電網(wǎng)建設(shè)云平臺研究綜述與實(shí)踐

杜亮　王琨　郭靖

摘 要：隨著電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的日益增大，應(yīng)用信息化手段和智慧終端管理電網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)場的“人、機(jī)、料、法、環(huán)”等作業(yè)關(guān)鍵要素，已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的共識。云平臺作為近幾年“大云物移智”技術(shù)的新興產(chǎn)物，成為數(shù)據(jù)存儲、集成、整合、分析與展現(xiàn)的載體，本研究立足電網(wǎng)建設(shè)云平臺技術(shù)，通過梳理對云平臺的相關(guān)研究，總結(jié)對云平臺研究的現(xiàn)狀和不足，并通過對云平臺在電網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用的介紹來為電網(wǎng)建設(shè)云平臺的推廣應(yīng)用提供借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)建設(shè)；云平臺；數(shù)據(jù)；信息化；智能化

中圖分類號：TM734 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）35-0048-03

Abstract： With the increasing scale of power grid construction， the application of information technology and smart terminal management of power grid construction site "people， machines， materials， law， environment" and other key operating elements has become the consensus of the industry development. Cloud platform， as a product of "big bada， cloud computing， Internet of Things （IoT）， mobile Internet， and artificial intelligence" technology emerging in recent years， has become the carrier of data storage， integration， incorporation， analysis and presentation. This research is based on the technology of building cloud platform in power grid， and through dealing with the related research of cloud platform， summarizes the status and deficiencies of cloud platform research. Through the introduction of the actual application of cloud platform in power grid construction site， it is intended to provide reference for the promotion and application of cloud platform in power grid construction.

Keywords： power grid construction； cloud platform； data； informatization； intelligence

前言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展和建筑行業(yè)對工程現(xiàn)場管理要求的逐漸提升，工程現(xiàn)場不同程度地實(shí)施了一些信息化系統(tǒng)，這對建筑工地管理水平的提升具有很大幫助。但是，在建筑工地信息化過程中，可以發(fā)現(xiàn)目前大多數(shù)信息系統(tǒng)是孤立的，形成很多信息孤島。數(shù)據(jù)格式缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，信息化管理流程缺乏統(tǒng)一規(guī)范。在信息的收集、共享與利用平臺、手段方面與國外還有明顯的差距，有些數(shù)據(jù)存在重復(fù)輸入、數(shù)據(jù)信息落后無法真實(shí)反映實(shí)際信息等現(xiàn)象，信息數(shù)據(jù)封閉導(dǎo)致信息的流通性差，這些都是信息化數(shù)據(jù)管理中缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)的具體體現(xiàn)，已經(jīng)成為信息化管理在建筑工程中發(fā)展的主要障礙。

云平臺技術(shù)的出現(xiàn)為用戶提供了一種數(shù)據(jù)存儲、集成、整合、分析與展現(xiàn)的新方式，解決了信息數(shù)據(jù)共享與應(yīng)用的難題，其以大容量、安全性、穩(wěn)定性和便捷性等優(yōu)勢在電力、建筑、教育等多個(gè)行業(yè)進(jìn)行了應(yīng)用。本研究將電網(wǎng)建設(shè)云平臺作為研究重點(diǎn)，著重介紹云平臺在電力行業(yè)的實(shí)踐應(yīng)用，希望為行業(yè)發(fā)展提供相關(guān)借鑒和參考。

1 云平臺研究綜述

本研究以萬方數(shù)據(jù)庫和CNKI數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)來源支撐，通過檢索查詢云平臺研究應(yīng)用相關(guān)研究論文，總結(jié)概括在云平臺具體應(yīng)用中具有的共同特征，通過分析研究現(xiàn)階段應(yīng)用中具有的局限性和不足，給出解決方向和建議。本研究查詢到在近5年的時(shí)間里，兩大文獻(xiàn)檢索平臺上共出現(xiàn)建設(shè)管理云平臺為關(guān)鍵搜索字段的相關(guān)的文獻(xiàn)50余篇，與電網(wǎng)云平臺相關(guān)的文章僅7篇，筆者將就這7篇文章展開分析。

賀文在其文章《智慧工地云平臺研究》[1]中重點(diǎn)研究智慧工地云平臺的組成部分，包括將現(xiàn)場各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成在云平臺上，助力城市智慧化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)政府、企業(yè)和市民三方的數(shù)據(jù)互通與聯(lián)動。王薇、韓彩紅在其文章《智慧工地云平臺的架構(gòu)》[2]重點(diǎn)介紹云平臺的技術(shù)架構(gòu)及主要功能，從數(shù)據(jù)應(yīng)用角度對云平臺的作用展開分析，并分析了使用云平臺后所帶來的經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保和科技效益。許洪強(qiáng)在其文章《調(diào)控云架構(gòu)及應(yīng)用展望》[3]提出依托云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)IT技術(shù)構(gòu)建生產(chǎn)控制云（簡稱調(diào)控云），形成“資源虛擬化、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、應(yīng)用服務(wù)化”的調(diào)控技術(shù)支撐體系，該體系能夠提升多級調(diào)控系統(tǒng)協(xié)同處置能力、信息化支撐能力及全局資源共享能力，全面保障電網(wǎng)安全優(yōu)質(zhì)運(yùn)行和調(diào)度管理精益高效運(yùn)轉(zhuǎn)。盧有飛在其文章《時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺支撐智能電網(wǎng)建設(shè)》[4]中就云平臺的構(gòu)成及其在電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)中發(fā)揮的功能進(jìn)行了研究，重點(diǎn)是電網(wǎng)運(yùn)檢階段的監(jiān)督管理。黃漢華在其文章《基于云平臺的廣西電力省地一體化通信運(yùn)行管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)》[5]中對廣西電網(wǎng)通信運(yùn)行管控系統(tǒng)完成了現(xiàn)狀分析，然后從系統(tǒng)管理、應(yīng)用規(guī)模和安全性的相應(yīng)需求上進(jìn)行分析，進(jìn)而完成了省地一體化通信運(yùn)行管控系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)需求分析和系統(tǒng)的性能需求，提出應(yīng)用云平臺架構(gòu)集中部署省地一體化通信運(yùn)行管控系統(tǒng)的為建設(shè)模式。成了云平臺的架構(gòu)設(shè)計(jì)，并應(yīng)用云數(shù)據(jù)庫HBASE存儲歷史告警信息，對數(shù)據(jù)分析的功能進(jìn)行了設(shè)計(jì)。最后完成了對經(jīng)濟(jì)效益分析和魯棒性測試。李明、林彬在其文章《基于云平臺的電力工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》[6]中，在電力工程項(xiàng)目管理特點(diǎn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一個(gè)分層的電力工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)模型，詳細(xì)介紹該模型的功能結(jié)構(gòu)以及基于云計(jì)算平臺——Google Sites 的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法。該方法體現(xiàn)了利用云平臺來搭建網(wǎng)絡(luò)化的電力工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)的便捷性與高效性，為電力工程項(xiàng)目管理的信息化和網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)提供了一種新的參考。王有元、蔡雅楠等在文章《基于云平臺的變電站設(shè)備智能診斷系統(tǒng)》[7]中研究了一種基于云平臺的變電站設(shè)備智能診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)由智能傳感器、診斷云平臺和變電站中心控制站組成，充分利用云平臺資源，并行分析狀態(tài)數(shù)據(jù)，提高故障診斷的可靠性。

綜合上述文獻(xiàn)研究可以發(fā)現(xiàn)，目前的研究皆在充分了解云平臺相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，對云平臺在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用做出了研究介紹，并對其應(yīng)用前景展開了相關(guān)描述，但對云平臺在電網(wǎng)建設(shè)過程中的研究幾乎處于空白。在實(shí)際的管理過程中，電網(wǎng)建設(shè)階段因其涉及眾多人、機(jī)、料、法、環(huán)等關(guān)鍵要素，成為安全管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)所在。探討云平臺在電網(wǎng)建設(shè)過程中的應(yīng)用，對電網(wǎng)建設(shè)過程的安全、質(zhì)量、進(jìn)度管理等都具有非常實(shí)際的現(xiàn)實(shí)意義。

2 電網(wǎng)建設(shè)云平臺應(yīng)用實(shí)踐

在電網(wǎng)建設(shè)云平臺與工程現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合中，新疆信息產(chǎn)業(yè)有限責(zé)任結(jié)合2018年基建十二項(xiàng)配套措施要求，充分利用人員管理系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源，開發(fā)基于“云”端應(yīng)用的智慧基建信息云平臺，全力打造電力基建輸變電工程項(xiàng)目現(xiàn)場管控信息全方位展示平臺，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)建設(shè)工程現(xiàn)場生態(tài)圈的信息交互、資源共享和應(yīng)用系統(tǒng)集成，讓輸變電施工現(xiàn)場管理更信息化、智能化，為電網(wǎng)建設(shè)云平臺的應(yīng)用推廣提供了參考。

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

電網(wǎng)建設(shè)云平臺系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互示意圖如圖1所示，其中電網(wǎng)建設(shè)云平臺和大屏展示系統(tǒng)屬于數(shù)據(jù)展現(xiàn)端，現(xiàn)場系統(tǒng)和硬件控制系統(tǒng)屬于數(shù)據(jù)處理端，GPS定位設(shè)備、視頻監(jiān)控設(shè)備和人員車輛閘機(jī)屬于數(shù)據(jù)采集端。

2.2 系統(tǒng)功能及應(yīng)用效果

（1）實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控管理，現(xiàn)場數(shù)據(jù)全面監(jiān)管

設(shè)置在工程現(xiàn)場的視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳輸現(xiàn)場畫面至云平臺系統(tǒng)，項(xiàng)目管理人員可實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場施工狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)管和歷史視頻數(shù)據(jù)信息的調(diào)取查看。視頻監(jiān)控?cái)z像頭可對現(xiàn)場不文明施工或違章行為進(jìn)行抓拍和預(yù)警，最大程度減少了現(xiàn)場違章問題的出現(xiàn)。通過對現(xiàn)場各視頻布置點(diǎn)位上傳的數(shù)據(jù)信息的監(jiān)管和查看，項(xiàng)目部管理人員可同時(shí)掌控不同施工現(xiàn)場的安全、質(zhì)量、進(jìn)度情況，實(shí)現(xiàn)快速溝通、信息共享、作業(yè)流程管理等功能。此外，通過單兵監(jiān)控的語音對講功能，管理人員可快速了解現(xiàn)場問題并進(jìn)行及時(shí)溝通和解決。

（2）完善分包隊(duì)伍管理模塊，加強(qiáng)準(zhǔn)入管理

分包隊(duì)伍管理模塊可實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息管理和企業(yè)人員管理兩部分功能。在云平臺系統(tǒng)中對分包隊(duì)伍進(jìn)行智慧監(jiān)管，可以縱向構(gòu)建從企業(yè)資質(zhì)審核到企業(yè)人員管理的監(jiān)管鏈，進(jìn)一步加強(qiáng)分包隊(duì)伍的準(zhǔn)入管理。

（3）人臉識別技術(shù)融入，強(qiáng)化關(guān)鍵人員全過程管控

將人臉識別技術(shù)融入視頻監(jiān)控?cái)z像頭和人員閘機(jī)設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)工程現(xiàn)場關(guān)鍵人員的智能化實(shí)時(shí)監(jiān)測與預(yù)警。通過人臉識別認(rèn)證可實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵人進(jìn)出場記錄，查看施工現(xiàn)場同進(jìn)同出人員、到崗到位人員身份信息，智能識別關(guān)鍵人員現(xiàn)場違章行為，人員管控精細(xì)化程度進(jìn)一步加深。

（4）人車工器具全要素管理，科學(xué)監(jiān)管各要素安全狀態(tài)

在人車工器具管理模塊可實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵人信息管理、人員數(shù)據(jù)分析、車輛數(shù)據(jù)分析、人員定位管理和工器具管理。目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)作業(yè)人數(shù)統(tǒng)計(jì)、作業(yè)車輛統(tǒng)計(jì)、關(guān)鍵人信息錄入的功能；人員定位管理已實(shí)現(xiàn)人員的實(shí)時(shí)定位、歷史定位和人員軌跡管理。將人員管理系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)具監(jiān)管系統(tǒng)等子系統(tǒng)統(tǒng)一集成到電網(wǎng)建設(shè)云平臺上進(jìn)行管理，用科學(xué)可視化手段監(jiān)管人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對人員、車輛、機(jī)具等管理要素的智能化管控。

（5）現(xiàn)場施工可視化管理，數(shù)據(jù)信息全方位呈現(xiàn)

現(xiàn)場施工管理模塊可實(shí)現(xiàn)施工制度管理、計(jì)劃管理、兩票管理、開工管理、過程管理、關(guān)鍵階段作業(yè)管理、風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)登記管理和違章整改管理的功能。

該功能模塊的開發(fā)將現(xiàn)場施工全過程管理進(jìn)行統(tǒng)一分析及量化呈現(xiàn)，用豐富可視化的數(shù)據(jù)模型清晰展現(xiàn)施工過程各管理維度的數(shù)據(jù)信息，加強(qiáng)了施工過程數(shù)據(jù)的互通互聯(lián)，在過程管理精益化的同時(shí)提升了管理的便捷度。

（6）創(chuàng)新數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模式，推動管理方式升級

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的開發(fā)為同期建設(shè)現(xiàn)場的分析決策提供統(tǒng)一的運(yùn)行環(huán)境、高效的分析計(jì)算能力、便捷的數(shù)據(jù)查詢訪問服務(wù)、清晰的數(shù)據(jù)資源服務(wù)目錄、靈活的數(shù)據(jù)分析挖掘，改變了過去分析型應(yīng)用數(shù)據(jù)按需要人工錄入和數(shù)據(jù)反復(fù)抽取、冗余存儲的局面，以“數(shù)據(jù)為中心”支撐數(shù)據(jù)分析應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了“搬數(shù)據(jù)”向“搬計(jì)算”的轉(zhuǎn)變，推動業(yè)務(wù)創(chuàng)新，推進(jìn)公司信息化建設(shè)邁上新臺階。

全方位的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)工程現(xiàn)場數(shù)據(jù)，包括在建工程數(shù)量、關(guān)鍵人姓名及本月到崗次數(shù)、單個(gè)標(biāo)段關(guān)鍵人員匹配度、到崗率、修改次數(shù)統(tǒng)計(jì)等，對全疆所有工程進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，針對性的解決各個(gè)不同現(xiàn)場所出現(xiàn)的問題。

（7）GPS定位跟蹤，人員位置全景展現(xiàn)

通過全景展示技術(shù)將全疆變電站地理位置信息融入云平臺系統(tǒng)中，在地圖中可查看每個(gè)標(biāo)段工程下的工程現(xiàn)場圖。應(yīng)用GPS衛(wèi)星行為技術(shù)，與人員身份信息進(jìn)行綁定，可實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵人定位軌跡的可視化展現(xiàn)，可查看單個(gè)人或是多個(gè)人的軌跡路線，并與視頻進(jìn)行聯(lián)動，展現(xiàn)相關(guān)人員現(xiàn)場施工畫面。

3 前景展望

綜合以上研究，目前電網(wǎng)建設(shè)云平臺的發(fā)展階段大致分為三個(gè)階段：

第一階段為起步階段，這一階段主要利用剛出現(xiàn)的數(shù)字化信息技術(shù)進(jìn)行簡單應(yīng)用，如人員車輛的出場統(tǒng)計(jì)，異常的告警等。

第二階段為現(xiàn)階段，局部智能化，集成化較低。一方面由于大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及AI技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)為智慧工地云平臺發(fā)展奠定了一定的物質(zhì)基礎(chǔ)。這些領(lǐng)域已經(jīng)以工程優(yōu)化管理為目的，圍繞著工程設(shè)計(jì)和施工等環(huán)節(jié)中涉及的“人、機(jī)、物、料、環(huán)”進(jìn)行了應(yīng)用。由于各個(gè)技術(shù)發(fā)展的客觀水平限制以及管理理念和集成化技術(shù)的限制等諸多因素，應(yīng)用還達(dá)不到理想中的全智能化水平。

第三階段為全智能化階段，也是電網(wǎng)建設(shè)云平臺發(fā)展的主要方向。在該階段工程智能化水平進(jìn)一步提升、各工程項(xiàng)目信息數(shù)據(jù)達(dá)到互通互聯(lián)、協(xié)同交互，以實(shí)現(xiàn)整體工程的全局化、自動化、智能化管控。

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