TWI516159B - Mobile station anomaly detection method - Google Patents

Description

行動基地台用電異常偵測方法

本發明係關於一種行動基地台用電異常偵測方法，於監控環境中裝設電力參數與設備狀態監測儀器，除透過電力參數監測儀器擷取之基地台內電壓、電流、功率、用電度數外，亦藉由設備狀態監測儀器傳回受監控設備之啟動、停用狀態，而系統依據基地台內設備運行狀態及用電資訊建構基地台電力配置特徵模式與合理電壓、電流、功率、用電度數，針對不合理電力使用狀態提供異常警示。

習知基地台電力監測方法或用電異常偵測方法大多屬於數據分析型式之電力監控技術，一般需要將資料存放於系統資料庫中再進行分析。大部分電力分析策略可分為兩種方式，一種為用電絕對值比較法：設定用電高、低門檻值以判斷用電是否合理，另一種為用電相對值比較法：設定平均用電變動比例門檻值做為判斷基準。此兩種方式皆僅採用電力資料作為分析對象，無論是採用用電絕對值比較法或用電相對值比較法，此兩種方法在分析過程中相當依賴一開始所設定的門檻值。目前實務上，門檻值的設定大多仰賴維運人員的實務經驗，缺乏一套標準化及可量化的用電異常判斷依據，致使行動基地台電力運用與供電品質無法有效掌握。

另一種判斷基地台異常狀態的方法是藉由偵測通訊設備與整體電力負載，並藉由其關聯性判斷基地台的運作狀態，如專利I293006主要作為通訊異常的判斷，該技術為依據兩個鄰近基地台間通訊信號與電力之間的關聯性，判斷出基地台之通訊異常狀態，此專利須藉由兩個基地台間之電力資訊互相比對進而發現異常狀態，無法靠單一基地台之用電資訊檢測出異常狀態，且僅能偵測出通訊設備異常。此外，由於個別的基地台因架設環境的差異，照明與空調設備的需求不一，基地台間的通訊與電力負載間的關聯性將會降低，因此，該專利技術無法對基地台週邊相關設備之電力異常進行偵測。

由此可見，上述習用方式仍有諸多缺失，實非一良善之設計，而亟待加以改良。本案發明人鑑於上述習用方式所衍生的各項缺點，乃亟思加以改良創新，並經多年苦心孤詣潛心研究後，終於成功研發完成本件一種行動基地台用電異常偵測方法。

本發明之目的即在於提供一種行動基地台用電異常偵測方法，係為基地台用電異常情況提供合理評判之偵測與辨識方法，針對基地台不合理用電情況提出異常警示，進而掌握基地台電力運用狀態，提升基地台整體供電品質。

可達成上述發明目的之一種行動基地台用電異常偵測方法，係由電力參數監測模組監測基地台內用電資訊，經過類比數位裝置轉換電氣訊號為數位資訊後，由用電分析模組分析用電擷取裝置輸出之數位用電資料，結合用電資訊 與設備狀態之連動關係，計算設備運轉狀態下所對應的合理用電區間。受監測之行動基地台事先依設備類型區分成通訊、空調兩大類，再依據額定功率值因素，建立用電合理範圍子條件，並依各類設備所佔用電比例給予一權重值，做為用電異常偵測判別依據。

同時系統持續收集設備狀態感測器裝置用以讀取用電合理度計算所須之設備運轉狀態數據，包括：啟動、停用等設備運轉狀態，並配合使用者輸入介面收集用電合理度計算所需之設備耗能因子數據，包括：額定設備功率、待機設備功率，經由用電合理度監測模組分析前述數據後，計算即時用電合理度指標。

另外，使用者介面提供用電檢測敏感度輸入介面，供使用者輸入期望之用電合理狀態與時間區間的強弱關連性。用電異常偵測靈敏度輸入介面選項包括三種等級：快速等級、一般等級、信賴等級。

在考量即時用電合理度後，若不合理用電狀態持續時間未滿足使用者輸入之用電檢測敏感度時，本系統之用電合理性決策模組，將持續監測電流、電壓、功率與用電度數之變化是否回復至用電合理範圍，同時透過設備狀態偵測模組對取得通訊、空調等各類設備運行之變化，再依設備用電比例權重動態調整用電合理範圍，當持續時間符合使用者自訂之用電檢測敏感度等級，即可判斷為當前用電屬異常狀態，進而達成基於設備運轉狀態的一種結合電力參數分析之行動基地台用電異常偵測方法。

本發明所提供之行動基地台用電異常偵測方法，與其他習用技術相互比較時，更具有下列之優點：

1.本發明之行動基地台用電異常偵測方法，係於受監管之行動基地台裝置設備狀態監測器及用電參數感測器進而讀取資料執行分析比對，相較於一般僅偵測用電參數變化，更能確實掌握行動基地台用電狀況，因而可減少告警誤判造成額外的維運成本與代價。

2.本發明之行動基地台用電異常偵測方法，係依據受監管之行動基地台通訊及空調設備的額定功率作用電變動範圍計算的參考條件，相較習用設定一定比例作為用電變化合理範圍，更能客觀評判因設備啟停所造成用電變化，進而降低以往仰賴經驗設定所造成的維運品質不穩定。

1‧‧‧行動基地台

101‧‧‧通訊設備

102‧‧‧空調設備

103‧‧‧電力設備

2‧‧‧設備狀態監測器

3‧‧‧用電參數感測器

4‧‧‧系統參數設定模組

401‧‧‧設備額定功率輸入介面

402‧‧‧用電異常偵測靈敏度輸入介面

403‧‧‧通訊告警發送輸入介面

5‧‧‧用電合理度分析系統

501‧‧‧設備偵測模組

502‧‧‧用電分析模組

503‧‧‧合理性計算模組

504‧‧‧異常通報模組

6‧‧‧通訊告警介面

701~708‧‧‧流程步驟

請參閱有關本發明之詳細說明及其附圖，將可進一步瞭解本發明之技術內容及其目的功效；有關附圖為：

圖1為本發明行動基地台用電異常偵測方法之行動基地台內部空間配置與設備狀態監測器及用電參數感測器架設之示意圖。

圖2為本發明之行動基地台用電異常偵測方法架構圖。

圖3為本發明之行動基地台用電異常偵測方法流程圖。

請參閱圖1，為本發明行動基地台用電異常偵測方法之行動基地台內部空間配置與設備狀態監測器及用電參數感測器架設之示意圖，圖中包括：行動基地台機房1，機房內含有數種類型設備，依 設備屬性可分為：通訊設備101、空調設備102、電力設備103等，再依照設備特性配置對應之設備狀態監測器2、用電參數感測器3等監測設備，其中，通訊設備101不限有線或無線通訊方式，空調設備102不限主動或被動散熱方式，電力設備103不限直流或交流供電，此外，設備狀態監測器2不限兩部、用電參數感測器3不限一部，依行動基地台內各類型設備數量及現場配置情況決定之。

請參閱圖2，為本發明行動基地台用電異常偵測方法架構圖，由圖中可知，本發明結合設備狀態分析之行動基地台用電異常偵測方法主要包括：

多個設備狀態監測器2，每個設備狀態監測器依監測標的類型可採用不同之設備狀態監測器偵測當前設備運轉或是啟停等設備即時狀態資料，各設備狀態監測器之即時資料由設備偵測模組501收集之。

多個用電參數感測器3，每一個用電參數感測器依量測數值類型可分：電流參數感測器、電壓參數感測器、功率參數感測器、用電度數感測器等，用電參數感測器視其行動基地台內所涵蓋供電範圍與系統需要選用一種或複數種類型用電參數感測器搭配使用。用電參數感測器3所輸出之用電數據經由用電分析模組502分析之。

一個系統參數設定模組4，該系統參數設定模組4提供輸入畫面供使用者依其行動基地台內設備規格所定之額定功率輸入於設備額定功率輸入介面401；設備額定功率輸入介面401中區分為兩種選擇模式，包括：通訊設備功率模式、空調設備功率模式。通訊設備功率選擇模式下提供使用者自行輸入通訊設備額定功率數值，數值單位為瓦(W)；空調設備 功率模式下亦提供使用者自行輸入空調設備額定功率數值，數值單位為瓦(W)；另外，系統參數設定模組4中，亦提供用電異常偵測靈敏度輸入介面402及通訊告警發送輸入介面403；用電異常偵測靈敏度輸入介面402供使用者選擇靈敏度等級，靈敏度等級之具體實施方式則是根據用電異常持續時間作為告警檢測判斷要件，系統預設共有三種等級：快速等級(3分鐘)、一般等級(10分鐘)、信賴等級(1小時)，以快速等級為例，須滿足合理性決策模組503偵測到用電異常狀態且持續時間達3分鐘，藉此作為用電異常告警發送之依據。使用者亦可依系統特性新增用電異常偵測靈敏度等級；通訊告警發送輸入介面403則供使用者以複選方式選擇當前可支援的通訊告警介面，包括四種介面：簡訊介面、電子郵件介面、警示燈介面、蜂鳴器介面，使用者可依系統特性新增通訊告警發送介面。異常通報模組504將讀取通訊告警發送輸入介面403由使用者設定之系統參數值作為告警發送介面選取依據。

一個用電合理度分析系統5，該用電合理度分析系統5包含一個設備偵測模組501、一個用電分析模組502、一個合理性決策模組503、一個異常通報模組504，設備偵測模組501收集設備狀態監測器2之各式設備運轉即時資訊，並將資訊傳入合理性決策模組503作為計算用電合理範圍值所需之參數。用電分析模組502分析各組用電參數感測器3所讀取之用電數據，計算出平均用電量與瞬時用電變化量分析結果將傳入合理性決策模組503，作為判斷用電是否符合用電合理條件之依據。合理性決策模組503彙集設備偵測模組501、用電分析模組502、設備額定功率輸入介面401與用電異常偵 測靈敏度輸入介面402所登載之資料，分析計算出即時用電合理度。模組間具體互動方式及合理性判斷舉例如下：初始條件：基地台內有通訊設備及空調設備各一部，設備額定功率輸入介面401內登載通訊設備額定功率4kW、空調設備2kW，用電異常偵測靈敏度輸入介面402設定為快速等級。

情境一：常態性通訊設備運作

設備偵測模組501監測到一部通訊設備運轉中，用電分析模組502計算通訊設備平均用電3.5kW，合理性決策模組503判斷未超出通訊設備額定功率4kW，故為合理用電狀態。

情境二：溫控型空調設備運作

承情境一，若因基地台內溫度過高，此時啟動空調設備降溫，用電分析模組502計算空調設備平均用電1.5kW，設備偵測模組501監測到一部通訊設備及一部空調設備運轉中，合理性決策模組503判斷皆未超出通訊設備或空調設備額定功率設定範圍，故為合理用電狀態。

情境三：空調設備老舊劣化

承情境二，運行一段時間後，用電分析模組502計算空調設備平均用電2.2kW，合理性決策模組503判斷已超出空調設備額定功率設定範圍，故為用電異常狀態。

情境四：非預期之用電行為

設備偵測模組501監測到一部通訊設備運轉中，用電分析模組502計算通訊設備平均用電3.5kW及空調設備平均用電1kW，合理性決策模組503判斷空調設備未運轉但卻有電力耗用，故為用電異常狀態。

若即時用電超出合理用電範圍時，則根據使用者於用電異常偵測靈敏度輸入介面402所輸入之用電異常偵測靈敏度判斷是否符合告警發送條件，當符合告警發送條件時，則合理性決策模組503發送告警通報訊號至異常通報模組504，作為用電異常告警發送之依據。異常通報模組504依合理性決策模組503傳入之用電異常告警發送訊號，同時參照使用者於通訊告警發送輸入介面403所輸入之通訊告警發送介面選項用以選擇告警發送介面，當用電異常發生時，依通訊告警發送輸入介面403之系統參數設定，傳送訊號以啟動通訊告警介面6，驅動簡訊、電子郵件、警示燈與蜂鳴器等不同通訊告警介面。

多個通訊告警介面6，該通訊告警介面6可驅動如簡訊、電子郵件、警示燈、蜂鳴器等不同通訊告警介面，供異常通報模組504發送告警藉此提醒維運人員現正發生基地台用電異常事件。

請參閱圖3，為本發明行動基地台用電異常偵測方法之流程圖。控制方法說明如下：首先，由使用者(基地台維運人員)設定用電異常偵測靈敏度等級(步驟701)、符合當時行動基地台內設備規格之設備額定功率數值(步驟702)、期望之通訊告警發送方式(步驟703)，配合持續收集設備狀態監測器之狀態(步驟704，包括：通訊設備運轉狀態、空調設備運轉狀態)以及用電參數感測器之數據(步驟705，包括：電流數值、電壓數值、功率數值、用電度數數值)，合理性決策模組依照各項數據計算用電合理範圍(步驟706)，由合理性決策模組判斷是否符合告警條件(步驟707)。

當合理性決策模組判斷為不合理用電狀態後，將通知通訊告警介面進行告警發送作業(步驟708)。若合理性決策模組判斷為合理用電狀態時，則將持續偵測設備運轉狀態(通訊設備、空調設備)及收集用電參數(電流、電壓、功率與用電度數)，並同步更新合理性決策模組之用電合理範圍(步驟706)；另外，當使用者(基地台維運人員)因維運習慣或設備汰換因素，調整用電異常偵測靈敏度輸入(步驟701)及設備額定功率輸入(步驟702)，合理性決策模組依照輸入重新計算用電合理範圍(步驟706)，並同時判斷當前收集設備運轉狀態及用電參數以偵測用電是否合理(步驟707)，若判斷為非合理用電，則依照使用者設定之通訊告警發送方式(步驟703)，透過異常通報模組，將用電異常告警發送至對應告警通報介面(步驟708)；若判斷為合理用電，則持續監測基地台用電參數及通訊、空調設備之運轉狀態(步驟706)。

上列詳細說明乃針對本發明之一可行實施例進行具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

綜上所述，本案不僅於技術思想上確屬創新，並具備習用之傳統方法所不及之上述多項功效，已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。

701~708‧‧‧流程步驟

Claims (12)

1. 一種行動基地台用電異常偵測方法，其方法包括下列步驟：步驟一、使用者透過用電異常偵測靈敏度輸入介面設定期望之用電異常偵測靈敏等級；步驟二、該使用者透過設備額定功率輸入介面設定符合當時行動基地台內各設備規格之額定功率；步驟三、該使用者透過通訊告警發送輸入介面設定當時可提供告警發送之通訊告警介面；步驟四、設備偵測模組持續收集複數個設備狀態監測器之運轉狀態，包括：通訊設備狀態監測、空調設備狀態監測；步驟五、用電分析模組持續收集複數個用電參數感測器之數據，包括：電流數據、電壓數據、功率數據、用電度數數據；步驟六、合理性決策模組讀取設備運轉狀態計算合理用電範圍；步驟七、該合理性決策模組比對即時用電與該合理用電範圍；步驟八、若該即時用電介於該合理用電範圍時，則該異常通報模組維持無告警狀態，若即時用電超出該合理用電範圍時，則根據該使用者輸入之用電異常偵測靈敏度判斷是否符合該告警發送條件，並由該異常通報模組透過該通訊告警介面發送訊息；以及 步驟九、該合理性決策模組持續比較行動基地台內各設備運轉狀態是否變更，若有變更，則重新比對即時用電與合理用電範圍，並依偵測結果更新異常通報模組狀態，若設備運轉狀態無變更，則通訊告警發送狀態維持不變。
2. 如申請專利範圍第1項所述之行動基地台用電異常偵測方法，其中包括：一個或多個設備狀態監測器，每個該設備狀態監測器依監測標的類別分為選擇採用監測通訊設備狀態或監測空調設備狀態之各類型監測器；一個或多個用電參數感測器，每個該用電參數感測器係依電力配置選用具備電流感測、電壓感測、功率感測、用電度數感測之一種或多種功能之用電參數感測器；一個系統參數設定模組，該系統參數設定模組提供輸入畫面供該使用者依其設備額定功率於設備額定功率輸入介面中輸入，另亦提供用電異常偵測靈敏度輸入介面及通訊告警發送輸入介面，其該用電異常偵測靈敏度輸入介面係供該使用者選擇用電異常偵測靈敏度等級，而該通訊告警發送輸入介面則提供使用者以複選方式選擇當前支援之通訊告警介面；一個用電合理度分析系統，該用電合理度分析系統係包含：一個設備偵測模組、一個用電分析模組、一個合理性決策模組、一個異常通報模組；複數個通訊告警介面，該通訊告警介面係包含有簡訊、電子郵件、警示燈、蜂鳴器、或其他驅動之介面，供 該異常通報模組設定之。
3. 如申請專利範圍第1項所述之行動基地台用電異常偵測方法，其中該設備狀態監測器係透過有線網路、無線網路或序列埠連線方式連接至該設備偵測模組，供該設備偵測模組讀取該設備狀態監測器數據。
4. 如申請專利範圍第1項所述之行動基地台用電異常偵測方法，其中該用電參數感測器係透過有線網路、無線網路或序列埠連線方式連接至該用電分析模組，供該用電分析模組讀取該用電參數感測器數據。
5. 如申請專利範圍第1項所述之行動基地台用電異常偵測方法，其中該用電異常偵測靈敏度輸入介面係提供三種偵測等級至少一項供使用者選擇，該偵測等級係包括：快速等級、一般等級、或信賴等級。
6. 如申請專利範圍第1項所述之行動基地台用電異常偵測方法，其中該設備額定功率輸入介面係提供兩種選擇模式，其選擇模式包括：通訊設備功率選項、或空調設備功率選項。
7. 如申請專利範圍第1項所述之行動基地台用電異常偵測方法，其中該通訊告警發送輸入介面係提供四種選擇模式，其選擇模式包括：簡訊發送選項、電子郵件發送選項、警示燈發送選項、或蜂鳴器發送選項。
8. 如申請專利範圍第1項所述之行動基地台用電異常偵測方法，其中該用電參數感測器，其用電數據須轉換為數位訊號，供用電分析模組分析出平均用電量與瞬時用電變化量。
9. 如申請專利範圍第1項所述之行動基地台用電異常偵測方 法，其中該異常通報模組係透過網路或通訊埠方式連接該通訊告警介面，用以發送用電異常訊息。
10. 如申請專利範圍第1項所述之行動基地台用電異常偵測方法，其中該異常通報模組係依該使用者於通訊告警發送輸入介面之設定，調整告警發送方式。
11. 如申請專利範圍第6項所述之行動基地台用電異常偵測方法，其中該通訊設備功率選項，係由該使用者自行輸入通訊設備額定功率數值，其數值單位為瓦(W)。
12. 如申請專利範圍第6項所述之行動基地台用電異常偵測方法，其中該空調設備功率選項，係由該使用者自行輸入空調設備額定功率數值，其數值單位為瓦(W)。