基于信息化平臺(tái)的配網(wǎng)故障搶修資源智能調(diào)度

周 靜，龐臘成，葉衛(wèi)華，李富鵬

（1.國網(wǎng)電力科學(xué)研究院，北京 100220；2.國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院，北京 100220；3.江蘇省電力公司，江蘇 215000）

1 引言

故障搶修是供電企業(yè)為用電客戶提供的核心服務(wù)之一。供電公司現(xiàn)有的配網(wǎng)自動(dòng)化和信息化系統(tǒng)更多關(guān)注于電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)和生產(chǎn)業(yè)務(wù)的靜態(tài)管理，而一旦故障發(fā)生后，搶修過程中對(duì)搶修資源的專業(yè)化管理較為簡單。本文通過對(duì)搶修資源調(diào)度中的關(guān)鍵技術(shù)研究，對(duì)配網(wǎng)搶修資源實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位與實(shí)時(shí)監(jiān)控，使得搶修指揮人員可以在最短的時(shí)間內(nèi)對(duì)搶修資源進(jìn)行合理的指揮調(diào)度，最大限度縮短搶修時(shí)間。

2 配網(wǎng)搶修指揮平臺(tái)

2011年國家電網(wǎng)生配電156號(hào)文[1]中重點(diǎn)提出加強(qiáng)配網(wǎng)搶修指揮平臺(tái)建設(shè)。根據(jù)配網(wǎng)搶修指揮的業(yè)務(wù)需求，結(jié)合技術(shù)和業(yè)務(wù)兩個(gè)維度綜合考慮，配網(wǎng)搶修指揮平臺(tái)的功能架構(gòu)圖[2]如圖1所示。

3 搶修資源智能調(diào)度研究

為進(jìn)一步加快故障搶修速度，提高客戶服務(wù)的水平，本研究中充分運(yùn)用通信技術(shù)手段，在目前平臺(tái)的基礎(chǔ)之上，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)搶修資源中的車載系統(tǒng)和移動(dòng)應(yīng)用智能調(diào)度。

圖1 配網(wǎng)搶修指揮平臺(tái)功能架構(gòu)圖

3.1 車載系統(tǒng)管理

車載系統(tǒng)主要由GPRS通訊模塊、GPS定位模塊、GIS導(dǎo)航模塊、控制模塊及擴(kuò)展模塊組成[4～8]。

GPS定位模塊用于實(shí)時(shí)獲取車輛的時(shí)空坐標(biāo)；GPRS通訊模塊實(shí)現(xiàn)車輛與搶修指揮中心和搶修人員終端的雙向通信；GIS導(dǎo)航模塊將顯示交通路網(wǎng)地圖、搶修現(xiàn)場的位置及預(yù)設(shè)的最優(yōu)行駛路徑等；控制模塊協(xié)調(diào)各模塊工作，接受操作人員的輸入命令，包括向管理中心進(jìn)行語音呼叫或報(bào)警等。

3.1.1 車載系統(tǒng)與指揮中心的通信方式

車載系統(tǒng)通過GPS接收搶修車輛的位置信息，并利用GPRS通道將位置信息發(fā)送回車載系統(tǒng)服務(wù)器中，搶修指揮平臺(tái)從車載服務(wù)器中獲取車輛相關(guān)信息，使指揮中心相關(guān)人員實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的監(jiān)控。根據(jù)電監(jiān)會(huì)5號(hào)令[9]，車載系統(tǒng)服務(wù)器部署在電力網(wǎng)外，而搶修指揮平臺(tái)服務(wù)器部署在電力內(nèi)網(wǎng)，要完成上述的信息交互過程，需要在電力內(nèi)外網(wǎng)之間加上安全防護(hù)，因此需要在電力網(wǎng)外搭建搶修指揮外網(wǎng)服務(wù)器，通過此服務(wù)器將平臺(tái)所需外網(wǎng)數(shù)據(jù)接入電力內(nèi)網(wǎng)。圖2給出了內(nèi)外網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)通信方式，表1、表2給出了數(shù)據(jù)接口描述。

圖2 車載系統(tǒng)通信系統(tǒng)部署

3.1.2 車載系統(tǒng)與指揮中心數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)方式

表1 車輛系統(tǒng)接口

表2 現(xiàn)場視頻接口

假設(shè)車輛定位信息采集頻率是10s，數(shù)據(jù)量估算為：

每輛車每天記錄：1輛車（24×60×60s/10s/次）＝8 640條記錄；200輛車每天記錄：172.8萬條記錄；200輛車每秒寫數(shù)據(jù)庫次數(shù)：200/10=20次。可見車輛位置信息的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量非常大，讀寫數(shù)據(jù)庫非常頻繁，因此本論文采用如圖3所示技術(shù)方式實(shí)現(xiàn)。

圖3 車載系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式

由于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)頻繁，為避免對(duì)數(shù)據(jù)庫操作造成壓力，將數(shù)據(jù)庫緩存，然后批量存儲(chǔ)操作，數(shù)據(jù)緩存可選用開源的mapcache框架實(shí)現(xiàn)。

3.2 移動(dòng)作業(yè)管理

隨著SG186工程業(yè)務(wù)應(yīng)用的不斷深化以及現(xiàn)代化信息技術(shù)的不斷發(fā)展，電力現(xiàn)場移動(dòng)作業(yè)愈加成為國家電網(wǎng)公司各級(jí)單位的建設(shè)重點(diǎn)[3]。

移動(dòng)作業(yè)管理是以工作任務(wù)信息、設(shè)備信息、技術(shù)檔案（作業(yè)卡/書）信息為基礎(chǔ)，通過應(yīng)用系統(tǒng)、無線專網(wǎng)、手持終端（PDA），對(duì)戶外現(xiàn)場搶修進(jìn)行統(tǒng)一自動(dòng)化的協(xié)調(diào)和管理。移動(dòng)作業(yè)管理使得數(shù)據(jù)在現(xiàn)場設(shè)備及移動(dòng)終端、控制中心和現(xiàn)場作業(yè)人員之間能夠及時(shí)有效地流動(dòng)，推進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)維工作的效率和準(zhǔn)確性。

3.2.1 移動(dòng)作業(yè)終端與指揮中心的通信

移動(dòng)作業(yè)終端裝置支持實(shí)時(shí)無線通訊、電子操作票、操作錄音、電力GPS導(dǎo)航，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線通訊，運(yùn)行、操作、維護(hù)語音風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，整合了各種資源。搶修指揮中心和移動(dòng)作業(yè)之間的信息可通過多種通信信道直接或間接傳送至搶修指揮中心數(shù)據(jù)服務(wù)器，但必須通過安全平臺(tái)，安全平臺(tái)設(shè)備部署拓?fù)淙鐖D4所示。

圖4 安全接入平臺(tái)設(shè)備部署拓?fù)?/p>

移動(dòng)應(yīng)用管理系統(tǒng)物理部署從總體上可分為服務(wù)端和客戶端兩部分，如圖5所示。

圖5 移動(dòng)終端管理系統(tǒng)物理部署圖

服務(wù)端包括搶修業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、搶修指揮平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫，被部署在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中。安全接入平臺(tái)的一端被部署在移動(dòng)終端可訪問的公網(wǎng)中，同時(shí)另一端處于內(nèi)網(wǎng)中，與指揮平臺(tái)業(yè)務(wù)系統(tǒng)相連接，安全接入平臺(tái)負(fù)責(zé)平臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)和移動(dòng)終端之間的通信交互，并在通信層保障安全。

客戶端包括移動(dòng)電話、PDA和便攜電腦等移動(dòng)終端，它們可以通過移動(dòng)專有網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)或現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)訪問移動(dòng)應(yīng)用服務(wù)器。移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)被部署在終端設(shè)備上，而移動(dòng)數(shù)據(jù)庫用來存儲(chǔ)移動(dòng)應(yīng)用所需的數(shù)據(jù)，也同樣被部署在其中。

移動(dòng)作業(yè)終端與搶修指揮平臺(tái)的接口描述如表3和表4所示。

3.2.2 移動(dòng)作業(yè)終端功能

移動(dòng)作業(yè)終端功能包括故障響應(yīng)管理、電子工單系統(tǒng)、電子操作票系統(tǒng)等。

3.2.3 移動(dòng)作業(yè)終端安全防護(hù)

移動(dòng)終端在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、傳輸、接入主站系統(tǒng)等環(huán)節(jié)均需實(shí)行安全防護(hù)控制。具體功能包括：安全接入防護(hù)、移動(dòng)終端數(shù)據(jù)加密、服務(wù)端身份驗(yàn)證、設(shè)備終端安全性、用戶權(quán)限驗(yàn)證、用戶與移動(dòng)終端綁定、終端安全狀態(tài)評(píng)估和終端防外聯(lián)措施。

表3 移動(dòng)作業(yè)非業(yè)務(wù)流程性接口

表4 移動(dòng)應(yīng)用業(yè)務(wù)流程性接口

（1）安全接入防護(hù)：移動(dòng)作業(yè)應(yīng)用通過安全接入平臺(tái)實(shí)行安全防護(hù)，移動(dòng)終端安裝加密芯片、安全?？剀浖瑢?shí)現(xiàn)移動(dòng)終端與主站系統(tǒng)之間安全接入；

（2）移動(dòng)終端數(shù)據(jù)加密：移動(dòng)終端利用硬件密碼算法對(duì)數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)庫實(shí)行非對(duì)稱方式及對(duì)稱方式的高強(qiáng)度加密，防止在設(shè)備遺失情況下泄密；

（3）服務(wù)端身份驗(yàn)證：在移動(dòng)終端上安裝數(shù)字證書，通過數(shù)字證書體系實(shí)現(xiàn)對(duì)主站身份高強(qiáng)度認(rèn)證。安全接入平臺(tái)對(duì)接入的移動(dòng)終端身份進(jìn)行高度認(rèn)證和接入仲裁，確保接入合法性，審計(jì)非法接入信息；

（4）移動(dòng)終端安全性：移動(dòng)終端通過使用安全客戶端、安全芯片、數(shù)字證書實(shí)現(xiàn)終端安全加固改造，通過安全接入平臺(tái)認(rèn)證時(shí)，實(shí)現(xiàn)終端自身安全加固，完成終端安全狀態(tài)掃描，關(guān)閉不必要端口、進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)終端防外聯(lián)，防止敏感信息泄露；

（5）用戶權(quán)限驗(yàn)證：用戶在線登錄時(shí)，自動(dòng)獲取主站系統(tǒng)最新的權(quán)限信息，驗(yàn)證登錄用戶訪問權(quán)限。訪問權(quán)限包括數(shù)據(jù)下載權(quán)限、數(shù)據(jù)字段訪問權(quán)限、任務(wù)執(zhí)行、數(shù)據(jù)提交權(quán)限等；

（6）用戶與移動(dòng)終端綁定：在主站系統(tǒng)將用戶與移動(dòng)終端進(jìn)行綁定，用戶只能在指定的移動(dòng)終端上登錄移動(dòng)作業(yè)應(yīng)用；

（7）終端安全狀態(tài)評(píng)估：通過安全客戶端、安全芯片、數(shù)字證書等完成終端安全狀態(tài)掃描、評(píng)估；

（8）終端防外聯(lián)措施：關(guān)閉不必要的端口、進(jìn)程，如藍(lán)牙、紅外等。

4 結(jié)論

隨著電力公司逐步重視加強(qiáng)配網(wǎng)搶修標(biāo)準(zhǔn)化流程建設(shè)，專業(yè)化后搶修作業(yè)的要求更高，要想提高搶修作業(yè)效率，就必須加快現(xiàn)有信息的流轉(zhuǎn)和交互。本論文重點(diǎn)研究搶修過程中資源的智能調(diào)度，搶修指揮平臺(tái)結(jié)合車載系統(tǒng)和移動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)了指揮中心對(duì)電力搶修車輛和搶修人員的實(shí)時(shí)定位監(jiān)控、移動(dòng)通訊、管理和調(diào)度。將搶修資源調(diào)度信息等在搶修資源管理系統(tǒng)和指揮中心平臺(tái)之間雙向傳遞，節(jié)省了許多中間環(huán)節(jié)，有效保障了故障搶修及時(shí)到位，可以節(jié)省搶修資源調(diào)度所耗費(fèi)的時(shí)間，顯著提高電力搶險(xiǎn)資源調(diào)度的工作效率，整體上提高用電服務(wù)水平。

[1]關(guān)于推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化配網(wǎng)搶修工作的意見.國網(wǎng)生技〔2011〕156號(hào)文.

[2]配電生產(chǎn)搶修指揮平臺(tái)功能規(guī)范.國網(wǎng)生配電〔2012〕82號(hào).

[3]關(guān)于印發(fā)加快推進(jìn)城市配電網(wǎng)示范工程建設(shè)工作方案的通知.國網(wǎng)生技〔2012〕148號(hào)文.

[4]崔巍，王本德，賈文亭.電力搶修監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)中通訊方式[J]. 遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào), 2003,22（5）：643-645.

[5]姜月忠，殷復(fù)彬.山東聊城東阿供電公司95598客服與搶修調(diào)度指揮系統(tǒng)[J]. 電力勘測設(shè)計(jì), 2010,88：66-69.

[6]吳強(qiáng)，滕歡，王凱富.基于GPRS_GPS_GIS的電力搶修實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)構(gòu)建[J]. 繼電器，2005,33（17）：70-73.

[7]崔巍，王本德.電力搶修監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)及其通信方式的研究[J]. 中國電力,2002,35（12）：60-62.

[8]李富鵬，周靜. GPRS技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 電子與封裝, 2008,8（7）：39-42.

[9]龐春江，周文昌.供電企業(yè)事故搶修調(diào)度指揮系統(tǒng)[J]. 電力系統(tǒng)通信,2002,6：51-53.

[10]電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定.電監(jiān)會(huì)5號(hào)令.