基于北斗定位的營配貫通應(yīng)用軟件

保先雷，于 超

（國網(wǎng)甘肅白銀供電公司，甘肅 白銀730900）

營配調(diào)貫通的核心是構(gòu)建一套完整、精準(zhǔn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)專業(yè)間數(shù)據(jù)信息貫通和共享，構(gòu)建起信息高度共享，業(yè)務(wù)高效協(xié)同的一體化工作模式。營配貫通數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性對各項(xiàng)業(yè)務(wù)的深化應(yīng)用至關(guān)重要，為徹底治理存量數(shù)據(jù)，全面提升基礎(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量，高效支撐日常業(yè)務(wù)深化應(yīng)用。圍繞基層采集設(shè)備緊缺受限、數(shù)據(jù)采集困難、業(yè)務(wù)支撐匱乏等問題。以基層問題為導(dǎo)向，以一線需求為出發(fā)點(diǎn)，探索研發(fā)基于北斗精準(zhǔn)定位系統(tǒng)的營配貫通應(yīng)用軟件，以協(xié)助基層完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)精準(zhǔn)采集和系統(tǒng)數(shù)據(jù)精確治理，同時(shí)結(jié)合日常業(yè)務(wù)為供電方案可視化、營業(yè)普查、計(jì)量設(shè)備巡視等業(yè)務(wù)提供應(yīng)用支撐，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)治理和業(yè)務(wù)高效運(yùn)作。

1 現(xiàn)狀分析

1.1 數(shù)據(jù)采集質(zhì)量不高

現(xiàn)階段營配貫通數(shù)據(jù)采集大多依賴基層，一線人員數(shù)據(jù)采集多采用手持終端，終端由于使用年限較長，硬件性能較差，功能設(shè)計(jì)單一，對數(shù)據(jù)采集支撐嚴(yán)重不足。由于設(shè)備老舊，未及時(shí)更新?lián)Q代，定位模塊依然延用GPS定位，易受制于人，數(shù)據(jù)存在安全風(fēng)險(xiǎn)，且終端定位精度低，設(shè)備尋跡難度大。其次，基層業(yè)務(wù)人員多數(shù)文化水平有限，對繁雜的操作和數(shù)據(jù)整理無法有效落實(shí)，采集數(shù)據(jù)規(guī)范性不足、錯(cuò)誤率較高，數(shù)據(jù)質(zhì)量較差、可用性不高，難以支撐其他業(yè)務(wù)開展，智能化水平亟待提升。

1.2 數(shù)據(jù)應(yīng)用效果欠佳

營配貫通建立的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，主要用于支撐日常業(yè)務(wù)應(yīng)用，但現(xiàn)階段由于終端設(shè)備功能開發(fā)有限，對設(shè)備地理信息數(shù)據(jù)應(yīng)用匱乏，數(shù)據(jù)實(shí)用化效果欠佳。其次，由于頂層細(xì)分的專業(yè)化管理模式，各專業(yè)工作任務(wù)落地基層后存在重復(fù)跑現(xiàn)場、工作質(zhì)效差、資源浪費(fèi)等問題。導(dǎo)致基層日常業(yè)務(wù)統(tǒng)籌率不高，工作效率低下，未真正實(shí)現(xiàn)營配貫通提出的業(yè)務(wù)高效協(xié)同的一體化工作模式。

2 設(shè)計(jì)方案

充分考慮目前一線工作人員結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀、工作能力、業(yè)務(wù)素質(zhì)等因素，以一線人員方便使用為出發(fā)點(diǎn)，以數(shù)據(jù)采集精準(zhǔn)高效為重點(diǎn)，以深化業(yè)務(wù)支撐應(yīng)用為核心。按照界面劃分簡潔明了，模塊操作簡單易用，數(shù)據(jù)歸納快捷智能，業(yè)務(wù)應(yīng)用高效協(xié)同的總體思路，以手機(jī)作為媒介，利用智能手機(jī)定位芯片與北斗衛(wèi)星系統(tǒng)連接并進(jìn)行校準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備坐標(biāo)定位。以營配貫通工作專業(yè)層級劃分、現(xiàn)場設(shè)備關(guān)系屬性為依據(jù)，對軟件進(jìn)行模塊化劃分，集成采集區(qū)、業(yè)務(wù)應(yīng)用區(qū)、工具區(qū)三大區(qū)域模塊，助力基層開展?fàn)I配貫通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)核查治理，充分利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)成果開展相關(guān)業(yè)務(wù)深化應(yīng)用，如圖1所示。

圖1 軟件功能流程圖

2.1 主要流程說明

人員通過手機(jī)應(yīng)用軟件對相關(guān)設(shè)備采集定位后提交數(shù)據(jù)至服務(wù)器，服務(wù)器端接收數(shù)據(jù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)和整理清洗，按照植入的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)規(guī)則，生成內(nèi)部系統(tǒng)可用的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備信息臺賬，統(tǒng)一在數(shù)據(jù)中心分層級、分專業(yè)、分類別存儲。人員也可根據(jù)權(quán)限劃分訪問應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)信息，結(jié)合現(xiàn)場業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)深化應(yīng)用。管理人員可以通過后臺應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析管理，應(yīng)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)開展決策部署，統(tǒng)籌發(fā)布工作任務(wù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控工作動(dòng)態(tài)。

2.2 手機(jī)軟件設(shè)計(jì)方案

手機(jī)軟件通過手機(jī)自帶定位芯片與北斗衛(wèi)星系統(tǒng)連接校準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)所在位置的坐標(biāo)定位。如圖2所示，用戶也可選擇界面中已設(shè)定的采集設(shè)備菜單功能模塊（如：變壓器采集、計(jì)量箱采集、公變采集、專變采集、桿塔采集）等快速完成現(xiàn)場設(shè)備坐標(biāo)定位、拓?fù)潢P(guān)系及照片信息采集等工作任務(wù)。數(shù)據(jù)采集過程中僅需要采集設(shè)備的重要基本信息，對常用字段信息進(jìn)行植入化設(shè)計(jì)，用戶采集只需簡單勾選即可，減少手動(dòng)輸入信息頻次，降低數(shù)據(jù)差錯(cuò)率。另外利用離線存儲技術(shù)將數(shù)據(jù)存儲至手機(jī)端，保留臨時(shí)數(shù)據(jù)，解決無網(wǎng)情況也能作業(yè)的問題。用戶根據(jù)權(quán)限劃分可訪問后臺數(shù)據(jù)，對需要的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)用，支持現(xiàn)場設(shè)備的導(dǎo)航定位，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的快速精準(zhǔn)查找、檢查取證上傳等日常業(yè)務(wù)應(yīng)用。

圖2 手機(jī)軟件應(yīng)用界面

2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

系統(tǒng)服務(wù)器依托手機(jī)軟件采集提交的數(shù)據(jù)，以Web技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分類存儲，通過衛(wèi)星地圖展示相應(yīng)設(shè)備的地理位置及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。手機(jī)端上傳的數(shù)據(jù)均可進(jìn)行核驗(yàn)、編輯、拒絕等操作，所有通過手機(jī)軟件采集的數(shù)據(jù)須經(jīng)過數(shù)據(jù)校驗(yàn)、審核后歸檔。所有數(shù)據(jù)信息操作保留日志記錄，可展示由某位員工操作處理，數(shù)據(jù)誤操作也可回滾操作。系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息根據(jù)內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)要求，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化整理清洗，與內(nèi)網(wǎng)無縫銜接。系統(tǒng)存儲標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)通過Execl表格導(dǎo)出后直接導(dǎo)入內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)，無須人為進(jìn)行二次數(shù)據(jù)處理即可完成內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)維護(hù)更新。管理人員也可通過系統(tǒng)開展現(xiàn)場營業(yè)普查、計(jì)量設(shè)備巡視等業(yè)務(wù)的計(jì)劃下達(dá)、跟蹤、統(tǒng)計(jì)、評價(jià)工作，實(shí)現(xiàn)對日常業(yè)務(wù)應(yīng)用的可視化管理。

3 主要技術(shù)功能

以我國自主研發(fā)的北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為核心技術(shù)支撐，以終端為主要媒介，利用終端自帶北斗定位芯片，依托自主糾偏算法，實(shí)現(xiàn)在線、離線復(fù)雜環(huán)境數(shù)據(jù)全量精準(zhǔn)采集，數(shù)據(jù)統(tǒng)一歸口管理，拓展多業(yè)務(wù)融合應(yīng)用功能。

3.1 精準(zhǔn)導(dǎo)航助力快速尋址電力設(shè)備

利用北斗地理定位系統(tǒng)，對海量電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行地理坐標(biāo)匹配，建立具有地理位置信息標(biāo)簽的設(shè)備管理模式，對偏遠(yuǎn)山區(qū)無正常通道的電力設(shè)備實(shí)現(xiàn)路徑軌跡記錄，對正常有道路通道的電力設(shè)備優(yōu)選最佳導(dǎo)航路徑，協(xié)助運(yùn)維巡視人員、檢修維護(hù)人員、管理督查人員快速導(dǎo)航尋址電力設(shè)備，提升工作質(zhì)效。

3.2 優(yōu)化算法提升離網(wǎng)狀態(tài)定位準(zhǔn)確度

國內(nèi)主流的在線地圖服務(wù)和接口，應(yīng)國家相關(guān)部門要求，在發(fā)布地圖時(shí)都進(jìn)行了坐標(biāo)偏移，導(dǎo)致實(shí)際定位的位置坐標(biāo)在地圖上標(biāo)記展示后都會出現(xiàn)偏移。另外傳統(tǒng)的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，雖然在室外空曠的環(huán)境下定位精度比較高，但受制于衛(wèi)星信號微弱，易受到遮擋或干擾，在復(fù)雜的城市環(huán)境、電磁環(huán)境下定位不準(zhǔn)。例如在城市高樓林立、狹小街巷、通信基站眾多的情況下，無法準(zhǔn)確感知精確位置成為很多用戶的痛點(diǎn)。得益于我國自主研制的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的高精度，以及自研“面向復(fù)雜電磁環(huán)境的北斗導(dǎo)航定位糾偏算法”，通過實(shí)時(shí)加偏技術(shù)，采用加偏算法和逆向糾偏算法，結(jié)合比較完善的正向和反向算法數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)位置坐標(biāo)與地圖位置實(shí)時(shí)糾偏。在復(fù)雜環(huán)境下能夠?qū)⒍ㄎ怀晒β蕪?0%提升至95%以上，借助手機(jī)北斗定位模塊，可將設(shè)備坐標(biāo)精度錨定在最高1m范圍內(nèi)，提升定位的準(zhǔn)確度。

3.3 實(shí)時(shí)追蹤動(dòng)態(tài)監(jiān)測作業(yè)現(xiàn)場關(guān)鍵信息

依托北斗短報(bào)文通信和無線電擴(kuò)頻自組網(wǎng)技術(shù)，在特殊作業(yè)環(huán)境下，使用可穿戴設(shè)備實(shí)時(shí)回傳人員地理位置信息、生命體征數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測搶修現(xiàn)場關(guān)鍵信息。實(shí)現(xiàn)搶修隊(duì)伍之間、搶修隊(duì)伍與指揮中心之間的離線通信，保障了關(guān)鍵信息的及時(shí)傳導(dǎo)，還支持離線地圖導(dǎo)航。設(shè)備還可對人員健康狀態(tài)、現(xiàn)場作業(yè)情況實(shí)時(shí)監(jiān)測，確?，F(xiàn)場安全可控在控。

3.4 智能感知高效便捷完成數(shù)據(jù)信息精準(zhǔn)采集

軟件充分利用智能手機(jī)傳感設(shè)備，在應(yīng)用模塊中集成掃碼拍照、語音錄入、視頻記錄等功能。一線工作人員將應(yīng)用軟件下載到手機(jī)上，通過軟件模塊的智能化傳感設(shè)備即可簡單完成變壓器、計(jì)量箱等現(xiàn)場設(shè)備坐標(biāo)定位、照片采集，并通過手機(jī)自帶掃碼及語音錄入功能，自動(dòng)完成箱表關(guān)系數(shù)據(jù)整理及照片規(guī)范命名，有效解決了采集數(shù)據(jù)精度不夠和操作界面復(fù)雜、手工錄入數(shù)據(jù)易出錯(cuò)等問題，如圖3所示。

圖3 軟件掃碼功能

4 主要特點(diǎn)及優(yōu)勢

自主可控的安全優(yōu)勢。系統(tǒng)核心技術(shù)是國產(chǎn)自研北斗衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)，打破了以往只能依靠國外定位系統(tǒng)的局面，可充分保障數(shù)據(jù)安全性。

移動(dòng)終端的成本優(yōu)勢。軟件直接下載安裝手機(jī)就可應(yīng)用，普通智能手機(jī)就可安裝，節(jié)省購置專用采集定位設(shè)備的費(fèi)用支出。

人機(jī)友好交互的優(yōu)勢。該系統(tǒng)較其他采集定位類軟件簡單易用、操作便捷，重點(diǎn)對一線人員操作中容易出錯(cuò)的字段輸入問題，將常用字段信息集成于應(yīng)用模塊中，使用人員根據(jù)所需選擇對應(yīng)字段即可，避免手動(dòng)輸入易出錯(cuò)、不規(guī)范等問題。

可靠穩(wěn)定的性能優(yōu)勢。系統(tǒng)部分應(yīng)用功能已在一線推廣應(yīng)用，功能應(yīng)用正常穩(wěn)定、數(shù)據(jù)可靠準(zhǔn)確使用效果較好，對營配貫通工作起到了支撐作用。

5 主要效益

5.1 管理效益

減少信息的手動(dòng)輸入頻次，數(shù)據(jù)采集時(shí)間由單個(gè)設(shè)備10min降低至3min，數(shù)據(jù)采集效率提升70%。通過軟件集成的規(guī)范性用語及掃碼功能，減小人為手動(dòng)輸入誤差，數(shù)據(jù)質(zhì)量明顯提高。數(shù)據(jù)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化清洗后，可直接應(yīng)用于內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)整理高效精準(zhǔn)，節(jié)省數(shù)據(jù)整理環(huán)節(jié)，工作效率大幅提升數(shù)據(jù)可視化展示，集中管理，在線共享，隨時(shí)調(diào)取各類現(xiàn)場設(shè)備位置信息和圖片信息，實(shí)現(xiàn)營配數(shù)據(jù)的可視化展示。增量數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)快捷變更，現(xiàn)場設(shè)備發(fā)生新裝、變更、拆除業(yè)務(wù)時(shí)，臺區(qū)經(jīng)理可在作業(yè)結(jié)束后及時(shí)完成資產(chǎn)條碼和影像資料的采集和上傳。

5.2 經(jīng)濟(jì)效益

按照管理9800個(gè)配變臺區(qū)的一個(gè)供電單位來測算，系統(tǒng)運(yùn)用后，人工巡視次數(shù)降低50%，每年可節(jié)省人力成本392萬元。軟件安裝應(yīng)用后減少巡視頻次，軟件提供的軌跡記錄功能，每年可節(jié)省其他成本196萬元，合計(jì)每年節(jié)約成本588萬元，如表1所示。

表1 經(jīng)濟(jì)成效對比

5.3 社會成效

提高供電服務(wù)水平，電網(wǎng)停運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)大幅降低實(shí)現(xiàn)人員、物資、調(diào)度力量合理配置，降低客服投訴風(fēng)險(xiǎn)，供電質(zhì)量和服務(wù)水平得到提高。本項(xiàng)目率先將北斗全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)和電力基層業(yè)務(wù)結(jié)合具備行業(yè)領(lǐng)先優(yōu)勢。響應(yīng)數(shù)字基建的號召，積極落實(shí)國家自主化戰(zhàn)略，推進(jìn)北斗在電力行業(yè)全方位應(yīng)用的體現(xiàn)。提升行業(yè)智能化水平，創(chuàng)新北斗定位導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用成果轉(zhuǎn)化，形成企業(yè)核心自主知識產(chǎn)權(quán)，促進(jìn)電網(wǎng)智能化發(fā)展。加速營配數(shù)據(jù)貫通，營配數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)共享和信息集成，營配末端業(yè)務(wù)融合，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)“一個(gè)源頭”、業(yè)務(wù)流程“一套標(biāo)準(zhǔn)”，基于營配調(diào)一張圖開展跨專業(yè)一體化應(yīng)用，促進(jìn)營配數(shù)據(jù)質(zhì)量和營配業(yè)務(wù)應(yīng)用水平的持續(xù)提升，實(shí)現(xiàn)客戶需求的快速響應(yīng)，客戶服務(wù)質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)。

6 結(jié)論

基于北斗精準(zhǔn)定位的營配貫通應(yīng)用軟件，有效促進(jìn)營配數(shù)據(jù)共享和信息集成，助力營配末端業(yè)務(wù)融合，提升營配數(shù)據(jù)質(zhì)量和營配業(yè)務(wù)應(yīng)用水平，保證客戶需求的快速響應(yīng)和服務(wù)品質(zhì)的不斷提升。軟件的開發(fā)應(yīng)用提升了行業(yè)智能化水平，創(chuàng)新北斗定位導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用成果轉(zhuǎn)化，形成企業(yè)核心自主知識產(chǎn)權(quán)，促進(jìn)電網(wǎng)智能化發(fā)展。軟件具有多行業(yè)運(yùn)用價(jià)值，以電力營配業(yè)務(wù)為試點(diǎn)，探索北斗技術(shù)與具體業(yè)務(wù)融合的道路，為系統(tǒng)內(nèi)的運(yùn)檢、巡視、普查、規(guī)劃等業(yè)務(wù)，系統(tǒng)外通信、石油石化等行業(yè)提供范例，共同深度開發(fā)北斗定位導(dǎo)航技術(shù)的推廣應(yīng)用。