基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的配電搶修工具研究

陳光 朱彥卿 董徐鑫

傳統(tǒng)配電搶修公工作存在記錄不清晰響應(yīng)不徹底，對(duì)于傳統(tǒng)搶修工作的記錄工作更是利用紙筆，或者是內(nèi)部郵件系統(tǒng)等，這對(duì)公司青年員工的培養(yǎng)提出了極大的考驗(yàn)。隨著國網(wǎng)公司創(chuàng)造性地提出建設(shè)“三型兩網(wǎng)”世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的戰(zhàn)略目標(biāo)，電力物聯(lián)網(wǎng)的概念也應(yīng)運(yùn)而生，本文從感知層、傳輸層、應(yīng)用層三個(gè)層面構(gòu)建配電搶修工具的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，做到信息傳輸無壁壘，從而提高人員素質(zhì)縮短搶修時(shí)間，提升一線班組運(yùn)行效率。

0 引言

隨著國網(wǎng)公司創(chuàng)造性地提出建設(shè)“三型兩網(wǎng)”世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的戰(zhàn)略目標(biāo)，電力物聯(lián)網(wǎng)的概念也應(yīng)運(yùn)而生，物聯(lián)網(wǎng)直觀上是一類連接物品的互聯(lián)網(wǎng)，是下一代網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必然產(chǎn)物[1]。由于目前國內(nèi)外對(duì)物聯(lián)網(wǎng)研究尚未深入，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界都沒有完全認(rèn)識(shí)物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)在本質(zhì)，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的復(fù)雜性缺乏認(rèn)識(shí)。目前國內(nèi)外已經(jīng)研究和開發(fā)了一些物品或物理裝置的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使得部分研究人員僅僅從專用的物品或物理裝置聯(lián)網(wǎng)的角度片面理解物聯(lián)網(wǎng)，在一定程度上形成了物聯(lián)網(wǎng)認(rèn)識(shí)的誤區(qū)，一個(gè)是認(rèn)為所有的網(wǎng)絡(luò)和信息化都是物聯(lián)技術(shù)，其次是認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)僅僅是信息技術(shù)的合集。

本文在研究物聯(lián)網(wǎng)的感知層、傳輸層、應(yīng)用層，三個(gè)層面入手，從具體的案例出發(fā)，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行實(shí)踐，通過一個(gè)案例去深入了解物聯(lián)系統(tǒng)的構(gòu)成，深刻了解物聯(lián)網(wǎng)的同時(shí)，也可以提高班組運(yùn)行效率。

1 物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成

物聯(lián)網(wǎng)（IOT，The Internet of Things）是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，把物品主動(dòng)連接到網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行信息和通信的一種方式，從結(jié)構(gòu)上可以分為感知層、傳輸層、應(yīng)用層三個(gè)層面。

物聯(lián)網(wǎng)的感知層由傳感器和檢測裝置構(gòu)成，主要對(duì)被測信息進(jìn)行感知，同時(shí)根據(jù)相應(yīng)的規(guī)律變換成不同的形式，最終進(jìn)行信息輸出，感知層主要是針對(duì)各種信息和參量進(jìn)行信息采集和加工處理。從采用的感知技術(shù)層面，又可以分為RFID技術(shù)、二維碼技術(shù)、NFC技術(shù)、ZigBee技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)等等，有集成的設(shè)備或者單獨(dú)的設(shè)備不同種類的分類，根據(jù)不同的應(yīng)用場景進(jìn)行不同種類的選擇方式。

傳輸層是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵層次之一，主要負(fù)責(zé)向兩個(gè)主機(jī)中進(jìn)程之間的通信提供服務(wù)，主要為了將感知層感知到的數(shù)據(jù)采用合適的方式實(shí)時(shí)傳輸?shù)皆贫嘶蚪邮茉O(shè)備上，為后期應(yīng)用層面做準(zhǔn)備。傳輸層在終端用戶之間提供透明的數(shù)據(jù)傳輸，向上層提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

在數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫朔?wù)器或接收端設(shè)備之后，便可對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和應(yīng)用，根據(jù)不同的需求，開發(fā)不同的應(yīng)用平臺(tái)進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)踐，達(dá)到所需要的效果

2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的配電搶修工具研究

傳統(tǒng)配電搶修工作中，主要流程如圖2所示，從接到通知到達(dá)現(xiàn)場、故障勘察、故障隔離、現(xiàn)場搶修直到恢復(fù)送電?，F(xiàn)階段每一步操作步驟中均采用電話或口頭回應(yīng)，在信息傳輸過程中可能存在延遲，從而影響搶修時(shí)間。其次，在青年員工培養(yǎng)的過程中，青年員工無法直接學(xué)習(xí)搶修過程的材料，導(dǎo)致業(yè)務(wù)不熟練。

根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)特性，將傳統(tǒng)的“安靜”的配電搶修工具連接到網(wǎng)絡(luò)中，從物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)層面研究屬于配電搶修一線實(shí)際的設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的傳輸。

感知層中將傳統(tǒng)配電搶修工器具（接地線、令克棒、絕緣手套、絕緣靴等）貼上電子標(biāo)簽，臺(tái)賬電子化錄入信息，按照日常工作需要分類，賦予每個(gè)工器具“物聯(lián)”ID。分別在每個(gè)工具ID上分為靜態(tài)數(shù)據(jù)（如名稱、使用時(shí)間、電試時(shí)間等）和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)（地理位置信息、溫度、濕度等）兩部分內(nèi)容。

傳輸層為了將工器具所帶有的電子動(dòng)態(tài)及靜態(tài)數(shù)據(jù)有效實(shí)時(shí)傳輸，采用適當(dāng)?shù)膫鬏敿夹g(shù)，將設(shè)備的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)皆贫嘶蚪邮茉O(shè)備上，為后期應(yīng)用層面做準(zhǔn)備。

在數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫朔?wù)器或接收端設(shè)備之后，開始對(duì)工器具進(jìn)行管理，本項(xiàng)目根據(jù)班組實(shí)際情況從日常工作、臺(tái)賬管理、教育教學(xué)三個(gè)方面進(jìn)行應(yīng)用，后期該功能隨著技術(shù)的發(fā)展和普及可能會(huì)有其他的功能可以開發(fā)。

建立多維事故搶修數(shù)據(jù)庫，從“看、聽、試”全方位培養(yǎng)青年員工配電搶修能力?，F(xiàn)階段應(yīng)急搶修作業(yè)，事故分析過程不詳細(xì)，記錄較為單一，作業(yè)方法記錄不具體，搶修結(jié)束后對(duì)搶修過程中出現(xiàn)的問題總結(jié)得不夠清楚。不同于日常的登桿操作，如拉合桿刀、掛拆接地線等，可以在培訓(xùn)基地不停地訓(xùn)練以至合格可上崗，配電搶修作業(yè)更多的是經(jīng)驗(yàn)的累積，新晉員工沒法在繁忙的工作中“復(fù)制”配電搶修作業(yè)，缺乏現(xiàn)場練習(xí)的途徑，沒法在傳統(tǒng)培訓(xùn)中進(jìn)行“實(shí)操”培訓(xùn)，班組人員的“搶修經(jīng)驗(yàn)值”差別較大，同類型的故障以及同一班組對(duì)不同的故障的處理時(shí)間會(huì)參差不齊。而通過積累配電搶修的視頻、音頻、圖片等素材，形成配電搶修數(shù)據(jù)庫，沒有經(jīng)歷過類似搶修的員工可以通過“看、聽、試”的方式對(duì)配網(wǎng)搶修作業(yè)有多維度的體驗(yàn)，有助于每次搶修作業(yè)之后的總結(jié)和學(xué)習(xí)，并把培訓(xùn)期間的薄弱環(huán)節(jié)強(qiáng)化，從而在長期提高班組人員各方面能力，提高配電搶修作業(yè)效率，縮短配電搶修時(shí)間。

3 應(yīng)用案例

在感知層方面主要是采用二維碼和NFC作為本次研究的重點(diǎn)，通過其存儲(chǔ)信息的方式，結(jié)合搶修流程和特點(diǎn)選取傳輸網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用方式。

3.1 掃碼觸碰一鍵查詢

采用uniquID設(shè)計(jì)保證每個(gè)設(shè)備有專屬二維碼，保證特定軟件進(jìn)行掃描才可顯示，對(duì)設(shè)備二維碼形成獨(dú)立的數(shù)據(jù)管理“位置”，保證錄入設(shè)備數(shù)據(jù)信息管理的方便穩(wěn)定，以及后期管理數(shù)據(jù)的方便。

同時(shí)采用NFC技術(shù)，將傳統(tǒng)紙質(zhì)版本的使用說明書鏈接到多媒體影像中，使新工具的教學(xué)使用更加豐富多元。

3.2 搶修實(shí)時(shí)記錄并傳至云端

通過二維碼記錄搶修的時(shí)事情況并采用特定的模板，可以詳細(xì)記錄現(xiàn)場發(fā)生情況，統(tǒng)計(jì)異常情況，對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行錄音，拍攝視頻，方便后續(xù)人員的查看。同時(shí)對(duì)于人員的權(quán)限進(jìn)行管理，班組成員可以實(shí)時(shí)查看搶修歷史記錄、其他人員只可錄入無法查看歷史記錄，保證其安全性。

3.3 搶修結(jié)果的復(fù)盤

針對(duì)特定的搶修結(jié)果，進(jìn)行學(xué)習(xí)，讓青年員工不僅更清楚搶修的流程，搶修注意事項(xiàng)，更加可以從電網(wǎng)整體架構(gòu)上了解搶修發(fā)生情況，通過一次搶修學(xué)習(xí)一條線路，做到從網(wǎng)架上清楚，從操作上熟悉。

在采用搶修輔助工具之后，在分別在搶修過程的各個(gè)環(huán)節(jié)有效節(jié)省了時(shí)間，如下表所示，從短期和長期綜合考慮可節(jié)約40分鐘左右的搶修時(shí)間。

4 結(jié)論

本文通過具體的案例出發(fā)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行了實(shí)踐，通過配電搶修這個(gè)具體的應(yīng)用場景選擇了適用于物聯(lián)網(wǎng)搭建的各種芯片和傳輸方式，同時(shí)建立配電搶修數(shù)據(jù)庫，提升班組運(yùn)行效率，提高人員素質(zhì)水平。在日后的研究中，針對(duì)數(shù)據(jù)傳輸過程的加密問題進(jìn)行相應(yīng)的研究和探索，保證信息流通的通暢性。

參考文獻(xiàn)

[1]潘錦良，孫彬華，肖禧超.基于物聯(lián)網(wǎng)的配電網(wǎng)多故障搶修資源調(diào)度策略[J].中國新通信（16）.