基于訂閱的遙測數據采集方式在動環監控系統中的應用

傅 杰

（中國移動通信集團福建有限公司網管中心，福建 福州 350108）

0 引 言

近年來，通信行業動力電源設備運行維護目標已經逐步從單純的“設備運維”轉型為“效益運營”。如何實現動環設備精細化管理、提升維護效率、優化運營效能以及支撐業務發展，已經成為新基建背景下動環運維的新方向[1]。通過對電源設備實時運行狀態進行趨勢分析，使其運行于最優狀態，已經成為動環運維提質增效的必然途徑。

隨著動環監控系統集中化程度不斷提高，動環監控遙測性能數據量大幅增加，其采樣周期較長、無法兼顧效率與完整性、底層動環監控單元（Field Supervision Unit，FSU）性能不足等問題日益凸顯，導致大量動環監控數據無法及時、完整地上傳至網管平臺，限制了動環運營的進一步發展[2]。為了解決這一問題，本文將介紹一種采用數據訂閱功能建立的動環監控接口模式。采用此模式，動環監控系統既滿足對全量設備的運行趨勢分析，也能滿足實時監控管理的需要。

1 傳統動環監控遙測接口

1.1 傳統移動通信動環遙測數據接口

傳統的移動通信動環監控系統采用C接口作為集中監控中心（Central Supervision Center，CSC）與第三方網管系統之間的標準化接口。C接口具備兩種遙測數據傳輸模式，分別是全量定時采集與“一問一答”單點采集模式。采用定時采集模式時，監控系統對全網全量數據進行輪詢，上傳周期標準為4 h，無法滿足實際運維設備響應速度的需要[3]。采用單點采集模式時，可以對用戶選定的單臺設備進行快速數據采集，自設備側上送至移動集團統一平臺呈現，時延不應超過30 s。但此模式僅針對單臺選定設備生效，無法同時管理全網設備的數據。

傳統的C接口遙測數據流程如圖1所示。

圖1 傳統的C接口遙測數據流程

1.2 改良的動環遙測接口

為了提升可用性，自2017年起，筆者對全量輪詢采集模型進行分級分類管理。對于直流電壓、電流、溫度等直接影響業務的遙測數據，均要求以5～15 min的采樣周期上傳；對于次要的或變化較穩定的數據，例如電源模塊數量等，則以日粒度上傳。通過此方式改良了傳統的遙測接口，上傳數據量減少83%，采樣周期由4 h縮短為5～15 min，為實現性能監控奠定堅實基礎。改良的動環遙測采樣周期如表1所示。

表1 改良的動環遙測采樣周期

2 基于訂閱功能的接口實現方式

隨著“雙碳戰略”的提出，提質增效成為動環運營轉型的新目標，改良接口的15 min采樣周期無法為空調人工智能（Artificial Intelligence，AI）節能、蓄電池組自動放電等精細化工作提供安全可靠的運行環境。傳統的遙測數據單點采集模式更適用于已發生故障告警或已預約的場景，對設備運行狀態劣化、遙測信號丟失等無故障信號場景缺乏管控能力[4]。為了解決此問題，筆者開始采用數據訂閱功能，實現監控數據的高速、全量上傳。

數據訂閱功能是由第三方網管系統與動環監控CSC提前約定數據的內容、范圍、格式，而不關注數據的傳輸方式。只要數據發生變化，即可上傳至第三方網管，以此實現對數據內容的快速響應。選擇可支撐高吞吐量的Kafka接口，取代原有C接口，以此優化海量數據傳輸能力，并支持分布式部署，確保系統高效、可靠、易擴展。

新增FSU變動上報規則，FSU判斷監控數據發生變動即觸發信號存儲動作，并向CSC上報監控點信息。采用此方式，可以壓縮上報數據規模，減少數據處理量。為了確保重要性能數據的完整性，在CSC上同步開發了FSU狀態稽核與重啟功能。通過確認心跳包、CPU占用率、內存占用率以及硬盤占用率等參數，確保FSU工作處于正常狀態。利用改良數據接口對訂閱數據進行稽核，避免特殊場景下（如大面積停電、災害性天氣等）單次大量數據推送可能導致的數據丟失問題[5]。

基于訂閱模式的實時數據流程如圖2所示。

圖2 基于訂閱模式的實時數據流程

遙測數據通過Kafka接口直接推送至第三方網管，去除了傳統數據流程中緩存服務器Redis、C接口對接這兩個環節，極大地提升了推送效率，實測全網全量數據上報周期不超過20 s。此外，采用訂閱模式可以根據協議自由選擇訂閱范圍，加上CSC改造后的自動數據稽核功能，不但滿足了運營轉型的精細化管控需求，而且確保了對全網設備安全運行的實時監控要求。

3 應用案例簡介

根據《通信電源、空調維護管理規定》要求，每年需要消耗大量的時間和人力完成在網蓄電池組的放電測試和數據稽核與分析工作?；诒疚奶岢龅倪b測數據接口，可以建立蓄電池自動放電測試與稽核工具。

首先，通過預設的放電計劃，選擇目標站點電源與電池。在測試監控系統運行正常后，遠程遙調浮充電壓至48 V，依靠負載自動放電。其次，放電過程中，依靠遙測數據的快速上傳實時計算電池放出電量，并嚴密監控蓄電池組放電測試過程，避免突發停電或電池突然衰減，影響站點安全運行。同時，依靠遙測數據抓取標準放電作業時的蓄電池組電壓變化情況進行自動分析，快速給出測試結論。最后，放電結束后，調整開關電源輸出至均充電壓，并驗證蓄電池組已處于正常充電狀態。嚴密監視電池充電過程電壓與環境溫度變化，直至電池充滿后，調整開關電源輸出至浮充電壓，至此蓄電池組測試完畢。匯聚機房遠程放電作業報告如圖3所示。

圖3 匯聚機房遠程放電作業報告

此系統上線6個月以來，應用效果良好，累計完成5 170組蓄電池遠程放電作業，發現644組蓄電池容量問題，為確保蓄電池應急供電可靠性發揮了重要作用，大幅提升了全網動力運維效率和設備用電安全。

4 結 論

基于訂閱的動環監控遙測量采集模式為通信行業動環監控接口提供了一個新的實現方案，彌補了傳統C接口協議無法兼顧全量數據與實時性的缺點，使動力運維人員可以實時獲取機房動力設備運行狀況，及時調整設備運行狀態，并對高負荷動力設備進行擴容調整，提升動力運維工作效率。隨著遙測數據的不斷深化使用與研究，可以應用訂閱模式逐步滿足數據中心冷凍水AI調優、機房空調節能、削峰填谷智能儲電等精細化管理需求，未來訂閱模式將進一步推動動環專業完成運營管理轉型，支撐業務發展。