物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力資產(chǎn)管理中的應(yīng)用

賈 林，馮銳濤

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things IoT）代表了未來計(jì)算與通信技術(shù)發(fā)展的方向，被認(rèn)為是繼計(jì)算機(jī)、Internet之后，信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的第三次發(fā)展浪潮。最初，IoT是指基于Internet利用射頻標(biāo)簽（Radio Frequency Identification RFID）技術(shù)、電子產(chǎn)品編碼（Electronic Product Code EPC）標(biāo)準(zhǔn)在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)的一種網(wǎng)絡(luò)化物品實(shí)時信息共享系統(tǒng)[1]。

物聯(lián)網(wǎng)將信息與通訊技術(shù)充分應(yīng)用到各行各業(yè)，將傳感器嵌入到汽車、家電、電網(wǎng)、橋梁、建筑等物體中，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)智能物體的互聯(lián)與信息采集，通過云計(jì)算平臺實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的高效處理，有效共享設(shè)備、信息、服務(wù)等資源。未來的物聯(lián)網(wǎng)將最終實(shí)現(xiàn)物理網(wǎng)絡(luò)與社會網(wǎng)絡(luò)的融合，大幅提高人們生產(chǎn)、生活的智能化水平[2,3]。

針對電力設(shè)備的盜竊案件頻發(fā)。一方面，給電力公司造成了大量的經(jīng)濟(jì)損失，另一方面，由此造成停電投訴、人身傷害（例如由于井蓋丟失造成的人身傷亡事故）等社會問題，電力公司迫切希望實(shí)施設(shè)備本身的防盜管理。

電力公司存在大量放置在客戶側(cè)的固定資產(chǎn)，目前采用人工方式實(shí)現(xiàn)固定資產(chǎn)的盤點(diǎn)、追蹤、折舊等。人工方式無法實(shí)時、準(zhǔn)確掌握設(shè)備的整體信息，存在設(shè)備閑置及固定資產(chǎn)流失的風(fēng)險。電力公司迫切希望獲得信息化的固定資產(chǎn)管理手段。

因此，本文提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電子監(jiān)控管理模型，充分利用應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，解決電力資產(chǎn)管理頻被盜以及放在客戶側(cè)設(shè)備難于管理等問題。

1 物聯(lián)網(wǎng)的介紹

物聯(lián)網(wǎng)，英文名稱為"The Internet of Things"，簡稱IoT。由"物聯(lián)網(wǎng)"名稱可見 ，物聯(lián)網(wǎng)就是"物物相連的互聯(lián)網(wǎng)" 。這里面有兩層意思： 第一， 物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)， 是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上的延伸和擴(kuò)展的一種網(wǎng)絡(luò)； 第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信[4]。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過射頻識別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)[5,6,7]。

在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展的早期，IBM公司提出自己的物聯(lián)網(wǎng)理念---智慧的地球，認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)是把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，并且被普遍連接，形成所謂“物聯(lián)網(wǎng)”[8,9]。并通過超級計(jì)算機(jī)和云計(jì)算將“物聯(lián)網(wǎng)”整合起來，實(shí)現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合。人類可以以更加精細(xì)和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活，從而達(dá)到“智慧”狀態(tài)。

早在4年前，前總理溫家寶在視察無錫中科院高新微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心時，曾向中心負(fù)責(zé)人建議發(fā)展傳感網(wǎng)技術(shù)（物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)前身），感知中國的概念也從此誕生，后來經(jīng)過一批專家們不斷努力，形成了中國自己的物聯(lián)網(wǎng)中心[10,11]。

1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)從大體可以分為3層，由感知層、通信層和應(yīng)用層構(gòu)成的3層組成。如圖1所示：

圖1 物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

感知層: 通過智能卡、傳感器、工業(yè)自動化、音頻、視頻等電子工具， 把物體進(jìn)行標(biāo)識、采集相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，使物體智能化，讓物體“活”起來。

通信層：由物聯(lián)網(wǎng)平臺層和網(wǎng)絡(luò)層組成。網(wǎng)絡(luò)層主要進(jìn)行信息的傳送。網(wǎng)絡(luò)層包括接入網(wǎng)和傳出網(wǎng)。接入網(wǎng)是將物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備接入，主要包括有線接入和無線接入兩種。傳出網(wǎng)是將終端數(shù)據(jù)傳遞給處理中心，即平臺層。網(wǎng)絡(luò)層將是物聯(lián)網(wǎng)信息的基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)。平臺層只要對終端傳遞的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括各種處理服務(wù)器，并處理的結(jié)果傳遞給應(yīng)用層。

應(yīng)用層:將采集的信息存儲在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，開發(fā)各種應(yīng)用軟件，為不同的需求提供智能服務(wù)。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)常用的技術(shù)包括：RFID技術(shù)、傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、M2M技術(shù)等相關(guān)技術(shù)。

1）RFID技術(shù)

RFID技術(shù)，即是射頻識別技術(shù)（Radio Frequency Identification 縮寫 RFID），也稱電子標(biāo)簽。RFID技術(shù)是一項(xiàng)利用射頻信號通過空間耦合（交變磁場或電磁場）實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識別目的的技術(shù)。由于它是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，因此識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID 技術(shù)可識別高速運(yùn)動物體并可同時識別多個標(biāo)簽，操作快捷方便。

2）傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是傳感器、大規(guī)模無線傳感網(wǎng)技術(shù)及其智能處理技術(shù)的融合。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。

在傳感網(wǎng)絡(luò)中，傳感器可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、路由，然后轉(zhuǎn)發(fā)路由到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。而網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)能用多種方式與外界通信聯(lián)系。

3）M2M技術(shù)

M2M 通過實(shí)現(xiàn)人與人（man to man）、人與機(jī)器（man to machine）機(jī)器與機(jī)器（machine to machine）的通信，讓機(jī)器、設(shè)備、應(yīng)用處理過程與后臺信息系統(tǒng)共享信息，并與操作者共享信息。它提供了設(shè)備實(shí)時地在系統(tǒng)之間、遠(yuǎn)程設(shè)備之間、或和個人之間建立無線連接，傳輸數(shù)據(jù)的手段。M2M和物聯(lián)網(wǎng)的核心理念相同，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的概念比其更加寬泛。

M2M 技術(shù)的應(yīng)用涵蓋范圍廣泛，通過“讓機(jī)器開口說話”，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備和資產(chǎn)有效地監(jiān)控與管理，通過優(yōu)化成本配置、改善服務(wù)，使得工作效率得以提高，并能夠?yàn)樯鐣玫姆?wù)。

2 在電力資產(chǎn)管理中的應(yīng)用

在整個電網(wǎng)運(yùn)行的環(huán)節(jié)中，對設(shè)備的狀態(tài)的預(yù)測、預(yù)防、調(diào)控等智能化策略，必須依托于透徹的信息感知，可靠的數(shù)據(jù)傳輸，健全的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及智能管理和多數(shù)據(jù)高效處理等技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)恰好在多種場合滿足智能化電網(wǎng)管理的需求。

電力設(shè)備是電力資產(chǎn)管理中的核心，它是保障電網(wǎng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。電力設(shè)備的被盜或者故障，都會給企業(yè)用戶帶來很大的損失。如何使得這些可能的損失降低到最小，也是電力資產(chǎn)管理的重心之一。電力設(shè)備在電力公司的資產(chǎn)中占據(jù)比較大的份額，是電力公司需要重點(diǎn)保護(hù)的對象。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可在電力資產(chǎn)監(jiān)控中發(fā)揮重要作用，可以進(jìn)行身份識別、電子標(biāo)簽、遠(yuǎn)程監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)對電力資產(chǎn)的有效管理。電力資產(chǎn)管理一般分為：設(shè)備防盜監(jiān)控和固定資產(chǎn)管理。

2.1 設(shè)備的防盜監(jiān)控

通過在電力井內(nèi)部署監(jiān)控設(shè)備，可實(shí)時監(jiān)控井蓋的開閉狀態(tài)及井下浸水、溫度、煙感、設(shè)備電池電量等信息，可為后臺監(jiān)控人員提供集中監(jiān)控界面，實(shí)時解決問題；在設(shè)備上隱蔽放置小型設(shè)備追蹤器，可實(shí)現(xiàn)電源通斷感知、位移感知、GPS/LBS位置追蹤，在設(shè)備非法斷電、發(fā)生位移等情況下，實(shí)時告警并提供一段時間內(nèi)的連續(xù)位置追蹤。

在地面上，設(shè)置設(shè)備追蹤器，可實(shí)現(xiàn)電源通斷感知、位移感知、GPS/LBS位置追蹤，在設(shè)備非法斷電、發(fā)生位移等情況下，實(shí)時告警并提供一段時間內(nèi)的連續(xù)位置追蹤。

2.2 固定資產(chǎn)的管理

在固定資產(chǎn)設(shè)備上貼附RFID標(biāo)簽，利用RFID標(biāo)簽非接觸讀寫的特性，在機(jī)房或設(shè)備集中布放的區(qū)域放置RFID讀寫器，定期對區(qū)域內(nèi)的固定資產(chǎn)進(jìn)行盤點(diǎn)。同時，為維護(hù)人員配置RFID身份標(biāo)簽，在其進(jìn)入?yún)^(qū)域進(jìn)行維護(hù)操作時，記錄操作行為；維護(hù)人員通過手持設(shè)備，在現(xiàn)場從管理平臺下載工作任務(wù)，并通過RFID標(biāo)簽逐項(xiàng)對任務(wù)相關(guān)物體進(jìn)行確認(rèn)。

2.3 電力資產(chǎn)管理主要內(nèi)容

1）小型監(jiān)控模塊

通過連接到各監(jiān)控點(diǎn)的特種傳感器，可實(shí)時監(jiān)控井蓋的開閉狀態(tài)及井下浸水、溫度、煙感、設(shè)備電池電量等信息，并將相關(guān)信息通過標(biāo)準(zhǔn)無線傳輸技術(shù)發(fā)送到小型監(jiān)控模塊，由小型監(jiān)控模塊把異常情況通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心平臺。小型監(jiān)控模塊可內(nèi)置追蹤器，對被盜設(shè)備進(jìn)行位置追蹤。

2）固定資產(chǎn)管理模塊

固定資產(chǎn)管理模塊，通過終端掃描固定資產(chǎn)設(shè)備上貼附的RFID標(biāo)簽，并將相關(guān)設(shè)備信息通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心平臺進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)管。

3）傳輸網(wǎng)絡(luò)模塊

電力終端監(jiān)控管理業(yè)務(wù)平臺與標(biāo)準(zhǔn)通信終端之間的傳輸方式多種多樣，可以采用 2G、和 3G移動通信方式傳輸，或者WLAN通信方式傳輸。

4）電力資產(chǎn)管理平臺模塊

電力資產(chǎn)管理平臺將各傳感器上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、統(tǒng)計(jì)、分析，并對異常情況進(jìn)行告警處理，從而實(shí)現(xiàn)了對電力資產(chǎn)的統(tǒng)一監(jiān)管。并將這些數(shù)據(jù)與95598平臺對接，使得管理更加高效，更加迅速。

3 結(jié)論

本文針對當(dāng)前電力設(shè)備頻被盜和設(shè)備分散難易集中管理，提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電子監(jiān)控管理模型，并對該模型進(jìn)行詳細(xì)分析，該模型具有較好的應(yīng)用前景，并且能在電力設(shè)備監(jiān)控中發(fā)揮應(yīng)有的作用。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到今天，應(yīng)用也是越來越廣泛，其在電力行業(yè)的應(yīng)用，不僅僅局限于設(shè)備管理，也將應(yīng)用到其它方面，例如在智能電網(wǎng)方面也將具有很有的應(yīng)用前景。

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