探讨如何在无信号区域实现计量自动化终端通信

摘 要：计量自动化系统里长期处于离线状态或上线不稳定的用户，多处于无信号区域，影响了计量自动化终端接入，阻碍了计量营销业务的开展。本文针对如何在无信号区域实现计量自动化终端通信，分析列举几个切实有效的解决方案。

关键词：无信号区域;终端通信;计量点;信号中继器

1 概述

根据广东电网公司2014年重点工作计划，今年将继续深入开展计量自动化系统升级改造工作，实现专变用户、台区总表、变电站线路关口表和低压集抄用户，计量自动化系统自动抄表率超过98%的工作目标。但因个别用户计量点安装在无通信运营商网络信号或信号差的区域，影响了计量自动化终端接入，阻碍了计量装置远程监控、抄核收、线损分析等计量营销业务的开展。现需通过相关技术手段和处理措施，进一步提高终端在线率和电量数据采集完整率。

2 存在的问题及原因分析

广东电网计量自动化终端主要依靠GPRS、CDMA等无线公网进行数据采集。如某些用户计量点安装在偏远山区或地下室，移动、联通等无线通信运营商的网络信号覆盖不到或强度较弱，信号不稳定、信号盲点问题突出，导致终端无法远程接入系统，无法稳定上线、向主站传输数据。而且，公共网通信的效果在相当程度上依赖移动、联通运营商的对相关业务的重视程度和维护水平，数据业务目前还不是运行商的主营业务，故障处理时间得不到保障。从计量自动化系统的终端运行数据统计情况分析，按地理环境特点分类，存

在以下的问题。

2.1 边远山区

偏远山区的地理环境特点及其影响如表1所示。可以看出，改善偏远山区用户计量终端接入情况的主要技术瓶颈在于如何在偏远环境下保证通信的稳定性。偏远山区常见的地理环境特点及其影响有几个类型：（1）处于山峰峡谷地段的，一般是终端点附近没有网络信号或者信号较弱，结果会导致终端无法上线，无法进行远程通信;（2）离变电站超10千米得边远地区，无信号覆盖的同时，也没有安装有线电话，导致无法使用有线通信接入（;3）位于省际交界区域的，其通信网为外省信号，终端SIM卡未开通漫游功能，导致无法进行远程通信。

2.2 地下室

地下室的地理环境特点是，受墙体、地面的屏蔽影响，地下室的室内信号弱或者无信号，但室外的公共网络通信良好，形成局部性区域信号不稳定。

3 解决思路与措施

对于位于无信号或弱信号覆盖区域的用电户，主要通过采用增强无信号或弱信号区域的网络信号、建立无信号区域与有信号区域间的通信连接和计量点迁移至有信号区域的方式，实现无信号区域至有网络信号区域的通信连接，保障计量终端与主站的通信。通信连接的解决思路图1。

结合各种地理位置和信号覆盖特点，以及周边通信网络环境和现有通信设施和通信技

术的差异，主要有以下技术解决方案。

3.1 计量点位置迁移

如该计量点位于山坳、山涧等较偏僻的地点，处于山体遮挡形成的信号盲区，但周边地区有信号覆盖，可对计量点进行位置迁移，沿着变压器到产权分界点接入分支线路，将从信号弱区、盲区移至信号较强的区域。

优劣点分析：

（1）优点：①不增加其他设备和装置;②沿线有信号覆盖的区域一般处于深山之外，交通相对便利，一定程度能减小计量装置运维工作难度。

（2）缺点：①需要考虑改造的工程量和费用出资问题，以及线路损耗电量变更结算、营销管理等方面的需求;②需征求客户同意的前提下才能实施;③计量点改造过程可能涉及沿线线路停电、属地青赔等问题，对区域用户有一定影响。

3.2 安装有线信号中继器增加信号覆盖

对于将计量点安装于地下室的用户，如专变、集抄小区的配电房，可通过安装有线线型信号中继器的方式，延伸信号覆盖范围，增强计量终端通信信号强度。有线型信号中继器的工作原理是将室外信号有线接入，通过下行链路放大后转接到室内，用于弥补无线通信运营商网络信号的盲点;再将信号通过上行链路放大后传送到基站，实现通信。简单的说，是把好的信号转发到信号不好的区域。安装效果图2。 优劣点分析：

（1）优点：①无需改造计量设备和改变安装位置;②可用于解决室内覆盖，如大型建

筑物内信号衰减信号盲区、地下商城、地铁、遂道等衰减信号盲区。

（2）缺点：①通信联络电缆长度有，不通电缆材质有不同的长度，如采用双绞线，通信线路应不超过300米;②通讯数据质量随电缆长度的增加而衰减。

3.3 采用无线通信中继技术

采用无线中继的通信方式实现网络无信号或弱信号区域与网络信号较好区域的连接。常用的无线延长通信一般为微功率无线或230MHz通信技术，其中230MHz频段是电力专用频段，受气象环境的影响较小，能够应对绝大部分地区的常规使用。

无线中继通信模块主要分为内置的无线模块和外置的无线电台设备两种。内置无线模块采用插拔方式，嵌入在集中器内，占用原GPRS模块的位置，安装较为简便。例如内置230MHz无线模块的发射功率可达2W，通信距离通常可以达到1～2km;外置无线电台有收、发两个设备配组成：一端通过RS-485与无线通信转换器与集中器连接，另一端设备为无线通信转GPRS信号的延长器，安装较为简便。例如外置230MHz延长器的发射功率5W、10W、25W可选择，通信距离通常可以达到2～5km。无线通信延长实现方式为一端将终端本体连接专用无线通信模块（电台），另一端将专用无线通信模块（电台）与GPRS通信模块连接，并将其安装在GPRS公网覆盖信号良好的区域，从而实现终端本体与GPRS通信模块远程无线通信，有效实现无信号区域计量终端通信需求。该技术方案如图3所示。

优劣点分析：

（1）优点：1）无需迁移计量设备的安装位置，需部分改造计量终端通信方式;2）无线中继设备体积小、安装地点与安装方式灵活，能够适应多山区中仅部分位置运营商网络

信号好的分布特点;3）适合于解决距离有信号覆盖区域不太远的用户计量点通信接入;4）设备投资、运维成本较小，建设速度快。

（2）缺点：1）无线通信中继设备的安装、运行、维护需要有一定专业技能，需要专业的设备厂家技术人员配合;2）若无线中继距离超过单对通信距离（5千米），需要通过中继站、光纤等方式进行弥补，将会导致投资和运维成本增大;3）无线中继设备需要配备供电模块或电源供电，但郊外的无信号区域一般较偏僻，基本无低压供电线路;4）无线中继设备非统一招标购置设备，该类设备无技术规范约束，质量难以保证，增加了运行维护工作量。

4 结语

2013—2014年，开平供电局根据不同的地理环境和通信网络特点，结合现有通信设施和通信技术，对辖区处于无信号区域的用电户，开展计量终端通信改造项目。例如：针对计量点安装在地下室的大型住宅小区集抄用户，安装有线信号中继器;对处于边远山区的农业生产用户、小水电站等，采用无线通信中继技术，形成无线电台通信。经过一年多的测试运行，其终端在线率和电量数据采集完整率均超99%，效果良好。但是，这些设备在运行维护中仍存在着一些问题和技术瓶颈。今后，要继续加强与通信运营商的沟通与合作，加强基站建设和信号覆盖，督促运营商进一步提升服务质量和通信质量。

参考文献：

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[2]陈耀锦. 论述计量自动化检测系统的现状及存在的问题[J].大科技，2012（1）.

[3]张霄竞.无线中继在下一代移动通信系统中的应用[J].华为技术有限公司，2012（06）.

[4]雷震甲.《网络工程师教程》[S].清华大学出版社，2012：165-165.

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