面向互聯(lián)網(wǎng)+的主網(wǎng)運檢智能管控體系的設計和結構以及應用實例

目前電網(wǎng)中現(xiàn)有系統(tǒng)與設備間缺乏全面靈活的貫穿模式，在現(xiàn)有運維檢修中，從管理到一線、從后臺到前端均需要有效的融合手段?，F(xiàn)有電力系統(tǒng)軟件中針對不同工作通常各自獨立，在互聯(lián)互通方面還有一定不足。當前電力系統(tǒng)中應用的主流軟件主要可分為兩類，即分布式軟件和辦公應用類軟件。分布式軟件目前較多側重的是采集、組織和分析電力系統(tǒng)中智能設備獲取的電子數(shù)據(jù)，而部分設備需要可編程等功能，這樣就可以為運維和調(diào)控人員提供實時的技術支持。辦公類軟件則是圍繞電力企業(yè)經(jīng)營活動所需的軟件，通常包含客戶信息系統(tǒng)、會計事務系統(tǒng)、運行分析系統(tǒng)、企業(yè)資源管理系統(tǒng)、交互信息響應系統(tǒng)、氣象天氣系統(tǒng)和地理定位信息系統(tǒng)等輔助類的系統(tǒng)。目前針對電力系統(tǒng)運檢管控系統(tǒng)的開發(fā)主要集中在輸電線路專業(yè)，缺少統(tǒng)一協(xié)調(diào)的開發(fā)模式，同時缺少對作業(yè)現(xiàn)場工作模式的關注和雙向穿透的實現(xiàn) 。

面對電力生產(chǎn)工作的新要求，綜合專業(yè)管理手段以及“互聯(lián)網(wǎng)+”和大數(shù)據(jù)理念，依托國網(wǎng)運檢智能管控體系建立運檢智能管控系統(tǒng)，同時深度融合現(xiàn)有軟件開發(fā)思想 將多系統(tǒng)進行整合，將電力檢修工作進行抽象提煉，在虛擬的平臺上進行系統(tǒng)展示，將傳統(tǒng)電網(wǎng)運行方式同軟件架構和項目進程思想進行了結合。主網(wǎng)運檢智能管控系統(tǒng)是智能管控體系的后臺，用以掌握設備的運行狀態(tài)和人員的工作狀態(tài)，便于指揮中心和各級管理人員統(tǒng)攬全局，并實時穿透，作為技術平臺提供支撐和服務。平臺主要分為4 個主菜單和若干子菜單，移動終端是智能管控體系的前端，將輸電、變電、電纜、帶電等專業(yè)各班組生產(chǎn)作業(yè)與職責、流程、制度、標準、考核等要素進行緊密融合，以“互聯(lián)網(wǎng)+ ”思維研發(fā)具備“作業(yè)管控、班組管理、專家系統(tǒng)”等功能的班組移動作業(yè)終端系統(tǒng)(簡稱“掌上檢修”)，對班組主要作業(yè)及人員進行監(jiān)控、指揮及管理，積極推進班組轉(zhuǎn)型，促進基層資源配置方式和業(yè)務組織模式的轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)檢修公司班組人員在工作中的作業(yè)執(zhí)行與流程，作業(yè)執(zhí)行與職責，作業(yè)執(zhí)行與制度、標準，作業(yè)執(zhí)行與績效考核，作業(yè)執(zhí)行與風險控制等5個方面的一致性，從而實現(xiàn)班組管理的標準化、集約化、精益化。

本文將討論面向“互聯(lián)網(wǎng)+ ”的主網(wǎng)運檢智能管控體系的設計目標和分層結構，并結合系統(tǒng)分析主網(wǎng)運檢智能管控體系的應用實例。

1、主網(wǎng)運檢智能管控系統(tǒng)設計

1.1系統(tǒng)架構

系統(tǒng)部署在內(nèi)網(wǎng)IV區(qū)，由數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)庫、GIS服務、應用服務及前端展示(瀏覽器部分)等模塊組成。數(shù)據(jù)接入模塊負責將相關系統(tǒng)的數(shù)據(jù)經(jīng)處理后存入主網(wǎng)運檢管控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。對于PMS2.0、OMS 、統(tǒng)一GIS平臺等數(shù)據(jù)中心對外提供服務的數(shù)據(jù)，采用由相關服務直接訪問數(shù)據(jù)中心相關數(shù)據(jù)表的方式。對于變電站智能運營系統(tǒng)等數(shù)據(jù)中心尚未對外提供服務的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)接入模塊采用業(yè)務系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)訪問SDK、數(shù)據(jù)庫直連的方式。對于移動作業(yè)平臺，由于涉及到實時交互，通過插件進行封裝，在瀏覽器中直接與移動作業(yè)平臺進行交互，但相關的靜態(tài)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)接入模塊存入主網(wǎng)管控數(shù)據(jù)庫 。數(shù)據(jù)庫包括關系型數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)兩部分，通過選取雙重數(shù)據(jù)庫保持最佳的數(shù)據(jù)服務。

GIS服務負責進行空間邏輯計算和提供空間數(shù)據(jù)相關服務，通過應用服務對外提供頁面服務。Web服務負責進行業(yè)務運算和提供業(yè)務訪問服務。前端展示采用PM S2.0推薦使用的Google瀏覽器，對系統(tǒng)的瀏覽包括數(shù)據(jù)動態(tài)加載、根據(jù)性能優(yōu)化需要的緩存部分和需要與相關業(yè)務系統(tǒng)進行實時交互的插件部分，可實現(xiàn)快速瀏覽。系統(tǒng)總體架構如圖1 所示。

1.2功能架構

根據(jù)北京電力公司“2+2+2”(即兩個穿透、兩個透明、兩個管控)的業(yè)務需求 ，充分融合生產(chǎn)管理特點和現(xiàn)場作業(yè)流程匹配，主網(wǎng)運檢管控系統(tǒng)的功能模塊如圖2所示，包括7個主模塊和若干子模塊，功能需求根據(jù)現(xiàn)場應用設計，同時基于現(xiàn)有系統(tǒng)開發(fā)，可與現(xiàn)有系統(tǒng)進行交互，可以通過點擊的方式進入其他功能系統(tǒng)模塊。

移動應用APP通過電力無線虛擬專網(wǎng)接入內(nèi)網(wǎng)安全接入平臺與移動應用內(nèi)網(wǎng)服務端，以進行通信和數(shù)據(jù)交互。內(nèi)網(wǎng)PC客戶端直接連接內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)服務端實現(xiàn)系統(tǒng)后臺管理，移動應用內(nèi)網(wǎng)服務端通過與數(shù)據(jù)中心進行數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)移動APP和PC后臺管理兩種模式客戶端服務的支撐功能。系統(tǒng)將人員行為進行了提煉，轉(zhuǎn)化為計算機的流程性展示，將現(xiàn)場作業(yè)關鍵步驟進行濃縮，并且自動匹配現(xiàn)場作業(yè)的流程和軌跡等信息，將工作任務提供給管控平臺進行系統(tǒng)展示，實現(xiàn)了對檢修作業(yè)的抽象化，從后臺指導前端工作，以軟件進程匹配現(xiàn)場檢修過程。

系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)中心作為中間緩存區(qū)，在數(shù)據(jù)交互過程中無需關注具體的業(yè)務功能實現(xiàn)，系統(tǒng)的模塊化程度高，這樣可實現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)與信息專網(wǎng)的可靠隔離，保證系統(tǒng)的信息安全 。

2、軟件設計體系結構

主網(wǎng)運檢管控系統(tǒng)采用B/S架構，基于SG-UAP平臺開發(fā)，關系型數(shù)據(jù)庫采用Oracle，空間數(shù)據(jù)庫使用PostgreSQL，軟件體系分層結構如圖3所示，分為數(shù)據(jù)資源層、交換層、邏輯層、服務層以及展示層。數(shù)據(jù)資源層包括本系統(tǒng)的業(yè)務數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)中心、公司主網(wǎng)檢修其他業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲，交換層提供系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)交互服務，邏輯層用于系統(tǒng)的任務調(diào)度、邏輯計算，服務層提供數(shù)據(jù)的訪問和交換服務，展示層負責對相關數(shù)據(jù)進行展示。

3、系統(tǒng)應用實例

在設計過程中充分考慮到了不同層次的管理需要 ，并且將系統(tǒng)進行了權限和功能的匹配。

通過總覽界面(見圖4)可以了解當日檢修公司的工作現(xiàn)場情況，直觀掌握當日整體檢修的工作承載力、工作站線、風險現(xiàn)場以及作業(yè)現(xiàn)場等重要信息，可全局性地了解當日的檢修工作情況，其中包括常見的系統(tǒng)運行情況、缺陷情況、作業(yè)現(xiàn)場情況、負荷曲線情況、人員承載力情況以及保供電的主要任務情況等。

信息監(jiān)視主界面如圖5所示，通過信息監(jiān)視界面可掌握現(xiàn)場應用的輸電、變電、電纜、帶電作業(yè)等工作情況和現(xiàn)場的主要數(shù)據(jù)回傳。每個界面設計均以九宮格的方式進行展示，選取典型的工作場景和工作內(nèi)容，并著重提示現(xiàn)場超期、在線監(jiān)測告警等信息。同時融合了主流的經(jīng)驗性和規(guī)程性的判據(jù)，為現(xiàn)場作業(yè)提供可依照的參考。信息監(jiān)視界面同時融合了停電和不停電作業(yè)現(xiàn)場，結合了運維工作和檢修工作，實現(xiàn)了當日全計劃、全現(xiàn)場工作的展示理念。

在系統(tǒng)設計中，主要基于應用導向，針對現(xiàn)場關注的時間節(jié)點通過VPN網(wǎng)絡實時回傳現(xiàn)場狀態(tài)，重點關注關鍵任務環(huán)節(jié)的實現(xiàn)和質(zhì)量情況。流程界面如圖6所示。

GIS地圖可顯示當前巡視任務涉及的輸電線路段，通過監(jiān)控流程調(diào)閱任務執(zhí)行情況，比如時間(點擊APP上的出發(fā)，可以看到出發(fā)的時間已顯示在這個地方) ，巡視人員到達后點擊到達可同步顯示到達的情況，包括巡視進度等，可以顯示整個作業(yè)的進度。

通過管控系統(tǒng)和移動終端可直接掌握巡檢現(xiàn)場工作情況，查看巡視軌跡，以及檢查是否按照標準作業(yè)流程開展巡視工作。軌跡監(jiān)控功能可比對每條輸電線路當前和歷史的巡視軌跡，設定閾值并可自動告警提示，也可通過后臺發(fā)送信息到現(xiàn)場移動終端，以便與現(xiàn)場人員互動。

生產(chǎn)指揮界面(見圖7)是針對管理人員設計的，分為現(xiàn)場管理、缺陷管理、應急管理、計劃管理、政治供電五大模塊，覆蓋了安監(jiān)、運檢的主要工作內(nèi)容，相關功能為傳統(tǒng)運檢職能提供支撐，可以實現(xiàn)多系統(tǒng)和傳統(tǒng)工作方式的融合，直觀地對檢修現(xiàn)場和工作進度等信息進行直觀展示，同時可以實現(xiàn)與PMS系統(tǒng)的動態(tài)鏈接和準實時讀取。

4、結語

主網(wǎng)運檢智能管控體系融合了移動互聯(lián)的開發(fā)理念，應用現(xiàn)有的主流軟件開發(fā)技術，在開發(fā)過程中融合了生產(chǎn)經(jīng)驗和新型的故障診斷、大數(shù)據(jù)分析和圖像采集識別等技術，實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場和管理決策的協(xié)調(diào)配合，達到了作業(yè)現(xiàn)場與技術管理的雙向貫通，可為現(xiàn)代化電網(wǎng)運維檢修管理和實施提供支撐。