配電網(wǎng)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)智能管控技術(shù)研究

胡軍

(云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司，昆明 650011)

0 前言

電力應(yīng)用GIS 經(jīng)歷了基礎(chǔ)的“CAD+數(shù)據(jù)庫(kù)”、傳統(tǒng)GIS，進(jìn)入了“動(dòng)成圖+設(shè)施管理+地理信息系統(tǒng)”相結(jié)合的階段，電網(wǎng)GIS 系統(tǒng)已經(jīng)滲透到電力行業(yè)的各個(gè)部分，成為國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家電力企業(yè)節(jié)約生產(chǎn)成本、提高服務(wù)水平，增強(qiáng)自身競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。而在國(guó)內(nèi)電力GIS 系統(tǒng)尚處于應(yīng)用的初期，主要目的是提高管理水平和工作效率，將圖形和數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合來描述和管理各種電力設(shè)備的參數(shù)屬性，為調(diào)度員提供準(zhǔn)確的電網(wǎng)地理信息，根據(jù)用戶的故障投訴判斷發(fā)生故障的位置或地點(diǎn)等。

1 電力移動(dòng)GIS 現(xiàn)狀

經(jīng)過多年的建設(shè)實(shí)施，目前電力行業(yè)已經(jīng)初步建成了電網(wǎng)GIS 平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了輸配網(wǎng)圖形建模、輸配網(wǎng)業(yè)務(wù)管理、輸配網(wǎng)業(yè)務(wù)分析等多項(xiàng)功能，GIS 平臺(tái)在各個(gè)供電局應(yīng)用不斷成熟，用于輔助現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的移動(dòng)GIS 相關(guān)應(yīng)用也逐漸萌芽。

移動(dòng)GIS 在電力線路巡檢作業(yè)、應(yīng)急搶修等方面得到初步應(yīng)用，但應(yīng)用單一，很多場(chǎng)景還未覆蓋到，缺少一個(gè)全面，基礎(chǔ)的平臺(tái)。特別是配電網(wǎng)領(lǐng)域，設(shè)備量大，線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)搶修工作多，按照傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)方式不僅工作量大，將電力GIS 系統(tǒng)、安全生產(chǎn)管理等系統(tǒng)的管理手段管理方式延伸到現(xiàn)場(chǎng)，運(yùn)用信息技術(shù)規(guī)范和簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)流程，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的管理和實(shí)時(shí)監(jiān)控，具有重要意義。

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)方案

圖1 移動(dòng)GIS 系統(tǒng)整體架構(gòu)

基于移動(dòng)GIS 的配電網(wǎng)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)智能管控技術(shù)研究及應(yīng)用通過對(duì)配電網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)整理分析，將主要現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的業(yè)務(wù)移動(dòng)化。應(yīng)用基于現(xiàn)有GIS 數(shù)據(jù)，與GIS 系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)制定統(tǒng)一化標(biāo)準(zhǔn)接口，使移動(dòng)端應(yīng)用能夠直接和GIS 系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)直接交互，且與GIS 系統(tǒng)生產(chǎn)系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程保持一致，來實(shí)現(xiàn)其移動(dòng)端應(yīng)用，通過一致、同步的方式來管控、規(guī)范化配電網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。

移動(dòng)端系統(tǒng)主要基于Android 開發(fā)的APP，運(yùn)行于定制的PDA 終端設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)設(shè)備臺(tái)賬及圖紙查看、缺陷管理、數(shù)據(jù)采集、核查、電力設(shè)備GIS 展示、缺陷管理、搶修管理、配網(wǎng)巡視等業(yè)務(wù)功能。應(yīng)用系統(tǒng)的服務(wù)端基于J2EE 四層架構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，通過B/S 方式進(jìn)行訪問，降低系統(tǒng)開發(fā)和部署的難度，基礎(chǔ)功能主要實(shí)現(xiàn)GIS 引擎、移動(dòng)地圖服務(wù)、接口跳轉(zhuǎn)、信息推送、認(rèn)證管理、軌跡管理、安全接入管理、指標(biāo)管理、權(quán)限管理等功能。

1.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方案

基于移動(dòng)GIS 的配電網(wǎng)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)智能管控技術(shù)研究及應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞桨钢饕?移動(dòng)應(yīng)用接入?yún)^(qū)、移動(dòng)應(yīng)用管控區(qū)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)前置區(qū)、內(nèi)業(yè)務(wù)系統(tǒng)等部分組成。每一部分的功能如下所述:

移動(dòng)應(yīng)用接入?yún)^(qū)，主要負(fù)責(zé)配網(wǎng)移動(dòng)生產(chǎn)應(yīng)用的接入，使用APN 撥號(hào)方式或者內(nèi)網(wǎng)WIFI 連接進(jìn)入各供電局分布式部署移動(dòng)應(yīng)用管控區(qū);

移動(dòng)應(yīng)用管控區(qū)，主要負(fù)責(zé)對(duì)APN 撥號(hào)進(jìn)入的終端及應(yīng)用進(jìn)行安全審核，主要通過驗(yàn)證登錄IMEI 號(hào)是否是合法授權(quán)設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)證;

業(yè)務(wù)前置區(qū)，業(yè)務(wù)前置區(qū)主要部署了供電局安全生產(chǎn)前置服務(wù)器。供電局安全生產(chǎn)前置服務(wù)器主要負(fù)責(zé)對(duì)供電局層面部署的應(yīng)用進(jìn)行安全認(rèn)證、數(shù)據(jù)的抽取及管理，同時(shí)需要承擔(dān)移動(dòng)GIS地圖服務(wù)及對(duì)省公司大集中系統(tǒng)的安全認(rèn)證數(shù)據(jù)抽取及管理。安全生產(chǎn)業(yè)務(wù)前置機(jī)完成主網(wǎng)、配網(wǎng)所有安全生產(chǎn)相關(guān)的移動(dòng)應(yīng)用的數(shù)據(jù)交換和應(yīng)用安全管理;

圖2 移動(dòng)GIS 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞桨?/p>

內(nèi)部業(yè)務(wù)系統(tǒng)區(qū)，通過安全生產(chǎn)前置服務(wù)器連接進(jìn)入內(nèi)網(wǎng)的配網(wǎng)安全管理系統(tǒng)、GIS 系統(tǒng)、技術(shù)監(jiān)督系統(tǒng)、氣象預(yù)警系統(tǒng)。各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)接入的用戶進(jìn)行合法性認(rèn)證及相應(yīng)的權(quán)限認(rèn)證。

2 配電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)模塊:完善的移動(dòng)配網(wǎng)GIS 用戶界面、基礎(chǔ)GIS 應(yīng)用，如:展示電網(wǎng)設(shè)備的沿布圖、拓?fù)潢P(guān)系、臺(tái)賬信息;

數(shù)據(jù)采集核查:配電網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)的采集或者核查，模塊嚴(yán)格按照GIS 的數(shù)據(jù)要求進(jìn)行開發(fā)，包括10 kV、400 V 的配電網(wǎng)線路設(shè)備數(shù)據(jù)、拓?fù)漤樞?、包含關(guān)系數(shù)據(jù)等;

設(shè)備圖紙查看:同步GIS 臺(tái)賬數(shù)據(jù)在移動(dòng)端進(jìn)行展現(xiàn)，離線、在線查看線路單線圖，站房詳圖;

配網(wǎng)巡視管理:生產(chǎn)管理系統(tǒng)為移動(dòng)巡視系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如巡視標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備臺(tái)賬數(shù)據(jù)，移動(dòng)終端從生產(chǎn)管理系統(tǒng)下載任務(wù)巡視并執(zhí)行，執(zhí)行完成以后進(jìn)行上傳;

缺陷管理:移動(dòng)終端與配網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)缺陷的匯報(bào)及處理;

故障搶修管理:與配網(wǎng)巡視相同，移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)搶修任務(wù)下載，執(zhí)行搶修任務(wù)并上傳結(jié)果。

2.2 數(shù)據(jù)集成方案

2.2.1 整體方案

移動(dòng)GIS 終端與生產(chǎn)系統(tǒng)和GIS 系統(tǒng)的交互首先通過移動(dòng)服務(wù)平臺(tái)，在移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行判別、過濾、分流并進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，對(duì)口到各個(gè)供電局的GIS 系統(tǒng)及生產(chǎn)管理系統(tǒng)，各系統(tǒng)的返回信息也同樣通過移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，發(fā)送到對(duì)應(yīng)的移動(dòng)終端上進(jìn)行展現(xiàn)。

圖3 移動(dòng)GIS 系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成整體方案

2.2.2 移動(dòng)GIS 與生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成

移動(dòng)GIS 與生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成內(nèi)容主要有:配網(wǎng)巡視、移動(dòng)搶修、缺陷管理幾個(gè)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的數(shù)據(jù)交互。

2.2.3 移動(dòng)GIS 與GIS 系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成

移動(dòng)GIS 與GIS 系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成主要是實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的交互，包括臺(tái)賬數(shù)據(jù)，地理位置數(shù)據(jù)，拓?fù)鋽?shù)據(jù)、圖紙等數(shù)據(jù)的同步下載，見圖4。

圖4 與配網(wǎng)GIS 系統(tǒng)集成方案

2.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案

2.3.1 基礎(chǔ)模塊方案

基礎(chǔ)模塊功能主要是實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)數(shù)據(jù)在移動(dòng)端的展現(xiàn)和定位，類似與GIS 系統(tǒng)導(dǎo)航樹功能，以在線或離線地圖為背景，查看配電沿布圖，查看功能位置、設(shè)備的臺(tái)賬，技術(shù)參數(shù)，線路、站房類設(shè)備的圖紙，以及移動(dòng)端用戶的登錄認(rèn)證，消息推送等，基礎(chǔ)功能主要用于輔助其他現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的業(yè)務(wù)。

2.3.2 數(shù)據(jù)采集核查方案

數(shù)據(jù)采集主要針對(duì)GIS 端沒有的新投運(yùn)的配電網(wǎng)設(shè)備臺(tái)賬數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，包括配電架空線路數(shù)據(jù)采集、配電電纜數(shù)據(jù)采集和配電站房等設(shè)備的經(jīng)緯度、拓?fù)漤樞?、臺(tái)賬、技術(shù)參數(shù)等信息進(jìn)行采集。

2.3.3 配網(wǎng)巡視方案

配網(wǎng)巡視是與配網(wǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)進(jìn)行集成，在生產(chǎn)系統(tǒng)新建任務(wù)、新增標(biāo)準(zhǔn)，然后由移動(dòng)終端進(jìn)行同步下載，或者在移動(dòng)端新建巡視任務(wù)，在移動(dòng)端執(zhí)行巡視任務(wù)，最后將結(jié)果回傳到配網(wǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)，形成閉環(huán)。

2.3.4 缺陷管理方案

缺陷管理主要有缺陷信息下載處理，缺陷信息填報(bào)處理，所有的步驟與生產(chǎn)管理系統(tǒng)同步，按照固化的表單信息進(jìn)行填寫。

2.3.5 搶修管理方案

移動(dòng)端同步配網(wǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)的搶修任務(wù)，在移動(dòng)端進(jìn)行執(zhí)行，執(zhí)行完成后將執(zhí)行結(jié)果回傳到生產(chǎn)管理系統(tǒng)。

2.3.6 服務(wù)平臺(tái)方案

移動(dòng)端服務(wù)平臺(tái)提供日志管理、認(rèn)證管理、信息推送、接口轉(zhuǎn)發(fā)、終端管理等功能。

3 結(jié)束語(yǔ)

目前現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)移動(dòng)信息化還處于起步階段，通過基于移動(dòng)GIS 的配電網(wǎng)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)智能管控技術(shù)研究及應(yīng)用可以看出移動(dòng)終端在配電網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中的廣闊應(yīng)用場(chǎng)景。隨著電力行業(yè)信息化建設(shè)不斷完善，移動(dòng)GIS 應(yīng)用也能在電力行業(yè)諸多領(lǐng)域中具有廣泛的推廣及應(yīng)用價(jià)值。

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