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信息公示——面向高效智能运维的全国基站动环监控系统及物联网应用

中国铁塔股份有限公司响应中心2018-12-18


根据国家科学技术奖励工作办公室《国科奖字〔2018〕41号关于2019年度国家科学技术奖提名工作的通知》的要求,我司参与完成2019年度国家科学技术进步奖提名项目“面向高效智能运维的全国基站动环监控系统及物联网应用”,现将该项目相关情况公示如下,公示期至2019年1月22日。如有意见或建议,请于公示期内书面反馈至联系人邮箱。

联系人:王联冠

联系电话:18610816478

邮箱:wanglg3@chinatowercom.cn

中国铁塔股份有限公司

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

项目名称:面向高效智能运维的全国基站动环监控系统及物联网应用


提名意见

提名单位

工业和信息化部

提名意见:

该项目攻克了对全国海量通信铁塔资源进行集中监控和智能化管理过程中的一系列关键技术,创新地提出了一级运维监控架构,实现了对占全球总数三分之一的通信铁塔资源的运维支撑,解决了之前动环监控系统分地市建设维护导致的互通性差、共享性弱和运维效率低等问题,实现了系统监控铁塔站址数量从万级到百万级的飞跃,且具备平滑扩容至千万级的能力。通过该项目,中国铁塔多项重点运维指标实现了60%以上的提升,达到了国内外先进水平。我国铁塔人均管理数量因此达到了325座,远超美国人均管理数量,处于国际领先水平。效率提升和智能化运维带来的维护费用节约,三年超过225亿元。

项目研制过程中,中国铁塔首次建立了基站动环监控单元标准化体系,由于规范化和标准化的实施,单站动环建设成本由原来的8千元以上下降至1千元左右,节省了巨额建设成本。

基于FSU边缘计算能力,中国铁塔为地震灾害监测、环境监测等众多领域提供了良好的通信设施共享平台。通过发挥一级架构系统优势,中国铁塔已发展成立东南亚分公司,完成了老挝铁塔监控点接入,向海外规模扩展相关业务。

项目实施在推动通信产业发展、推进信息基础设施共享,支撑网络强国战略等方面做出了突出贡献。

该项目通过了中国通信学会组织的科技成果鉴定会,获得参评院士专家好评。项目于2018获得中国通信学会科学技术进步奖一等奖。

提名该项目为国家科技进步二等奖。


 

项目简介

 

该项目对全国范围内通信铁塔资源进行深度整合和高效管理,是落实国家“网络强国”战略、促进电信基础设施资源共享、提升国有企业劳动生产率、彰显改革活力的重要课题。中国铁塔为完成这项时代使命,自2014年起自主研发了全球最大的铁塔基站动环监控系统,有效支撑了全国190万座通信铁塔动环集中监控和智能化管理,管理铁塔数量占全球总数三分之一。

主要创新点包括:

(1) 首次建立基站动环监控单元标准化体系。项目实现了FSU设备的接口、协议和数据标准化,并提取FSU与监控平台交互功能进行整合,自主研发了FSU嵌入式单元FEU。彻底改变了原有动环监控系统私有协议繁多,异厂家FSU设备接口技术方案不一致,缺少统一标准的局面,在业内属于首次。

(2) 首创全国统一的一级架构动环监控系统。自主创新设计了全国统一管控平台和一级运维架构,改变了所有原有系统的多层架构模式,实现了全网基站精准运维和集中管控。创新地采用移动互联网+VPN的FSU安全传输方式,打破了原有监控平台的封闭式设计,突破了接入、部署和扩容的技术限制。在此基础上业内首创铁塔基站分布式超大规模物联网平台。

(3) 首次将大数据、云计算等技术引入基站管理领域,在业内率先实现智慧运维和精准支撑。通过引入对海量监控数据的大数据处理和AI分析,基于FSU的边缘计算能力,全面实现了告警智能关联、智能派单、智能诊断和智能决策。

通过该项目,中国铁塔实现了重点运维指标60%以上的提升。通过调研对比,中国铁塔人均管理塔数量,系统集中化程度,系统接入能力等方面远超美国和印度,整体运维能力国际领先。有效助力我国移动通信服务质量的全面提升。通过提升运维效率,年均节约费用支出约76亿元。通过对动环监控单元的标准化和规范化,单站动环建设成本由原来的8千元以上下降至1千元。

项目通过打造全国一体的铁塔管理网络,为存量共享和新建共享提供技术保障,基本杜绝了重复建设,三年来累计减少铁塔重复建设60.3万个,相当于节省行业投资1073亿元,减少土地占用2.77万亩,经济效益和社会效益显著。

该项目促进“通信塔”与“社会塔”的转换融合,拓展社会化共享。为拓展电信行业以外业务提供了系统支撑,将覆盖全国城乡的各类杆塔资源打造成一个基础设施综合共享平台,服务政企、惠及民生。当前中国铁塔已和相关单位开展项目合作,为地震预警减灾事业提供可靠的基础技术服务。

通过发挥国际领先的运维监控系统技术优势,积极向海外拓展业务,响应国家“一带一路”倡议,加快“走出去”战略步伐,当前中国铁塔已扩展成立东南亚分公司,实现老挝铁塔监控点的接入。

该项目获得国家发明专利六项,软件著作权八项,在审国家发明专利六项。项目于2018获得中国通信学会科学技术进步奖一等奖。


 

客观评价

 

 

该项目基于无线互联网方式的海量连接基站智能动环监控设备系统技术属于国内首创,是对基站监控无线化、物联网化的有效探索,系统架构及技术有效的解决了基站监控单元标准化和千万量级连接规模的接入问题,无论从功能性、适用性和维护性等方面均达到了良好的效果。该项目有利于增强通信行业基础运营服务能力、深化通信设施资源共享、提升我国信息基础设施领域核心竞争力。

该项目共获得国家发明专利授权6项,获得软件著作权8项,发表论文数篇,具体信息见第三、第四章所述。

2018年5月,中国泰尔实验室对中国铁塔运维监测系统进行了委托检验,对系统平台、FSU和通信与位置服务模块三个部分开展了共88项检验项目,经过检验,各项性能及结束指标均达到YD/T 1363-2014《通信局(站)电源、空调及环境集中监控管理系统》、Q/ZTT 2301.1-2015《基站智能动环监控单元(FSU)技术要求   第1部分:第1部分:一体式》及《中国铁塔通信与位置服务模块检测项目和要求表》中有关规定的要求。

2018年6月,中国泰尔实验室受中国铁塔股份有限公司委托,对“中国铁塔运维监控系统”进行了软件产品确认测试。测试依据GB/T25000.51-2016《系统与软件工程 系统与软件质量要求和评价(SquaRE)第51部分:就绪可用软件产品(RUSP)的质量要求和测试细则》等国家标准和用户需求,针对“中国铁塔运维监控系统”进行了功能性、性能效率全面测试。测试结果显示系统功能较全面,各功能在测试期间可稳定运行,各功能与用户手册中的功能基本一致。被测FSU响应速度良好。

2018年8月,中国通信学会组织了该项目科技成果鉴定会,邬贺铨院士、三大运营商资深技术专家、国内多所著名高校专家对项目进行了详细考察,高度评价项目成果,鉴定意见为:“中国铁塔运维监控系统属于我国在基站运维领域通过自主创新取得的重大成果,工程量很大,实现了全网基站精准运维统一管控,有效支撑了我国占全球总数三分之一的通信铁塔资源的智能管理,人均维护铁塔数量达到325座,远超美国、印度,使得运维效率全面提升,处于国际领先地位。基于铁塔FSU的边缘计算能力,应用场景将有很好的行业和社会推广价值。”

2018年12月,该项目荣获中国通信学会科学技术奖一等奖。

2019年1月,中国科学院文献情报中心受中国铁塔股份有限公司委托对项目进行了科技查新。查新结果显示“基于无线互联网通信技术,采用一级运维架构设计,对全国百万量级通信铁塔基站建立统一的动力环境监控系统”内容,除委托项目参与人的公开文献外,未见其他影响新颖性的文献报道。

 

 

推广应用情况 

中国铁塔通过该项目的应用,有效地支撑了全国范围内190万通信铁塔动力与环境的集中监控和智能化管理, 保障了全网基站的良好运行。

中国铁塔发挥覆盖全国的铁塔运维监控系统的技术优势,积极推广社会化共享,为众多领域提供基础设施共享平台。当前中国铁塔已和中国地震局在国家地震烈度速报与预警工程中合作,为覆盖全国范围的地震台站提供监控运维技术服务。同时中国铁塔在常州等地和公安系统合作,提供PDT警用集群站址服务。

中国铁塔响应国家“一带一路”倡议,加快“走出去”战略步伐。发挥一级架构运维监控易接入易扩充的技术优势,积极扩展海外业务,当前系统已完成老挝铁塔监控点的接入,继续积极开展东南亚铁塔运维监控系统的建设工作。

 

主要应用单位情况表

序号

单位名称

应用的技术

应用对象

及规模

应用起止时间

单位联系人/电话

1

中国铁塔股份有限公司

面向高效智能运维的全国基站动环监控系统及物联网应用

该项目是中国铁塔唯一核心生产系统,应用对象为中国铁塔公司。

该项目有效的支撑了全国190万基站集中监控和智能化管理,保障了全国基站的良好运行。

2015年12月18日至今

王联冠18610816478

 


 

主要知识产权证明目录(不超过10件)

知识产权类别

知识产权具体名称

国家

(地区)

授权号

授权日期

证书编号

权利人

发明人

发明专利有效状态

软件著作权

中国铁塔基站运维监控物联网平台[简称:基站运维监控物联网平台]V1.0

中国

2016SR253261

2016年9月8日

软著登字第1431878号

中国铁塔股份有限公司


有效

软件著作权

FSU嵌入式系统[简称:FEU]V1.0

中国

2017SR300381

2017年6月22日

软著登字第1885665号

中国铁塔股份有限公司


有效

软件著作权

运维大数据分析平台V1.0

中国

2018SR899042

2018119

软著登字第3228137号

中国铁塔股份有限公司


有效

论文

基于SOA的嵌入式动环监控系统分析与设计

中国

基于SOA的嵌入式动环监控系统分析与设计

2018年4月1日

中华人民共和国工业和信息化部、人民邮电出版社主办、北京信通传媒有限责任公司

中国铁塔股份有限公司

李洪、赵浙业、刘化召

有效

国家发明专利

虚假发电实时监控系统

中国

ZL 201620819914.5

2017年2月8日

5920912

中国铁塔股份有限公司河北省分公司

张辉、任志刚、刘彦超、王寿峰、梁凯、孟庆文

有效

国家发明专利

一种具有监控功能的通信塔

中国

ZL   2016200801150.7

2016年12月28日

5810184

中国铁塔股份有限公司烟台市分公司

辛晟、杨玉华、陈佩、苏世强、李长华

有效

国家发明专利

基站交流远程计量、分断电表箱

中国

ZL   201520648705.4

2016年3月16日

5058232

中国铁塔股份有限公司内江市分公司

何建、梁凯、雷波、曾子成、舒宗安、王俊、刘学林、李晓东

有效

国家发明专利

一种具有温度调节功能的基站机房

中国

ZL 201520298273.9

2015年9月16日

4619853

中国铁塔股份有限公司四川省分公司

吴梦、李俊锋、黄靛、杨继

有效

国家发明专利

移动通信基站应急发电时长实时计算装置

中国

ZL   201520813307.3

2016年2月3日

4988723

中国铁塔股份有限公司云南省分公司

李宇、李浩、马云飞、陈雷、朱俊峰、李文静

有效

国家发明专利

一种蓄电池共用控制装置及蓄电池共用供电系统

中国

ZL   201621274654.4

2016年11月24日

6235804

中国铁塔股份有限公司青海省分公司

段炳玺、刘涛、马学林、李新领

有效

 

 


主要完成人情况表

姓    名

李洪

性别

排    名

1

国    籍

中国

技术职称

教授级高级工程师

最高学历

博士

最高学位

博士

工作单位

中国铁塔股份有限公司

行政职务

响应中心高级总监

完成单位

中国铁塔股份有限公司

所   在 地

北京

单位性质

国有大中型企业

对本项目技术创造性贡献:

项目的研发小组成员,对项目进行总体设计指导。提出了基于“无线、互联网+、大平台”概念,研发了自主运维监控系统的方法,为保障多终端、多用户、大流量、高并发访问的需要,对平台架构实施了多项优化改进措施。

姓    名

刘国锋

性别

排    名

2

国    籍

中国

技术职称

高级工程师

最高学历

博士研究生

最高学位

博士

工作单位

中国铁塔股份有限公司

行政职务

维护部总经理

完成单位

中国铁塔股份有限公司

所   在 地

北京

单位性质

国有大中型企业

对本项目技术创造性贡献:

项目的研发小组成员,并对技术方案进行总体审核。提出了大数据分析和设备智能可控的概念,研发了大数据分析的方法,优化了告警智能关联和智能派单方法。为节约电费和人工成本,主导实现了空调、门禁、摄像机等设备的智能可控。

姓    名

李海军

性别

排    名

3

国    籍

中国

技术职称

高级经济师

最高学历

本科

最高学位

学士

工作单位

中国铁塔股份有限公司

行政职务

响应中心总经理

完成单位

中国铁塔股份有限公司

所   在 地

北京

单位性质

国有大中型企业

对本项目技术创造性贡献:

项目的研发小组成员,负责掌握研究内容方向并审核最终项目结果。提出了系统一级运维架构的设计思路。设计并主导实现了系统支撑扁平化组织运作,全网一点监控,相比传统电信企业运维监控多级架构,信息的传递更高效、决策更高效、执行更高效。

姓    名

巩欣

性别

排    名

4

国    籍

中国

技术职称

高级工程师

最高学历

本科

最高学位

学士

工作单位

中国铁塔股份有限公司

行政职务

——

完成单位

中国铁塔股份有限公司

所   在 地

北京

单位性质

国有大中型企业

对本项目技术创造性贡献:

提出了基站动环监控单元的架构模型、建设思想和主要技术实现方法,研究确定了基站监控单元选用的硬件、软件架构,创造性提出了硬件模块化、软件可自适应匹配的实现手段,对告警关联过滤、重启机制等主要软件功能都进行了全面、深入的研究和制定。

姓    名

何全红

性别

排    名

5

国    籍

中国

技术职称

高级工程师

最高学历

硕士研究生

最高学位

硕士

工作单位

中国铁塔股份有限公司

行政职务

——

完成单位

中国铁塔股份有限公司

所   在 地

北京

单位性质

国有大中型企业

对本项目技术创造性贡献:

提出了基站动环监控单元的主要需求、技术实现思路、确定了基站监控单元选用的硬件、软件架构,主导推动了产业的产品变革与创新。

姓    名

闫佰义

性别

排    名

6

国    籍

中国

技术职称

工程师

最高学历

硕士研究生

最高学位

硕士

工作单位

中国铁塔股份有限公司

行政职务

——

完成单位

中国铁塔股份有限公司

所   在 地

北京

单位性质

国有大中型企业

对本项目技术创造性贡献:

项目组成员,对app服务器进行纵向分解、模块化拆分,支持分布式访问,并且对数据库进行NOSql化重构,通过分拆手段和技术实现有效解决了大并发FSU注册情况下引起的不稳定问题,提高了生产力,支撑了精确运营,为未来更大规模的FSU接入注册提供了可靠保障。

姓    名

胡志虎

性别

排    名

7

国    籍

中国

技术职称

中级(软件设计师)

最高学历

本科

最高学位

学士

工作单位

中国铁塔股份有限公司

行政职务

——

完成单位

中国铁塔股份有限公司

所   在 地

北京

单位性质

国有大中型企业

对本项目技术创造性贡献:

实施FSU入网割接的自动化测试验证,在平台侧加载告警关联压缩、工单压缩、工单直派,提升告警派单的精准性和处理效率。实现对大数据存储与访问实时性之间的平衡;通过分布式缓存和消息队列,优化性能及业务与服务间的松耦合;实现用户访问的高可靠性及弹性扩容等。

姓    名

李小言

性别

排    名

8

国    籍

中国

技术职称

——

最高学历

本科

最高学位

学士

工作单位

中国铁塔股份有限公司

行政职务

——

完成单位

中国铁塔股份有限公司

所   在 地

北京

单位性质

国有大中型企业

对本项目技术创造性贡献:

参加了产品研发工作,在监控单元底端侧对监控单元接入稳定性提出了优化方案,有效降低了FSU离线率。

姓    名

郭哲

性别

排    名

9

国    籍

中国

技术职称

——

最高学历

本科

最高学位

学士

工作单位

中国铁塔股份有限公司

行政职务

——

完成单位

中国铁塔股份有限公司

所   在 地

北京

单位性质

国有大中型企业

对本项目技术创造性贡献:

参加了产品研发工作,提出了app工单查询、巡检操作、图片上传下载、综合服务等模块的解决方案。

姓    名

王联冠

性别

排    名

10

国    籍

中国

技术职称

——

最高学历

本科

最高学位

学士

工作单位

中国铁塔股份有限公司

行政职务

——

完成单位

中国铁塔股份有限公司

所   在 地

北京

单位性质

国有大中型企业

对本项目技术创造性贡献:

项目组成员,参与了系统架构的优化工作,对采集区高并发接入情况下提出了合理的承载方案,保障FSU接入稳定可靠。


主要完成单位情况及创新推广贡献

单位名称

中国铁塔股份有限公司

排    名

1

法定代表人

佟吉禄

所 在 地

北京市海淀区阜成路73号裕惠大厦A座

对该项目科技创新和推广应用情况的贡献:

中国铁塔公司完全自主研发和主导建设了全球最大的铁塔运维监控系统,有效支撑了我国占全球总数三分之一的通信铁塔资源的智能管理。建设过程中克服了接手存量铁塔运维压力陡增,多级建设模式缺乏统一管理,设备功能单一缺乏数据分析,接口协议繁多缺乏行业标准,有限专网传输不便扩充部署,建设成本高昂改造方案复杂等一系列困难。目前系统监控体量已超过190万,惠及广大通信用户。“无线、互联网+、大平台”+“智能监控单元”也开创了行业的全新监控模式。以我为主,兼顾发展和多方需求,为监控领域的发展提供了有益的建设思路和模式。

中国铁塔对基站智能动环监控单元(FSU)设备进行了标准化,自主研发了FSU嵌入式单元FEU。统一了相关产品的硬件标准和软件要求,引导整个产业链进行产品研发、生产、升级,推动技术标准转化为成本经济、质量可靠、运行稳定、业务扩展灵活的产品,已在全国广泛部署应用。

中国铁塔结合覆盖全国的铁塔运维监控系统“多、密、广、高”等特点,充分发挥共享优势,为众多领域提供基础设施共享平台。当前中国铁塔已和中国地震局在国家地震烈度速报与预警工程中合作,为覆盖全国范围的地震台站提供监控运维技术服务。

中国铁塔响应国家“一带一路”倡议,加快“走出去”战略步伐。发挥一级架构运维监控系统优势,积极向海外扩展业务,当前中国铁塔已成立东南亚分公司,开展东南亚铁塔运维监控系统的建设工作,已实现老挝铁塔监控点的接入。

 

 

 

 


 

完成人合作关系说明

项目完成人均是中国铁塔股份有限公司全国基站动环监控系统研究项目组成员。

   李洪是项目总负责人,对项目进行总体设计指导,提出了基于“无线、互联网+、大平台”概念,研发了自主运维监控系统的方法,为保障多终端、多用户、大流量、高并发访问的需要,对平台架构实施了多项优化改进措施。刘国锋、李海军共同构成项目的领导小组以及核心框架设计团队,设计了架构模型、建设思想和主要技术实现方案,共同在决策上进行指导和总体把握,并对技术方案进行总体审核。巩欣、何全红合作研究确定了基站监控单元选用的硬件、软件架构,创造性提出了硬件模块化、软件可自适应匹配的实现手段,对告警关联过滤、重启机制等主要软件功能都进行了全面、深入的研究和制定。闫佰义、胡志虎、李小言、郭哲、王联冠是产品主要研发工作者,合作完成了主要软件研发,现网实验,数据分析和测试验证的工作。

 

 


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