基于網(wǎng)絡(luò)化測試技術(shù)的電力通信裝備維修保障系統(tǒng)研究★

王顯軒， 盧善勇， 陳潔萍， 鄧國斌

（廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院大數(shù)據(jù)學(xué)院， 廣西 南寧 530226）

0 引言

電力通信設(shè)備是保證電網(wǎng)正常運行的重要設(shè)施，其可靠性、安全性和穩(wěn)定性直接關(guān)系到電網(wǎng)運行質(zhì)量。隨著我國特高壓工程快速發(fā)展和智能電網(wǎng)建設(shè)不斷推進，對電力通信設(shè)備依賴程度越來越高。然而因電力通信設(shè)備分布范圍廣、數(shù)量龐大、使用環(huán)境惡劣等因素影響，導(dǎo)致故障頻發(fā)，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)安全與穩(wěn)定，因此建立一套高效、準(zhǔn)確、實時的電力通信設(shè)備檢測體系具有重大意義。而目前針對電力通信設(shè)備的檢測主要采取定期檢修，其存在周期長、效率低、成本高等問題，為此提出一種如圖1 所示的基于網(wǎng)絡(luò)化測試技術(shù)的電力通信裝備維修保障系統(tǒng)，旨在提高檢測效率及準(zhǔn)確率，降低維護成本，提升電力通信設(shè)備的可靠性和安全性[1]。

圖1 電力通信網(wǎng)資源優(yōu)化分配測試流程

1 電力通信裝備維修保障系統(tǒng)總體設(shè)計

1.1 系統(tǒng)總體目標(biāo)

該系統(tǒng)主要是對設(shè)備進行檢測和維護，并能將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C。在這個過程中需要使用多種儀器及儀表來完成相應(yīng)工作任務(wù)，因此該系統(tǒng)具有一定復(fù)雜性[2]，必須具備較高的自動化程度，應(yīng)用先進技術(shù)，使整個操作流程便捷，保證各項任務(wù)順利地完成，有效提高電力通信裝備維修保障能力。該系統(tǒng)涉及很多方面，包括測試、管理及技術(shù)等多個領(lǐng)域，想要實現(xiàn)這一目標(biāo)并不容易，有關(guān)部門應(yīng)加大資金投入力度，引進先進設(shè)備和技術(shù)，完善系統(tǒng)功能。

1.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

在對系統(tǒng)進行開發(fā)時，需要將其分為3 個部分：第一是硬件設(shè)備；第二是軟件程序；第三是應(yīng)用。硬件包括各種設(shè)備、儀器和儀表以及相關(guān)工具，為系統(tǒng)提供相應(yīng)數(shù)據(jù)和信息支持；軟件則指利用計算機來實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的管理與控制；應(yīng)用也稱為服務(wù)，負責(zé)完成各項具體任務(wù)，確保及時發(fā)現(xiàn)問題并采取有效措施予以解決。電力通信裝備維修保障系統(tǒng)具有以下特點：

1）綜合性強。系統(tǒng)不僅涉及多門學(xué)科知識，還融合多種先進技術(shù)與手段，因此具有很高的復(fù)雜程度；

2）開放性好。系統(tǒng)屬于開放式的體系結(jié)構(gòu)，用戶只需借助互聯(lián)網(wǎng)就可以使用，使系統(tǒng)更容易操作；

3）動態(tài)性較差[3]。系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致系統(tǒng)中各節(jié)點間存在一定的差異性，且每臺機器所處環(huán)境不同，所以很難做出統(tǒng)一調(diào)整。

1.3 系統(tǒng)硬件平臺

在進行系統(tǒng)軟件開發(fā)時，需要對相關(guān)設(shè)備、儀器等進行如圖2 所示的連接，因此為了保證系統(tǒng)能夠正常運行，需要建立一個完善的硬件平臺。該平臺包括以下方面：

圖2 通信技術(shù)在設(shè)備狀態(tài)檢修中的應(yīng)用

1）通過各種類型接口將不同種類儀器和計算機連接；

2）利用網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息的傳遞與共享，就可使整個系統(tǒng)的各個部分都處于一種良好的工作狀態(tài)下，有效地提高電力通信裝備維修保障效率；

3）由于電力通信裝備具有較強的專業(yè)性，需要及時發(fā)現(xiàn)并解決故障問題，確保電力通信裝備的安全穩(wěn)定運行，需要配備相應(yīng)的檢測工具及檢測儀器來完成一系列操作。同時，還要加強對維修人員的培訓(xùn)力度，提升他們的業(yè)務(wù)水平，更好地滿足當(dāng)前社會發(fā)展需求。

1.4 系統(tǒng)軟件平臺

系統(tǒng)主要是為了實現(xiàn)對各種設(shè)備和儀器的管理，并能及時將設(shè)備及儀器的相關(guān)信息傳輸?shù)较鄳?yīng)的數(shù)據(jù)庫中，同時還需要通過一定的方式來獲取這些數(shù)據(jù)，再利用這些數(shù)據(jù)來完成其他方面的工作。在這個過程中最重要的是保證整個操作流程都符合規(guī)范要求，使最終所得到的結(jié)果更準(zhǔn)確可靠，達到這一目的必須有一個完善的測試系統(tǒng)作為支撐，因此，電力通信裝備維修保障系統(tǒng)的建立離不開先進的測試系統(tǒng)。目前我國已研發(fā)出一種全新的測試方法——Testbed，它不僅具有較高的自動化程度，還具備較強大的功能，非常適合應(yīng)用到電力通信裝備維修保障系統(tǒng)；系統(tǒng)擁有一定擴展性，包含內(nèi)容豐富，既涵蓋理論，又涉及實踐經(jīng)驗，可見該系統(tǒng)能滿足當(dāng)前電力通信裝備維修保障系統(tǒng)建設(shè)需求。

1.5 系統(tǒng)工作原理

在進行電力通信裝備維修時，需要對相關(guān)儀器、儀表及其他設(shè)備進行檢測和分析。通過設(shè)備反饋出來的數(shù)據(jù)，了解到當(dāng)前設(shè)備所處狀態(tài)及運行情況，因此為了保證整個維修過程順利完成，需要一個完善的保障系統(tǒng)作為支撐。該系統(tǒng)包括以下幾個方面：

故障診斷與預(yù)測；制定相應(yīng)方案；實施具體操作；收集整理信息資料；評價效果并改進。

這五項是相互關(guān)聯(lián)的，只有將每一個部分做好才能確保整體功能得以實現(xiàn)。此外，在使用該系統(tǒng)前要明確其應(yīng)用范圍，由于不同類型的電力通信裝備具有各自獨特的特點，在實際應(yīng)用時要結(jié)合自身需求選擇合適的方式方法，才能使其作用得到充分發(fā)揮。

2 電力通信裝備維修保障系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

2.1 總體架構(gòu)設(shè)計

該系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析三個模塊組成，并通過網(wǎng)絡(luò)連接。數(shù)據(jù)采集模塊負責(zé)從各個檢測點收集相關(guān)信息；數(shù)據(jù)處理模塊對采集到的數(shù)據(jù)進行處理和分析，得出相應(yīng)結(jié)論；數(shù)據(jù)分析模塊則將所得結(jié)果與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)比較，判斷是否需要采取措施或調(diào)整當(dāng)前方案。整個過程涉及多個環(huán)節(jié)，如數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲、處理等，因此在系統(tǒng)實現(xiàn)時需考慮多方面因素，確保其可靠性及穩(wěn)定性。為使各模塊間能有效協(xié)作，系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，每個模塊都可獨立運行，同時與其他模塊相連接，這樣既可提高工作效率，又便于后期維護管理。此外，針對不同類型設(shè)備，還開發(fā)了對應(yīng)的子系統(tǒng)，如針對光端機的子系統(tǒng)就包括硬件狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷及遠程控制等功能，子系統(tǒng)相互配合，共同完成整個系統(tǒng)運作。

2.2 硬件平臺設(shè)計

在對電力通信設(shè)備進行維修時，需要通過相應(yīng)儀器完成，因此，要保證整個過程能順利開展下去，必須有一個良好的硬件環(huán)境作為支撐。硬件平臺由以下3個部分構(gòu)成：電源模塊、信號采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊。其中最重要是數(shù)據(jù)處理模塊，它將所收集到的信息進行分析和處理，再傳輸給其他模塊，實現(xiàn)對相關(guān)工作人員的指揮調(diào)度和任務(wù)分配。

2.3 軟件平臺設(shè)計

在對相關(guān)技術(shù)及設(shè)備進行一定程度上的分析之后，需要對這些內(nèi)容來構(gòu)建出相應(yīng)的軟件平臺。要能將其與數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器和其他一些硬件設(shè)施結(jié)合起來，使整個系統(tǒng)更加完善。同時通過這種方式來實現(xiàn)各種信息資源的共享，從而為后續(xù)工作提供更多便利條件。另外，由于電力通信裝備具有較強的復(fù)雜性，所以必須確保各個環(huán)節(jié)都能得到有效控制，并且做好相應(yīng)的記錄工作。除此以外，還應(yīng)建立一個專門負責(zé)維修保障的部門，然后利用計算機來完成各項任務(wù)。

2.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

在對電力通信設(shè)備進行檢測時，需要將相關(guān)信息和數(shù)據(jù)進行記錄，因此需要建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫為信息和數(shù)據(jù)提供存儲空間，并且通過這個數(shù)據(jù)庫來完成與外界之間的連接工作，實現(xiàn)對電力通信設(shè)備的實時監(jiān)測和故障診斷等功能。由于不同類型的電力通信設(shè)備所具有的特點不一樣，所以在對其進行維修時，應(yīng)該采取針對性措施才能保證維修效果達到最佳狀態(tài)，對此必須結(jié)合實際情況來制定合理有效的維修方案。此外，對所有維修人員、時間及內(nèi)容等方面都做到詳細明確，使整個維修過程變得更加規(guī)范有序。

3 電力通信裝備維修保障系統(tǒng)軟件開發(fā)

3.1 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計

在對電力通信裝備進行維護和保養(yǎng)時，需要使用大量儀器、儀表等設(shè)備。為了保證設(shè)備能夠正常運行，必須有相應(yīng)的配套設(shè)施來提供支持。因此，設(shè)計將從以下三方面入手：

對各種資源進行整合；建立一個完善的管理機制；制定合理的計劃。

通過這三個步驟可以有效地完成對電力通信裝備的維修工作，并且能提高維修效率。

3.2 系統(tǒng)軟件模塊設(shè)計

在對系統(tǒng)進行一定程度的分析后，可將其劃分為三個不同部分：一是對設(shè)備和技術(shù)方面的管理；二是對設(shè)備的維護與保養(yǎng)工作；三是對故障問題的處理，三者是相互聯(lián)系、密不可分的關(guān)系，因此要實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的有效控制，必須從整體出發(fā)來完成相應(yīng)操作。首先需要建立一個完善的數(shù)據(jù)庫，還應(yīng)具備良好的查詢及統(tǒng)計功能；并對各個環(huán)節(jié)中涉及到的數(shù)據(jù)信息進行全面地記錄，保證后續(xù)工作能順利開展。當(dāng)然，也可通過人工方式來完成相關(guān)內(nèi)容填寫。另外，在實際應(yīng)用過程中，應(yīng)做好相應(yīng)的備份工作，避免出現(xiàn)意外而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。對維修人員所需要使用的器材及工具進行合理配置，確保各項工作得到有序落實。具體來說，包括以下方面:

1）器材庫：用于存放各種類型的維修器材，如備件、耗材、儀器儀表等。

2）維修資料庫：用于存儲各類維修手冊、規(guī)程規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等文件材料。

3）專家知識庫：用于存儲專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)專家經(jīng)驗、理論方法、解決方案等。

4）訓(xùn)練題庫：用于存儲各類培訓(xùn)試題、考核試卷等。

5）案例庫：用于存儲典型故障案例、疑難雜癥診斷等。

3.3 系統(tǒng)軟件界面設(shè)計

在完成上述工作后，需要對整個系統(tǒng)進行功能性驗證。首先，明確該系統(tǒng)中包含哪些模塊和各個模塊之間的關(guān)系；其次，確定每個模塊所對應(yīng)具體的內(nèi)容和作用；最后將所有模塊組合起來形成一個完整的體系。這里以“裝備”這一模塊為例，介紹實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化測試技術(shù)下的電力通信裝備維修保障系統(tǒng)。

1）登錄模塊。用戶通過輸入賬號、密碼等信息進入系統(tǒng)，并可查看自己當(dāng)前所在位置及相關(guān)數(shù)據(jù)；

2）主頁模塊。主要顯示本系統(tǒng)所有的模塊及其名稱，點擊相應(yīng)按鈕即可跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)頁面；

3）故障診斷模塊。用于記錄維修過程中出現(xiàn)的問題，方便后續(xù)查找原因；

4）器材管理模塊。用來存儲各種器材詳細情況，便于查詢使用；

5）人員管理模塊。用于維護保養(yǎng)人員信息管理，包括個人資料、聯(lián)系方式、培訓(xùn)考核成績等等；

6）任務(wù)管理模塊。用于添加新任務(wù)或刪除已執(zhí)行過的任務(wù)；

7）統(tǒng)計分析模塊。用于對維修過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與分析，從而得出結(jié)論，指導(dǎo)維修工作。

3.4 系統(tǒng)軟件功能測試

在完成對系統(tǒng)軟件的設(shè)計后，需要進行相應(yīng)的調(diào)試工作。首先明確該系統(tǒng)中各個模塊間的關(guān)系以及其具體作用；再通過模擬實際應(yīng)用場景來檢測整個系統(tǒng)能否正常運行。為確保系統(tǒng)順利地投入使用，還應(yīng)對相關(guān)人員進行培訓(xùn)，使其掌握基本操作方法和技巧。此外，對系統(tǒng)所涉及的各種器材、設(shè)備等進行全面檢查，以保證這些物資符合要求。

4 結(jié)語

電力通信設(shè)備是保證電網(wǎng)正常運行的重要設(shè)施，其可靠性、安全性和穩(wěn)定性直接關(guān)系到電網(wǎng)運行質(zhì)量。提出一種基于網(wǎng)絡(luò)化測試技術(shù)的電力通信裝備維修保障系統(tǒng)，能高效、準(zhǔn)確、實時地檢測電力通信設(shè)備，降低維護成本，提升電力通信設(shè)備的可靠性和安全性。