基于二維碼授權(quán)的遠(yuǎn)程防誤管控系統(tǒng)開發(fā)

黃建林 王靖暉

摘 要：現(xiàn)在小型變電站仍存在倒閘操作權(quán)限不受控、監(jiān)管不到位的現(xiàn)象，已不能滿足當(dāng)前變電站現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備倒閘操作的管控要求。該文提出了一種基于二維碼授權(quán)的遠(yuǎn)程防誤管控系統(tǒng)方案，該系統(tǒng)依托現(xiàn)有的高覆蓋的移動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)，省卻了重新部署穩(wěn)定可靠網(wǎng)絡(luò)的成本，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)跟蹤與監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的倒閘操作，有效防止了現(xiàn)場(chǎng)倒閘操作管控不力導(dǎo)致的誤操作事故的發(fā)生，提升了供電企業(yè)的管理水平，保障了供電及人身安全。

關(guān)鍵詞：二維碼；遠(yuǎn)程授權(quán)；變電站

中圖分類號(hào)：TP315 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

電網(wǎng)系統(tǒng)的倒閘誤操作往往威脅到電網(wǎng)設(shè)備、電網(wǎng)運(yùn)行及人身安全?！斗乐闺姎庹`操作裝置管理規(guī)定》和《電業(yè)安全工作規(guī)定》中明確規(guī)定了防止電氣誤操作裝置在運(yùn)行、管理、設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)、檢修等諸多方面的具體要求、使用原則和操作方法，其目的是使防誤裝置能更好地發(fā)揮保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的作用。盡管微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)大多數(shù)變電站中得到廣泛應(yīng)用，為電力安全生產(chǎn)、運(yùn)行提供了有力的技術(shù)支持和保障，然而，在一些偏遠(yuǎn)或比較小型的變電終端站和廠礦站，因人力緊張或人員素質(zhì)等因素而導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備操作疏于監(jiān)管，經(jīng)常出現(xiàn)電氣誤操作事故，甚至是人身事故。

1 小型變電站的防誤現(xiàn)狀

35 kV變電站、廠礦站一般地處偏遠(yuǎn)山區(qū)，面向的是中、小型城鎮(zhèn)或農(nóng)村地區(qū)，因其規(guī)模比常見的變電站小，留守人員較少，變電站內(nèi)設(shè)備操作和監(jiān)控調(diào)度都要靠巡檢人員進(jìn)行處理，同時(shí)位置偏遠(yuǎn)，維護(hù)成本相對(duì)較高，經(jīng)濟(jì)效益低下。為進(jìn)一步加強(qiáng)倒閘操作的效率，保障供電安全可靠，提高運(yùn)行效率，一般采用獨(dú)立的小型綜合防誤系統(tǒng)進(jìn)行倒閘操作管理，在一定程度上減少了誤操作事故的發(fā)生，保障了偏遠(yuǎn)地區(qū)的安全供電。然而，上述小型綜合防誤系統(tǒng)因現(xiàn)場(chǎng)布線或成本控制問題，沒有納入供電部門的統(tǒng)一管理范疇，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)倒閘操作權(quán)限不受控，存在隨意開票、監(jiān)控不到位的情況，已不能滿足現(xiàn)場(chǎng)倒閘操作的管控要求。

如何整合變電站現(xiàn)有資源，遠(yuǎn)程進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)倒閘操作的監(jiān)管和調(diào)度，保障偏遠(yuǎn)山區(qū)變電站、廠礦站供電安全及巡檢人員的人身安全，是供電企業(yè)急需解決的首要問題。

2 遠(yuǎn)程防誤管控方案

針對(duì)偏遠(yuǎn)的35 kV及以下終端站、廠礦站、開閉所布線組網(wǎng)困難的實(shí)際情況，結(jié)合當(dāng)前站運(yùn)行中的小型綜合防誤系統(tǒng)，提出一種基于二維碼授權(quán)的遠(yuǎn)程防誤管控系統(tǒng)方案，系統(tǒng)采用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及二維碼技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)變電站現(xiàn)場(chǎng)倒閘操作的授權(quán)管控及跟蹤。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

基于二維碼授權(quán)的遠(yuǎn)程防誤管控系統(tǒng)由Web數(shù)據(jù)服務(wù)主機(jī)、遠(yuǎn)程防誤操作終端、APP申請(qǐng)移動(dòng)終端、APP審核移動(dòng)終端、智能鑰匙、萬能鑰匙、閉鎖鎖具等組成，系統(tǒng)框圖如圖1所示。

系統(tǒng)依托現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商4G傳輸信號(hào)，完成系統(tǒng)內(nèi)各項(xiàng)信息的流轉(zhuǎn)，規(guī)避了現(xiàn)場(chǎng)布置無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的相關(guān)信息安全問題，并采用WebSocket全雙工通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)服務(wù)器到APP和Web端的遠(yuǎn)程消息推送，使服務(wù)器的數(shù)據(jù)變化、申請(qǐng)事件、審批事件等能夠?qū)崟r(shí)通知到移動(dòng)客戶端，APP審核可實(shí)現(xiàn)多人審核，同時(shí)二維碼采用加密技術(shù)，以保障交互數(shù)據(jù)信息的安全。同時(shí)，系統(tǒng)預(yù)留有網(wǎng)絡(luò)接口，可以擴(kuò)展為集控站的子站防誤系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集控中心與該系統(tǒng)信息的同步，與監(jiān)控系統(tǒng)通信實(shí)現(xiàn)信息的共享。

其中，Web數(shù)據(jù)服務(wù)主機(jī)通過Web網(wǎng)頁方式進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的維護(hù)及服務(wù)管理，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括設(shè)備臺(tái)賬信息、用戶相關(guān)信息，跟蹤現(xiàn)場(chǎng)非法上工報(bào)警信息和移動(dòng)終端申請(qǐng)、授權(quán)及回傳的數(shù)據(jù)信息，以及申請(qǐng)記錄、操作記錄數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、查詢與事后追溯。

遠(yuǎn)程防誤操作終端主要用于開列操作票、傳送操作票至智能鑰匙、回傳智能鑰匙操作信息和數(shù)據(jù)維護(hù)工作，生成相應(yīng)的二維碼信息以及管控萬能鑰匙，初始化智能鑰匙及給智能鑰匙充電。

APP申請(qǐng)移動(dòng)終端主要用于掃描二維碼、申請(qǐng)授權(quán)、查看授權(quán)信息和回傳操作票信息，只有所有審核人全部通過，才表示申請(qǐng)授權(quán)成功，接收到授權(quán)碼。

APP審核移動(dòng)終端主要用于審核授權(quán)，查看申請(qǐng)、授權(quán)信息及操作記錄信息，給出不授權(quán)理由等。

智能鑰匙用于接收遠(yuǎn)程防誤操作終端下發(fā)的已成功授權(quán)的操作票信息，現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行解鎖操作后，再向遠(yuǎn)程防誤操作終端回傳操作記錄信息。

萬能鑰匙被鎖存在遠(yuǎn)程防誤操作終端的鑰匙存放倉中，授權(quán)后才能取出進(jìn)行緊急解鎖操作。

閉鎖鎖具主要用于閉鎖現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。

2.2 操作票管控原理

首先，通過Web網(wǎng)頁登錄系統(tǒng)進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)及相關(guān)系統(tǒng)配置，導(dǎo)出站點(diǎn)設(shè)備信息。

登錄遠(yuǎn)程防誤操作終端并導(dǎo)入上述站點(diǎn)設(shè)備信息，再選擇權(quán)限內(nèi)的待操作設(shè)備開列操作票，生成操作票二維碼信息。

隨后，APP申請(qǐng)移動(dòng)終端掃描遠(yuǎn)程防誤操作終端的操作票二維碼信息，向Web數(shù)據(jù)服務(wù)主機(jī)發(fā)送操作票信息與提出授權(quán)申請(qǐng)，并等待授權(quán)信息；APP審核移動(dòng)終端接收到待審核操作票信息，審核申請(qǐng)通過后，生成授權(quán)并向Web數(shù)據(jù)服務(wù)主機(jī)發(fā)送授權(quán)信息，如不授權(quán)，寫明不授權(quán)理由并向Web數(shù)據(jù)服務(wù)主機(jī)發(fā)送不授權(quán)信息；APP申請(qǐng)移動(dòng)終端接收到推送的授權(quán)信息，將授權(quán)信息輸入遠(yuǎn)程防誤操作終端，如授權(quán)成功，此時(shí)操作票可下載至智能鑰匙，否則，操作票無法下載，如向多個(gè)審核人提出申請(qǐng)，則需要全部審核人通過后才表示授權(quán)成功并生成授權(quán)信息；智能鑰匙放置于遠(yuǎn)程防誤操作終端的充電適配座中，接收來自遠(yuǎn)程防誤操作終端下發(fā)的操作票，并能正常顯示操作票信息。

最后，操作人員攜帶已下發(fā)操作票的智能鑰匙到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行相應(yīng)的解鎖操作，智能鑰匙僅可解鎖操作票中的設(shè)備鎖具，象解鎖操作票外設(shè)備，則給出相應(yīng)的聲光告警提示，有效地防止誤操作的發(fā)生；現(xiàn)場(chǎng)解鎖操作完成后，將智能鑰匙置于遠(yuǎn)程防誤操作終端的充電適配座并保持開機(jī)狀態(tài)，自動(dòng)回傳操作記錄信息至遠(yuǎn)程防誤操作終端，并生成回傳操作記錄二維碼信息，此時(shí)，APP申請(qǐng)移動(dòng)終端掃描已回傳成功的操作票二維碼信息，向Web數(shù)據(jù)服務(wù)主機(jī)發(fā)送操作記錄信息，APP審核移動(dòng)終端即可查看已授權(quán)的操作票操作記錄信息。

萬能鑰匙的申請(qǐng)及授權(quán)管控原理與上述操作票申請(qǐng)及授權(quán)管控原理相似。

具體的系統(tǒng)操作票管控流程如圖2所示。

3 應(yīng)用及前景

據(jù)工業(yè)和信息化部公布，目前4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋率已達(dá)到95 %，預(yù)計(jì)2020年前4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋率將達(dá)到98 %，同時(shí)，隨著各類智能手機(jī)、平板電腦等手持移動(dòng)終端的普及，以及國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，二維碼應(yīng)用不再受到時(shí)空和硬件設(shè)備的局限，移動(dòng)、便攜、智能的少人或者無人值守管理模式越來越受到關(guān)注，尤其是偏遠(yuǎn)、交通不便、建設(shè)與運(yùn)行維護(hù)成本高的廠礦站。

基于二維碼授權(quán)的遠(yuǎn)程防誤管控系統(tǒng)，依托現(xiàn)有的高覆蓋的移動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)，省卻了重新部署穩(wěn)定可靠網(wǎng)絡(luò)的成本，通過APP移動(dòng)終端掃碼方式申請(qǐng)、授權(quán)、跟蹤現(xiàn)場(chǎng)倒閘操作，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)跟蹤與監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)倒閘操作，有效地防止現(xiàn)場(chǎng)隨意授權(quán)開票、監(jiān)控不力導(dǎo)致誤操作事故的發(fā)生，提升了供電企業(yè)的管理水平，保障了供電及人身安全。

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