電力系統(tǒng)通信調(diào)度值班自動化技術(shù)研究

邢文韜，王曉勇，趙衍恒

（1.山東協(xié)和學(xué)院，山東 濟南 250109；2.國網(wǎng)山東省電力公司，山東 濟南 250001；3.國家電網(wǎng)有限公司技術(shù)學(xué)院分公司，山東 濟南 250002）

0 引言

電力系統(tǒng)通信網(wǎng)的安全可靠直接影響電網(wǎng)安全，通信調(diào)度作為通信網(wǎng)的核心指揮樞紐尤為關(guān)鍵。通信調(diào)度涉及多個業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，包括通信管理系統(tǒng)（Transmission Management System，簡稱TMS）、電量報表系統(tǒng)、調(diào)度信息管理系統(tǒng)（Management Information System，簡稱MIS）和調(diào)度報表系統(tǒng)。如果全依托人工進行操作，步驟繁瑣，容錯率低。

國內(nèi)外通信調(diào)度指揮工作的值班日志記錄缺乏相應(yīng)的使用后臺進行多系統(tǒng)交互的軟件。調(diào)度電話作為通信調(diào)度員與現(xiàn)場人員的日常交流工具，其使用量大，使用率高。云坐席相對模擬電話具備來電排隊、一鍵撥出、快速靈活組會、多個來電任意接聽等功能，特別適合調(diào)度電話的應(yīng)用場景。本文研究開發(fā)了一款能在多系統(tǒng)內(nèi)進行聯(lián)動并同步的自動化日志記錄平臺及智能調(diào)度臺，可減少人工操作環(huán)節(jié)，有利于提高值班人員工作效率。

1 通信調(diào)度值班存在的問題

1.1 通信調(diào)度值班日志記錄現(xiàn)存問題

調(diào)度值班日志及交接班記錄作為當(dāng)班運行、檢修、缺陷、故障情況及工作內(nèi)容、系統(tǒng)變動情況等的真實反映，是調(diào)度值班工作的重要環(huán)節(jié)。通信調(diào)度值班日志及交接班記錄由當(dāng)班主值負(fù)責(zé)填寫，嚴(yán)禁出現(xiàn)任何紕漏。當(dāng)前電力系統(tǒng)通信調(diào)度過程中，以TMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)［1］，檢修工作通過該系統(tǒng)檢修工單進行，故障及缺陷錄入該系統(tǒng)生成缺陷工單。通信調(diào)度過程中需要采集多個生產(chǎn)管理系統(tǒng)如電量報表系統(tǒng)、調(diào)度MIS系統(tǒng)、調(diào)度報表系統(tǒng)等的數(shù)據(jù)。整理每天值班日志過程中，調(diào)度值班人員需要重新錄入、核對相關(guān)信息，工作十分繁瑣。因此，為了提高電力系統(tǒng)通信調(diào)度智能指揮的實時性和準(zhǔn)確率，降低調(diào)度值班人員的負(fù)擔(dān)，實現(xiàn)電網(wǎng)運行操作安全和效率的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，亟需對值班日志、交接班記錄與檢修工單、缺陷工單的數(shù)據(jù)交互進行研究［2］。

1.2 通信調(diào)度電話系統(tǒng)現(xiàn)存問題

調(diào)度電話作為通信調(diào)度與現(xiàn)場聯(lián)系協(xié)調(diào)、調(diào)度指揮、缺陷排查、故障處理最頻繁的溝通渠道，其重要意義無可比擬。據(jù)統(tǒng)計，當(dāng)日常檢修10 h左右時，調(diào)度電話使用次數(shù)為90次/天；當(dāng)日常檢修達到20 h左右時，調(diào)度電話使用次數(shù)高達200次/天。按照平均每次通話90 s計算，每日通話時長5 h以上，其繁忙程度可見一斑。目前通信調(diào)度電話為模擬電話，多個電話進入仍為占線形式，播出號碼為數(shù)字撥出或通訊錄查找，需多人溝通時還會在中間擔(dān)任“傳話員”的角色?；谝陨闲枨?，調(diào)度電話亟需實現(xiàn)來電排隊、一鍵撥出、快速靈活組會、多個來電任意接聽等功能。

2 通信調(diào)度值班日志的研究

2.1 平臺數(shù)據(jù)交互分析

根據(jù)電力二次系統(tǒng)的特點，電力系統(tǒng)分為2個大區(qū)和4個安全區(qū)。2個大區(qū)分別為生產(chǎn)控制大區(qū)和管理信息大區(qū)。生產(chǎn)控制大區(qū)分為安全區(qū)Ⅰ（控制區(qū)）和安全區(qū)Ⅱ（非控制區(qū)）；信息管理大區(qū)分為安全區(qū)Ⅲ（生產(chǎn)管理區(qū)）和安全區(qū)Ⅳ（管理信息區(qū)）［3］，共4個安全區(qū)。安全區(qū)Ⅰ典型系統(tǒng)包括調(diào)度自動化系統(tǒng)、變電站自動化系統(tǒng)、繼電保護、安全自動控制系統(tǒng)等。安全區(qū)Ⅱ典型系統(tǒng)包括水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)、電能量計量系統(tǒng)、繼電保護及故障錄波信息管理系統(tǒng)等。安全區(qū)Ⅲ典型系統(tǒng)包括調(diào)度生產(chǎn)管理系統(tǒng)、統(tǒng)計報表系統(tǒng)等。安全區(qū)Ⅳ典型系統(tǒng)包括辦公自動化系統(tǒng)（OA）、客戶服務(wù)系統(tǒng)等。TMS系統(tǒng)所在區(qū)域?qū)侔踩珔^(qū)Ⅲ，微應(yīng)用系統(tǒng)所在區(qū)域也屬安全區(qū)Ⅲ。理論上，微應(yīng)用系統(tǒng)可以直接與TMS系統(tǒng)進行信息互傳，但由于中間存在物理隔離，微應(yīng)用系統(tǒng)無法直接從TMS系統(tǒng)上讀取信息［4］。

2.2 數(shù)據(jù)交互的實現(xiàn)

2.2.1 調(diào)度數(shù)據(jù)整合的技術(shù)架構(gòu)

微應(yīng)用智能值班平臺中應(yīng)用的各種數(shù)據(jù)來自TMS系統(tǒng)的第二種工作票、檢修工單和缺陷工單等部分，由于工單數(shù)據(jù)來源于TMIS（Telecommunication Management Information System，簡稱TMIS）系統(tǒng)及TMS系統(tǒng)不同的模塊，存在異構(gòu)數(shù)據(jù)，需要對數(shù)據(jù)進行整合處理［5］。

1）數(shù)據(jù)對象注冊。微應(yīng)用平臺抽取TMS、TMIS的數(shù)據(jù)之后，進行數(shù)據(jù)對象注冊，向數(shù)據(jù)對象注冊機申請數(shù)據(jù)對象ID和命名注冊，對疑似重復(fù)數(shù)據(jù)進行識別和匹配，避免出現(xiàn)重復(fù)注冊的情況，已完成注冊的數(shù)據(jù)對象保存于注冊對象列表中。

2）模型整合。完成數(shù)據(jù)對象注冊之后，調(diào)度平臺抽取TMS、TMIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型，通過主數(shù)據(jù)列表和匹配列表將TMS、TMIS原有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型進行清洗，將原有的ID和NAME轉(zhuǎn)換為全局注冊ID和NAME［6］，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)對象的識別ID編號。完成ID編碼轉(zhuǎn)換之后，如果存在異構(gòu)數(shù)據(jù)模型還應(yīng)進行同構(gòu)化數(shù)據(jù)處理，去除多余的字段，完成數(shù)據(jù)模型拼接，形成電力系統(tǒng)通信調(diào)度智能指揮平臺的完整全景數(shù)據(jù)模型，將其加載在數(shù)據(jù)中心供調(diào)度平臺調(diào)用。

2.2.2 基于服務(wù)總線的調(diào)度平臺數(shù)據(jù)交互

微應(yīng)用平臺的數(shù)據(jù)交互主要是與TMS、TMIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互，與TMS、TMIS系統(tǒng)通用數(shù)據(jù)交互訪問服務(wù)通過ESB企業(yè)服務(wù)總線實現(xiàn)［7］。

1）微應(yīng)用平臺與TMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互。微應(yīng)用平臺與TMS、TMIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互通過ESB服務(wù)總線實現(xiàn)。根據(jù) SOA（Service-Oriented Architecture，簡稱SOA）思想和ESB架構(gòu)，在TMS、TMIS業(yè)務(wù)系統(tǒng)間設(shè)置適配器，將各個業(yè)務(wù)的接口統(tǒng)一轉(zhuǎn)成Web Service模式，通過統(tǒng)一的接口規(guī)范Web Service對外提供服務(wù)，業(yè)務(wù)系統(tǒng)間通過服務(wù)的請求實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互?；贓SB的數(shù)據(jù)交互模型如圖1所示。

圖1 基于ESB的數(shù)據(jù)交互模型

由圖1可見，ESB通信轉(zhuǎn)換層將業(yè)務(wù)系統(tǒng)功能封裝成對外的Web Service，同時將外部的Web Service請求轉(zhuǎn)換成業(yè)務(wù)系統(tǒng)自身的可識別數(shù)據(jù)交換請求，合理分配數(shù)據(jù)適配器，實現(xiàn)整個服務(wù)的粒度化操作，將這些功能封裝成可以供其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)調(diào)用的服務(wù)接口，將功能服務(wù)提交到UDDI（ESB處理層的注冊中心）。ESB信息處理層實現(xiàn)SOAP消息的封裝管理、消息處理和消息監(jiān)聽等功能。用戶通過用戶層根據(jù)自己的權(quán)限訪問服務(wù)內(nèi)容，提出數(shù)據(jù)交換請求。依據(jù)XSLT（XML格式轉(zhuǎn)換規(guī)則）將數(shù)據(jù)請求通過統(tǒng)一的XML文檔在系統(tǒng)間傳輸［8］。

2）關(guān)鍵詞抽取及整合模型如圖2所示。微應(yīng)用系統(tǒng)采用Wrapper完成文檔預(yù)處理，文檔檢索模塊根據(jù)界面腳本從TMS的檢修票、工作票、缺陷單中獲取內(nèi)容后，將信息進行編碼和轉(zhuǎn)換。信息塊抽取模塊進入XSLT中進行模式處理，在XSLT中采用XPath表達式進行關(guān)鍵詞比對，實現(xiàn)非必要信息的排除，完成后綴數(shù)組的標(biāo)簽轉(zhuǎn)換、搭建等功能。篩選器根據(jù)預(yù)定義的模式長度、首標(biāo)簽、覆蓋率等選擇標(biāo)準(zhǔn)，從預(yù)置模板中匹配最合理的字段進行表達，表達結(jié)果存儲到XML文件中。由于不同網(wǎng)管系統(tǒng)對同一個屬性可能會用不同的名稱進行描述，文字映射模塊將這些名稱用本體中已定義的名字替代，并根據(jù)標(biāo)題模板生成文檔標(biāo)題。采集到的信息分別由標(biāo)題生成模塊和內(nèi)容生成模塊合并處理，最終存儲到微應(yīng)用服務(wù)器中，待值班人員讀取［9］。

圖2 關(guān)鍵詞抽取及整合模型

3 智能調(diào)度臺的研究

通信調(diào)度電話目前使用模擬電話實現(xiàn)，僅有接聽電話、未接來電顯示及電話簿等功能?，F(xiàn)計劃使用IMS系統(tǒng)承載數(shù)字IP電話，配合觸控調(diào)度臺使用。IMS系統(tǒng)是IP多媒體子系統(tǒng)，是一種全新的多媒體業(yè)務(wù)形式，它能夠滿足現(xiàn)在的終端客戶更新穎、更多樣化的多媒體業(yè)務(wù)需求。IMS系統(tǒng)采用業(yè)務(wù)、控制、承載完全分離的水平架構(gòu)，對終端的要求不限于固定電話單一接入模式，同時具有接入無關(guān)等特性。一方面解決了軟交換技術(shù)還無法解決的問題，如用戶移動性支持、標(biāo)準(zhǔn)開放的業(yè)務(wù)接口、靈活I(lǐng)P多媒體業(yè)務(wù)提供等；另一方面，其接入無關(guān)性使得IMS成為固定和移動網(wǎng)絡(luò)融合演進的基礎(chǔ)［10］。

IMS還提供了與ISDN/PSTN傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)機制。因此，IMS提供服務(wù)的終端除了移動終端之外，還包括固定的電話終端、多媒體智能終端、PC機的軟終端等。

基于IMS系統(tǒng)，通信調(diào)度電話可以實現(xiàn)如下功能：

1）來電排隊。使用呼叫等待功能，當(dāng)占線過程中來電時，通信調(diào)度電話將進入保持狀態(tài)，顯示后續(xù)來電號碼，并可選擇繼續(xù)保持接聽或選擇新來電接聽。

2）一鍵撥出。采用觸控顯示調(diào)度臺，可將IMS服務(wù)器上的通訊錄及常用號碼、最近去電和來電、未接來電顯示在屏幕上，一觸即撥。

3）多個來電任意接聽。當(dāng)多個電話同時來電時，在觸控調(diào)度臺上顯示各個來電號碼，可以進行選擇性接聽，未選擇號碼進入保持狀態(tài)，若對方掛斷則進入未接來電組，接聽完其他電話后可進行回?fù)堋?/p>

4）快速靈活組會。若需多方進行會談商榷，可選擇會議模式，將需呼出號碼進行組會，同時呼出。

4 調(diào)度值班自動化平臺的應(yīng)用

某電力公司通信調(diào)度已投入使用調(diào)度值班自動化平臺，該平臺的實施提升了工作效率和管理效益。

1）提高通信調(diào)度操作效率。通信調(diào)度值班自動化系統(tǒng)值班操作日志采用一體化圖形界面，通過一個界面即可查看多個系統(tǒng)生成的檢修、缺陷、方式等工單的日志記錄?？梢酝ㄟ^篩選查看調(diào)度完成情況，在值班日志里詳細(xì)體現(xiàn)了當(dāng)日調(diào)度指揮的完整狀況，提升了工作效率，降低了人工成本。

2）完善調(diào)度電話功能?；贗MS系統(tǒng)的通信調(diào)度臺具備模擬電話沒有的功能。在日常工作中，當(dāng)多個來電、多組隊伍同時進行一項或多項工作時，提供了更好的應(yīng)用場景，給調(diào)度員的日常操作帶來了便捷并提升了通信調(diào)度工作的管理效益。

5 結(jié)語

電力系統(tǒng)通信調(diào)度值班自動化平臺能夠利用ESB服務(wù)技術(shù)智能識別檢修工單、工作票、缺陷工單等內(nèi)容，自動讀取關(guān)鍵信息生成值班日志，并根據(jù)上述內(nèi)容制定相應(yīng)的值班交接記錄，有效減少人工錄入?；贗MS系統(tǒng)構(gòu)建智能調(diào)度臺，實現(xiàn)快速靈活組會、一鍵撥出、來電排隊、任意接聽等功能，具有良好的應(yīng)用前景。