基于移動客戶端的配網(wǎng)接線圖移動瀏覽功能的研究及應(yīng)用

崔承勛 徐穎斯 洪曉弟 吳群體

摘 要：配網(wǎng)接線圖是配電網(wǎng)設(shè)計、施工、巡視、消缺過程中工作人員所必須的參考物。受限于電力企業(yè)二次安防的規(guī)定，配網(wǎng)接線圖僅能在辦公機器或打印成紙質(zhì)文件進行查閱。隨著南網(wǎng)移動應(yīng)用平臺的建設(shè)完成，在解決內(nèi)外網(wǎng)安全訪問的前提下，本文開發(fā)基于移動客戶端的配網(wǎng)接線圖移動瀏覽功能，通過手機實現(xiàn)配網(wǎng)接線圖的隨時隨地瀏覽和查閱。該方案已在某地市局成功部署，現(xiàn)場應(yīng)用證明可以大大提高配網(wǎng)接線圖查閱的便捷性，效果良好，在行業(yè)內(nèi)具備實用性和推廣性。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；接線圖；移動互聯(lián)網(wǎng)；SVG

中圖分類號：TM715

配網(wǎng)接線圖是電網(wǎng)對某一條或多條電力饋線連接方式的圖形化展現(xiàn)，其中包括饋線、環(huán)網(wǎng)柜、配網(wǎng)開關(guān)、配變、配網(wǎng)終端等信息，是配電網(wǎng)設(shè)計、施工、巡視、消缺過程中工作人員所必須的參考物。目前配網(wǎng)接線圖的維護主要有三種方式。一種是利用Autocad軟件維護，一種在GIS系統(tǒng)中進行維護，一種是在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中進行維護。配網(wǎng)工作人員在現(xiàn)場工作時如果需要參考配網(wǎng)接線圖必須事先打印紙質(zhì)接線圖。這種模式一方面需要工作人員在現(xiàn)場工作前事先打印圖紙，無形中給工作人員增加工作量和準備時間，另一方面紙質(zhì)圖紙容易破損，難以重復(fù)利用。此外GIS系統(tǒng)和配網(wǎng)自動化系統(tǒng)維護的接線圖僅能在供電局企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上已安裝GIS或配網(wǎng)調(diào)度自動化客戶端的工作站或辦公電腦上進行瀏覽和監(jiān)視，在出差、工作交流等非辦公場合一旦脫離相關(guān)的運行環(huán)境，工作人員就無法及時的獲取配網(wǎng)接線信息，給工作交流帶來極大的不便。

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和智能手機的快速發(fā)展，使通過移動客戶端隨時隨地瀏覽配網(wǎng)接線圖成為可能。但出于二次安防的考慮，長期以來供電企業(yè)禁止移動互聯(lián)網(wǎng)訪問企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)，個別供電局則通過聯(lián)通或移動的專網(wǎng)線路自己搭建內(nèi)外網(wǎng)交互平臺，這種方式成本大，開發(fā)工作復(fù)雜，難以推廣。

2016年南方電網(wǎng)開展移動應(yīng)用平臺建設(shè)，該平臺滿足跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和信息自動交互的需求，實現(xiàn)了對移動應(yīng)用的統(tǒng)一登錄認證及用戶信息同步，確保移動智能設(shè)備與用戶的合法性，并建立SSLVPN加密通道用于保證業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的安全性，解決了目前企業(yè)內(nèi)外網(wǎng)無法訪問的技術(shù)難題，使得通過手機客戶端訪問企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)獲取配網(wǎng)接線圖信息成為可能。

本項目基于南方電網(wǎng)移動應(yīng)用平臺，共享Autocad和配網(wǎng)GIS的接線圖圖形數(shù)據(jù)，具備圖紙上傳、圖紙導(dǎo)入、圖紙查詢、圖形瀏覽、設(shè)備定位、實時工況監(jiān)視等功能，工作人員在工作前無需打印圖紙，在工作現(xiàn)場或非辦公場合利用移動客戶端通過移動應(yīng)用平臺即可實現(xiàn)配網(wǎng)接線圖的隨時隨地移動瀏覽，減少了工作人員事先準備時間，拓展了傳統(tǒng)的配網(wǎng)接線圖應(yīng)用場景，使現(xiàn)場工作和業(yè)務(wù)交流更方便、更高效。

1 技術(shù)方案

基于移動客戶端的配網(wǎng)接線圖移動瀏覽系統(tǒng)包括服務(wù)端、移動端、安全移動應(yīng)用平臺三個組成部分。其中服務(wù)端包括登錄認證服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器，移動端包括智能手機或平板電腦。安全移動應(yīng)用平臺包括前置服務(wù)器、內(nèi)外網(wǎng)安全交互平臺、后置服務(wù)器。如下圖所示。移動終端通過互聯(lián)網(wǎng)接入安全移動應(yīng)用平臺的前置服務(wù)器，前置服務(wù)器通過內(nèi)外網(wǎng)安全交換平臺連接到后置服務(wù)器，后置服務(wù)器和企業(yè)內(nèi)部服務(wù)總線相連，服務(wù)端的應(yīng)用服務(wù)器和登錄認證服務(wù)器通過企業(yè)內(nèi)部服務(wù)總線和后置服務(wù)器相連。移動終端支持目前主流的智能手機，操作系統(tǒng)支持android和ios。安全移動應(yīng)用平臺通過前置服務(wù)器、內(nèi)外網(wǎng)安全交換平臺、后置服務(wù)器實現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)的安全訪問；服務(wù)端由登錄認證服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器組成。登錄認證服務(wù)器實現(xiàn)登錄用戶的權(quán)限認證。應(yīng)用服務(wù)器通過接口從配網(wǎng)自動化系統(tǒng)III區(qū)服務(wù)器獲取配網(wǎng)接線圖數(shù)據(jù)，同時也可以由用戶在工作站上上傳接線圖數(shù)據(jù)。

2 數(shù)據(jù)流程

基于移動客戶端的配網(wǎng)接線圖移動瀏覽系統(tǒng)采用互聯(lián)網(wǎng)接入模式，數(shù)據(jù)請求流程如下圖所示：

1）用戶通過移動終端、安全移動應(yīng)用平臺與登錄認證服務(wù)器建立連接。

2）用戶通過移動終端輸入相應(yīng)的賬戶信息、密碼信息，并通過安全移動應(yīng)用平臺傳輸至登錄認證服務(wù)器，登錄認證服務(wù)器確認用戶的身份后方可登錄到系統(tǒng)。

3）應(yīng)用服務(wù)器將接線圖列表推送到移動客戶端。

4）用戶在移動終端上點擊一條接線圖，通過移動應(yīng)用平臺向應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)送獲取配網(wǎng)接線圖文件請求，應(yīng)用系統(tǒng)將配網(wǎng)接線圖圖形文件通過移動應(yīng)用平臺返回給移動應(yīng)用客戶端。

5）移動客戶端通過移動應(yīng)用平臺向應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)送實時量測數(shù)據(jù)請求，應(yīng)用系統(tǒng)將實時量測數(shù)據(jù)通過移動應(yīng)用平臺返回給移動應(yīng)用客戶端。

3 基于SVG格式的配網(wǎng)接線圖

3.1 SVG

SVG是ScalableVectorGraphic的英文縮寫，意指可擴展的矢量圖形，它是一種基于XML的開放的矢量圖像，是完全用純文本來描述的為網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計的圖像格式。SVG具有以下一些優(yōu)點：基于XML標準；高質(zhì)量的美觀圖像；可任意縮放；可擴展的文件格式、易于WEB方式展現(xiàn)等。此外SVG提供了豐富的消息觸發(fā)及事件響應(yīng)函數(shù)，通過捕捉這些消息可以實現(xiàn)圖形的控制和交互功能。

目前主流的瀏覽器均支持SVG文件，從而大大簡化了WEB開發(fā)難度。為了便于配網(wǎng)接線圖的WEB瀏覽以及不同系統(tǒng)之間的圖形共享，目前配網(wǎng)自動化系統(tǒng)均可將配網(wǎng)接線圖自動導(dǎo)出成SVG格式的圖形，并利用FTP自動上傳到指定的服務(wù)器上。

3.2 HTML5概述

HTML5是HTML最新的修訂版本，2014年10月由萬維網(wǎng)聯(lián)盟（W3C）完成標準制定，是下一代 HTML 標準。目前大部分現(xiàn)代瀏覽器已經(jīng)具備了HTML5 支持。HTML5 支持內(nèi)聯(lián) SVG，能夠?qū)?SVG 元素直接嵌入 HTML 頁面中，無需安裝SVG插件，從而大大減輕了基于WEB的SVG配網(wǎng)接線圖展現(xiàn)功能開發(fā)工作量。

4 主要功能

4.1 配網(wǎng)接線圖導(dǎo)入和上傳

目前配網(wǎng)接線圖主要通過Autocad軟件或配網(wǎng)自動化系統(tǒng)軟件進行繪制。Autocad繪制的接線圖可以保存成PDF格式，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)繪制的接線圖可以自動導(dǎo)出成SVG格式。本項目支持SVG格式圖形文件的自動導(dǎo)入和PDF格式圖形文件的手工上傳兩種方式。

本項目的應(yīng)用服務(wù)器部署在安全III區(qū)，和配網(wǎng)自動化的WEB服務(wù)器互聯(lián)，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)將配網(wǎng)接線圖自動導(dǎo)出成SVG格式，通過FTP方式自動上傳到應(yīng)用服務(wù)器的指定目錄下。

此外還支持網(wǎng)頁方式的PDF圖紙上傳功能。用戶選擇一個或多個PDF格式的圖形文件，網(wǎng)頁上點擊上傳，即可將選中的圖形文件上傳到服務(wù)器指定目錄下。

4.2 基于移動客戶端的配網(wǎng)接線圖瀏覽

移動客戶端采用分級、分類方式展現(xiàn)配網(wǎng)接線圖列表。分級方式是指按供電分局-變電站-饋線逐級點擊后顯示饋線列表。分類方式是指可以按單線圖、環(huán)網(wǎng)圖等圖形類型顯示饋線列表。

用戶在移動客戶端界面上點擊饋線對應(yīng)的供電分局，然后界面切換到該供電分局對應(yīng)的變電站列表，繼續(xù)點擊饋線對應(yīng)的變電站，界面切換到該變電站的饋線列表，在饋線列表上點擊需要瀏覽的單線圖，系統(tǒng)調(diào)用瀏覽器自動打開PDF/SVG格式的圖形文件。同時具備圖形放大、縮小、移動、設(shè)備查找等功能。

4.3 配網(wǎng)實時工況顯示

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的配網(wǎng)接線圖不僅描述配網(wǎng)的靜態(tài)連接方式，還可以展現(xiàn)配網(wǎng)的實時運行工況。同樣，在移動客戶端上也應(yīng)該具備配網(wǎng)接線圖瀏覽和實時運行工況監(jiān)視功能。但對于SVG文件來講，它本身只是一個靜態(tài)的文件而已，無法獲取實時數(shù)據(jù)。本項目利用js獲取SVG文件對象，通過調(diào)用SVG文檔對象的函數(shù)獲取SVG文件中量測點對應(yīng)的ID，根據(jù)量測點ID從配網(wǎng)自動化系統(tǒng)獲取對應(yīng)的實時量測值，將量測值回寫到SVG文檔對象中，即可在配網(wǎng)接線圖上實現(xiàn)實時工況的顯示。

5 示范應(yīng)用

本論文研究成果在中山供電局得到應(yīng)用。中山供電局目前共有饋線1700多條，通過手機移動客戶端瀏覽單線圖無需工作前打印圖紙，可以減少工作人員準備時間和工作量。為現(xiàn)場工作人員的工作提供實時參考，改變傳統(tǒng)的紙質(zhì)圖紙參考模式，使現(xiàn)場工作更高效，應(yīng)用前景廣闊。

6 總結(jié)

移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展大大改變了人民的生產(chǎn)生活方式，也必將深刻的影響電力企業(yè)的日常管理方式。本文提出的基于移動客戶端的配網(wǎng)接線圖移動瀏覽功能解決了企業(yè)內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)安全訪問問題，確保數(shù)據(jù)和系統(tǒng)安全，實現(xiàn)了配網(wǎng)接線圖和實時配網(wǎng)運行工況數(shù)據(jù)的移動瀏覽和監(jiān)視，相關(guān)工作人員通過移動客戶端可以隨時隨地查看配網(wǎng)主接線圖，掌握配網(wǎng)實時運行工況，拓展了傳統(tǒng)的配網(wǎng)接線圖的應(yīng)用場景，提高工作效率。

總之，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進一步發(fā)展和配網(wǎng)建設(shè)的進一步推進，新的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將越來越多的應(yīng)用到配網(wǎng)日常管理工作中，進一步提升現(xiàn)有配網(wǎng)管理工作的智能化、自動化、規(guī)范化水平。

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作者簡介：崔承勛（1989-），男，廣東中山人，電氣工程師，主要從事配網(wǎng)自動化、調(diào)控一體化方向工作；徐穎斯（1988-），女，廣東中山人，電氣工程師，主要從事電氣運行和電力系統(tǒng)自動化工作；洪曉弟（1979-），男，廣東中山人，電氣工程師，主要從事電力系統(tǒng)調(diào)度自動化、配網(wǎng)自動化方向工作；吳群體（1982-），女，廣東中山人，電氣工程師，主要從事電力系統(tǒng)調(diào)度自動化、配網(wǎng)自動化方向工作。