝三個測試基站，在日常維護中運行穩定，下階段將在全市推廣使用。全市現網被監控基站1641個，其中1626個基站沒有安裝EBMU。根據《中國移動電源空調維護管理規定(2008版)》要求，對基站蓄電池每二年進行一次全容量放電測試，每年進行一次核對性放電測試。全市按1626個基站，共計蓄電池約2601組，每年一次核對性放電將帶來巨大的工作量，耗費大量的人力物力。按平均每組電池放電測試2小時計，如果采用遠程放電測試功能，每年將節省下約5202小時人次的勞動力資源，將大大提高動力維護的效率。同時，及時發現落后電池，進行更換，不但可以確保網絡運行更加安全，而且能夠大大降低基站蓄電池因維護不及時造成的蓄電池更換費用。準確的蓄電池容量計算，能夠降低因對基站蓄電池保有容量誤判引起的基站設備斷電退服的情況發生。在市場競爭白熱化的今天，因用戶感知對品牌形象影響極大，只有提高網絡質量，為用戶提供不間斷的優質通信服務，才能贏得用戶的信任，拓展更多的市場份額。2、請項目負責人填寫“項目對企業績效貢獻的量化路徑圖”和“項目特征指標的年度預期數值表”：1）項目對企業績效貢獻的量化路徑圖項目特征指標（PAV）指標名稱項目應用前指標現狀值：PAVc項目應用1年后指標預期值：PAVe1此項目帶來的指標變動量：ΔPAV更換電池非正常報廢率%常德市591247電池維護時間（小時）常德市606現場維護次數常德市1.501.5企業特征指標—網絡及生產類（EAV-PS）指標名稱項目應用前指標現狀值（EAVc）項目應用1年后指標預期值（EAVe）此項目應用帶來的指標變動量（ΔEAV）維護時間（小時/站年）606電池非正常報廢組數（組）972077企業特征指標—市場及財務類（EAV-MF）指標名稱項目應用前指標現狀值（EAVc）項目應用1年后指標預期值（EAVe）此項目應用帶來的指標變動量（ΔEAV）交通費（萬元）常德市21.64021.64人工費（萬元）常德市15.6015.6企業績效指標（EPV）指標名稱項目應用前指標現狀值：EAVc項目應用1年后指標預期值：EAVe此項目應用帶來的指標變動量：ΔEAV營運收入0241.63241.63營運支出241.630241.63資本開支241.630241.63注：填寫各項指標數值時，請在數值后一并填寫指標數值的度量單位（如RMB萬元、萬人、%等）和指標數值對應的應用范圍（如XX地市、X省全省、31省全網等）。項目特征指標是本項目應用后產生的主要可量化成效，最多不超過3個。如《傳輸災難性設備故障搶修系統》項目應用的可量化直接成效表現為“縮短故障處理時間”，此即項目特征指標。其EAVc為××小時，其EAVe為××分鐘，其ΔEAV=EAVe–EAVc。企業特征指標是本項目應用后對企業生產（產品及服務）和經營（市場及財務）帶來的可量化成效，分為“網絡及生產類（EAV-PS）”和“市場及財務類（EAV-MF）”，指標清單請見本模板附件1。如《傳輸災難性設備故障搶修系統》通過縮短故障定位時間，使“客戶網絡類投訴解決及時率”從×小時降低到×小時，使設備故障搶修時間縮短，由原來需要投入×人耗時×小時降低為×人耗時×小時，全省每年節省人工成本××萬元。其中“客戶網絡類投訴解決及時率”為EAV-PS指標，“人工成本”就屬于EAV-MF指標。以上指標中，項目特征指標和企業特征指標的名稱和數值都為必填項。企業績效指標為選填項。建議項目經理盡量填全以更好地體現本項目對企業的貢獻。2）項目特征指標的年度預期數值表項目特征指標（PAV）的名稱：電池維護人工成本（萬元/年）常德市維護時間（小時/站年）電池非正常報廢組數（組）項目應用前指標現狀值：PAVc15.6697項目應用1年后指標預期值：PAVe10020項目應用2年后指標預期值：PAVe20020項目應用3年后指標預期值：PAVe30020項目應用4年后指標預期值：PAVe40020項目應用5年后指標預期值：PAVe50020項目應用6年后指標預期值：PAVe60020項目應用7年后指標預期值：PAVe70020項目應用8年后指標預期值：PAVe80020項目應用9年后指標預期值：PAVe90020項目應用10年后指標預期值：PAVe100020注：填寫以上項目特征指標數值時，請在數值后一并填寫指標數值的度量單位（如RMB萬元、萬人、%等）和指標數值對應的應用范圍（如XX地市、X省全省、31省全網等）。對于某些項目，若項目成果所依附的業務或網絡在若干年后將退網，則請在預計的退網年度予以注明。如：應用于TDM交換機的某項目成果，預計該TDM交換機在X年后退網，則請在“項目應用X年后指