基于HPLC的用電信息采集遠(yuǎn)程運(yùn)維管理系統(tǒng)

黃吉濤 那辰星 魏本海 鄭光耀 王春

（1.國(guó)網(wǎng)寧夏電力有限公司 寧夏回族自治區(qū)銀川市 750001 2.深圳市國(guó)電科技通信有限公司 廣東省深圳市 518019）

現(xiàn)有用電信息采集系統(tǒng)由主站平臺(tái)、遠(yuǎn)程通信信道、終端（ 采集終端、 計(jì)量終端）、HPLC（High-speed Power Line Communication,HPLC）通信模塊等多個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成。當(dāng)用電信息采集系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，無(wú)法快速定位設(shè)備故障、通信信道故障還是業(yè)務(wù)功能故障。傳統(tǒng)的做法是通知各環(huán)節(jié)的設(shè)備廠商前往現(xiàn)場(chǎng)，運(yùn)維人員在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)外接設(shè)備（電腦/平板/手機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試工具APP、抄控器）針對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，梳理問(wèn)題點(diǎn)，定位分析故障。耗費(fèi)巨大的人力、物力，最終還會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題定位模糊，解決不及時(shí)的現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)備調(diào)試及運(yùn)維效率較低、成本高，運(yùn)維比較被動(dòng)，常常引起客戶投訴。因此，用電信息采集系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程運(yùn)維變得尤為重要。

為解決上述問(wèn)題，本文從實(shí)際需求出發(fā)，從供電公司角度、設(shè)備廠商角度及電力居民用戶角度分析對(duì)遠(yuǎn)程運(yùn)維的迫切需求，收集現(xiàn)有用電信息采集系統(tǒng)中常見故障問(wèn)題及定位分析方法，基于HPLC 通信技術(shù)，設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程運(yùn)維管理系統(tǒng)及運(yùn)維管理流程，最后基于此遠(yuǎn)程運(yùn)維管理系統(tǒng)開展功能應(yīng)用。

1 遠(yuǎn)程運(yùn)維管理需求

為滿足電力用戶的迫切需求，在我國(guó)電網(wǎng)中，微功率無(wú)線通信技術(shù)、電力線載波通信技術(shù)逐步被應(yīng)用于用電信息采集系統(tǒng)，用電信息采集系統(tǒng)從人工抄表、人工購(gòu)電、插卡購(gòu)電的“舊氣象”跨越式地發(fā)展為遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表、遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)、遠(yuǎn)程拉合閘控制、停電事件主動(dòng)上報(bào)、電能質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的“新時(shí)代”。不僅大大節(jié)約了人力、物力，而且提高了抄表的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性，同時(shí)，明顯改善電力用戶用電服務(wù)體驗(yàn)，大幅提升電網(wǎng)運(yùn)行效率。

但相應(yīng)的問(wèn)題也隨之而來(lái)，用電信息采集系統(tǒng)中的主站平臺(tái)、采集終端設(shè)備以及HPLC 通信模塊的維護(hù)檢修和運(yùn)維制度成為公共及行業(yè)內(nèi)所關(guān)注的熱點(diǎn)，同時(shí)，報(bào)修、維護(hù)和檢修等一系列難題也正在困擾用電信息采集市場(chǎng)的發(fā)展，智能物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

1.1 電力公司需求

1.1.1 缺乏對(duì)終端設(shè)備狀態(tài)的遠(yuǎn)程追蹤，產(chǎn)品質(zhì)量管控難

電力公司基于現(xiàn)有系統(tǒng)無(wú)法對(duì)已安裝到現(xiàn)場(chǎng)的終端設(shè)備、通信模塊及通信芯片方案進(jìn)行全壽命質(zhì)量跟蹤管理、統(tǒng)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障率信息，及時(shí)響應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)故障維修。

1.1.2 現(xiàn)有供應(yīng)商的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系不夠客觀

基于目前的用電信息采集系統(tǒng)運(yùn)維管理辦法，終端設(shè)備廠商、通信模塊廠商、通信芯片方案廠商較多且關(guān)系復(fù)雜，供應(yīng)商產(chǎn)品質(zhì)量及運(yùn)維服務(wù)的評(píng)價(jià)依靠人力難以維持，工作量過(guò)大時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量和運(yùn)維搶修人員的工作量無(wú)法量化考核，造成評(píng)價(jià)指標(biāo)不夠客觀。

1.2 設(shè)備供應(yīng)商需求

1.2.1 缺少主動(dòng)故障診斷手段，應(yīng)對(duì)報(bào)修和投訴壓力大

當(dāng)前用采設(shè)備廠商售后服務(wù)采取被動(dòng)式“報(bào)修-應(yīng)答”模式，存在響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、電網(wǎng)公司用戶體驗(yàn)差、投訴壓力大等問(wèn)題。供應(yīng)商受限無(wú)法及時(shí)獲知故障臨界狀態(tài)下的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，難以快速、精準(zhǔn)鎖定故障源頭，現(xiàn)場(chǎng)故障排查時(shí)間長(zhǎng)，由于物業(yè)管控或居民用戶不在家等原因，需多次前往現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行故障定位或維護(hù)，造成供應(yīng)商售后服務(wù)人力成本增加。同時(shí)，供應(yīng)商無(wú)法主動(dòng)診斷故障設(shè)備，現(xiàn)有掌握的數(shù)據(jù)難以突破被動(dòng)式售后模式，造成供應(yīng)商售后服務(wù)糾紛增多。

圖1：遠(yuǎn)程運(yùn)維管理系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)圖

圖2：主動(dòng)上報(bào)方法流程

1.2.2 時(shí)間成本、人力成本投資大

圖3：主動(dòng)查詢方法流程

基于目前的用電信息采集系統(tǒng)運(yùn)維管理辦法，故障處理效率普遍偏低，時(shí)間成本、人力成本較高，一線的運(yùn)維搶修人員很難及時(shí)在第一時(shí)間獲得故障通知。其次，隨意派遣現(xiàn)場(chǎng)搶修人員前往故障地點(diǎn)，可能會(huì)造成時(shí)間耽擱及人力資源浪費(fèi)。最后，設(shè)備和業(yè)務(wù)系統(tǒng)日常巡檢依靠人力難以維持，工作量過(guò)大時(shí)，可能會(huì)造成運(yùn)維“死角”。這樣難免造成運(yùn)維人員工作熱情與積極性降低，從而降低運(yùn)維效率與質(zhì)量。

1.3 電力居民用戶需求

當(dāng)前用電信息采集設(shè)備主要是部署在居民用戶家里或居民樓道內(nèi)，本地運(yùn)維服務(wù)時(shí)，由于前期未及時(shí)定位故障原因或設(shè)備廠商，導(dǎo)致多次前往故障點(diǎn)進(jìn)行設(shè)備維護(hù)，難免會(huì)影響居民用戶的正常出行或休息，給居民用戶生活帶來(lái)不便。遠(yuǎn)程運(yùn)維管理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)終端設(shè)備的遠(yuǎn)程故障定位及分析，并通過(guò)遠(yuǎn)程方式進(jìn)行升級(jí)或參數(shù)配置，以實(shí)現(xiàn)居民無(wú)感的目的。

2 遠(yuǎn)程運(yùn)維管理系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

2.1 總體目標(biāo)

遠(yuǎn)程運(yùn)維管理系統(tǒng)通過(guò)掌握電力公司、設(shè)備供應(yīng)商、電力居民用戶的需求與技術(shù)分析，提出了涵蓋設(shè)備自檢功能、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)通信狀態(tài)、運(yùn)維信息及網(wǎng)絡(luò)維護(hù)功能模塊的遠(yuǎn)程運(yùn)維解決方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)終端設(shè)備、通信信道及業(yè)務(wù)功能的故障定位及精準(zhǔn)分析，指導(dǎo)一線運(yùn)維人員有針對(duì)性地開展運(yùn)維服務(wù)工作，提升用戶滿意度。

2.2 總體方案

遠(yuǎn)程運(yùn)維管理系統(tǒng)包括了從主站平臺(tái)側(cè)到現(xiàn)場(chǎng)終端側(cè)的硬件架構(gòu)及軟件架構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容。主站平臺(tái)包括了數(shù)據(jù)的采集、運(yùn)行狀態(tài)及通信狀態(tài)的查詢、運(yùn)維信息及網(wǎng)絡(luò)維護(hù)等功能模塊的開發(fā)?，F(xiàn)場(chǎng)終端側(cè)包括了采集終端、計(jì)量終端、HPLC 通信模塊等設(shè)備的部署以及相應(yīng)功能的開發(fā)。

2.3 軟件架構(gòu)

遠(yuǎn)程運(yùn)維管理系統(tǒng)采用分層式設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)可分為應(yīng)用層、業(yè)務(wù)層、數(shù)據(jù)層、支持層和物理層五部分。應(yīng)用層為遠(yuǎn)程運(yùn)維管理系統(tǒng)提供應(yīng)用服務(wù)（包括終端設(shè)備故障、通信信道故障及業(yè)務(wù)功能故障定位）給電力公司；業(yè)務(wù)層為設(shè)備自檢功能故障分析、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)故障分析、網(wǎng)絡(luò)通信狀態(tài)故障分析、運(yùn)維信息及網(wǎng)絡(luò)維護(hù)任務(wù)；數(shù)據(jù)層包括設(shè)備自檢異常信息數(shù)據(jù)庫(kù)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)通信運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)等，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理；支持層涵蓋數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、操作系統(tǒng)等；物理層提供采集終端設(shè)備、HPLC通信模塊的運(yùn)行數(shù)據(jù)采集、運(yùn)維信息存儲(chǔ)等功能，包括計(jì)算機(jī)、采集終端、計(jì)量終端及通信模塊，如圖1所示。

2.4 關(guān)鍵技術(shù)

2.4.1 主動(dòng)上報(bào)方法

主動(dòng)上報(bào)是一種非常普遍的用戶需求，它要求終端設(shè)備在某些特定事件發(fā)生的情況下，能夠?qū)⑾嚓P(guān)信息主動(dòng)推送至用戶，而不是等待用戶定期監(jiān)控或?qū)崟r(shí)監(jiān)控，大大提高了系統(tǒng)對(duì)這些事件的反應(yīng)速度，降低了系統(tǒng)的資源浪費(fèi)。在遠(yuǎn)程運(yùn)維管理系統(tǒng)中，終端設(shè)備具備自檢功能，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)自身的異常狀態(tài)，當(dāng)終端設(shè)備產(chǎn)生異?；驑I(yè)務(wù)功能出現(xiàn)異常時(shí)，利用HPLC 載波通信信道上報(bào)異常事件告知。主動(dòng)上報(bào)方法流程如圖2所示。

2.4.2 主動(dòng)查詢方法

主動(dòng)查詢方法是自上而下的一種故障排查方式，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)遠(yuǎn)程運(yùn)維管理系統(tǒng)查詢現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。根據(jù)終端設(shè)備及HPLC 通信模塊的運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位及分析。主動(dòng)查詢方法流程圖如圖3所示。

2.4.3 運(yùn)維管理方法

運(yùn)維管理方法是設(shè)備供應(yīng)商根據(jù)已定位的故障點(diǎn)，通過(guò)遠(yuǎn)程運(yùn)維管理系統(tǒng)對(duì)本地采集終端及HPLC 通信模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)，包括設(shè)備升級(jí)、參數(shù)修改及啟動(dòng)日志記錄等操作。

3 結(jié)語(yǔ)

基于HPLC的用電信息采集遠(yuǎn)程運(yùn)維管理系統(tǒng)，以現(xiàn)有用電信息采集系統(tǒng)為基礎(chǔ)，采用HPLC 通信技術(shù)作為本地通信信道，實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)終端、通信信道及業(yè)務(wù)功能故障的遠(yuǎn)程定位及維護(hù)，大大提高了HPLC 通信模塊的運(yùn)維水平，解決了傳統(tǒng)投入人力成本大，運(yùn)維效率低，引發(fā)客戶投訴多的問(wèn)題。另一方面，基于HPLC的用電信息采集遠(yuǎn)程運(yùn)維管理系統(tǒng)的建立，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備供應(yīng)商的問(wèn)題處理能力也可以達(dá)到有效地管控，可極大的提升工作效率。