班组移动作业终端系统的设计和应用

 0 引言

开展变电设备在线监测集成应用及运检移动作业平台、输电通道自然灾害智能监测预警技术研究应用等,加快推进大数据、云计算、物联网和移动互联等新技术在运检领域的创新应用是国家电网公司《智能运检白皮书》提出的重要要求。作为检修公司的运检调度中枢,运检指挥中心负责生产信息的收集和生产的指挥,收集电网运行的一切信息,包括日常工作信息、状态检测数据、监控视频信号等。指挥主要体现在3个方面：基于人员承载力分析的计划制定、异常信号和缺陷的及时处置、应急抢修工作的统筹调配和协调。运检指挥中心迫切需要通过移动作业终端、视频监控、现场巡检等手段获得管理信息,现有电网运维管控手段已经不能解决日益增长的高效处理现场需求与整体管控之间的矛盾。基于此,为推进智能运检指挥体系的高效运转,实现运行信息和管理信息的双穿透,借助智能管控平台和移动作业终端,实现工作运维轨迹追踪、任务完成率检查等功能,达到对工作现场监控、运检专项任务督办等作业过程的全面管控。通过对作业人员信息、现场作业流程、工作完成情况、现场疑难问题等管控,提高作业质量^[1-4]。

运检指挥中心通过移动作业终端了解工作人员技能水平、工作角色等信息,了解移动作业终端使用率;通过智能管控系统和移动作业终端实时展示设备的固定参数、历史故障、评价评估报告等静态信息,设备当前的运行状态、运维环境、检修试验等动态信息。通过对人员信息和设备信息的掌握实现设备运行状态透明、人员工作状态透明。

 1 终端系统设计

1.1 系统架构

PMS2.0、电网GIS、安全风险管控系统、变电站智能运营系统、输电平台、OMS等系统将业务数据共享到数据中心,班组移动作业终端系统通过数据中心接入相关数据。班组移动作业终端系统数据架构如图1所示。利用大数据分析和专家库的各专业专家在线互动,形成故障的准确判断和快速指挥,同时深度挖掘现有的试验监测数据判断设备潜在隐患,有效实现跨专业融合协同,为前端作业班组提供强大的数据和信息支持,促进业务直通班组^[5-6]。

图1 班组移动作业终端系统数据架构Fig.1 Data architecture of team mobile inspection terminal system

班组移动作业终端系统采用内网部署方式,在北京市电力公司指定的机房内统一部署,移动终端借助电力无线虚拟专网,通过内网安全接入平台接入访问移动应用内网服务端。班组移动作业终端系统物理部署架构^[7]如图2所示。

图2 班组移动作业终端系统部署架构Fig. 2 Deployment architecture of team mobile inspection terminal system

专用移动终端采用北京市电力公司统一定制的专用智能手机移动终端,内网移动应用APP被部署在终端设备上,通过安全接入平台访问移动应用内网服务端所提供的服务,实现数据提取、展现和与用户的交互功能。

安全接入平台的一端被部署在移动终端可访问的电力专网中,另一端部署在内网中,与移动应用内网服务器相连接,安全接入平台负责移动应用内网服务端系统和移动应用APP之间的通信交互,在网络层保障安全^[8]。

1.2 技术路线

班组移动作业终端系统选择混合开发技术路线,支持Android系统,使用Java、JS等语言开发,支持Java EE部分规范,总体上采用B/S架构,其中移动应用内网服务端采用分层技术和面向服务的技术架构,支持主流中间件,融合主流、成熟的开源软件。

 2 系统总体功能设计

2.1 功能总体设计

为了进一步提高安全供电和优质服务水平,深化“三集五大”体系建设,结合迅猛发展的互联网技术和移动智能终端设备,检修公司改进传统业务工作模式,用“互联网+”思维方式,研发班组移动作业终端系统（简称“掌上检修”）,实现对检修生产专业的移动化应用和管理^[9-11]。

班组移动作业终端系统整体共包括移动应用内网服务端、班组移动作业终端两大部分。

2.2 移动应用内网服务端功能

移动应用内网服务端功能主要包括：作为服务端与掌上运检APP进行交互,为APP提供数据和服务支持;实现与PMS2.0系统、GIS系统等其他业务系统通过数据中心进行数据和服务交互;为班组移动作业提供工作现场和人员监视等服务;提供系统的后台管理功能^[12]。

2.3 班组移动作业终端功能

班组移动作业终端以APP的形式,在Android系统上运行,支持变电检修、变电运维、输电运检、电缆运检和带电作业5个专业工作现场移动作业。

5个专业共包含变电一次检修、变电二次检修、变电运维、输电运检、电缆运检、状态监测和带电作业七大类移动应用,掌上检修APP采用单一安装包模式设计,整体只发布一个APK安装包,系统根据登录人员的角色和类别,自动启动和展现工作所需的功能模块和展示界面^[13-15]。

 3 系统应用实例

3.1 信息监视

基于GIS技术研制了电网电子沙盘,实现三维GIS图展示输电和电缆线路、变电站、杆塔、设备分布情况,并且实时展示抢修现场分布、运检人员位置和轨迹情况以及人员的个人信息。建立运检人员信息数据库,定期收集、汇总、展示、评估、调配运检人员信息,信息内容包括基本信息和历史工作成绩等相关内容。设计预警控制台,展示重点设备预警信息、设备状态预警、危机缺陷超期预警、环境预警等。点击预警信息数据,可在GIS地图中显示具体设备位置并显示详细信息^[16]。信息监视界面如图3所示。

图3 信息监视界面Fig.3 The information monitoring interface

3.2 分析决策

包含代办任务、远程会商、综合信息查询以及分析结论推送等四大类11项子模块;主要依托综合大数据、移动终端和专家会商机制,可对指挥中心信息监视组和一线生产人员遇到的难题进行实时的专业指导。比如输电专业依据年度输电线路季节性年历、月历分析工作计划,对机械、异物、雷害、冰害风险区域进行统计分析,并报运检部发布风险区域预警,提示相关单位开展差异化防控措施。5 km范围内发生过外力故障或者缺陷20次以上的区域统计结果如图4所示。

图4 5 km范围内发生过外力故障或者缺陷20次以上的区域统计结果Fig.4 The statistical demonstrative results of 20-time or more transmission line faults within 5 km

3.3 生产指挥

生产指挥界面是针对系统使用管理人员设计,主要体现“协同管控”的理念,包含现场管理、缺陷管理、计划管理、应急管理、政治供电五大类运检综合业务（见图5）,解决了指挥层级过多不利于高效指挥的问题,实现了作业过程和质量的全流程闭环管理和多任务、多专业的协同和宏观掌控。

图5 生产指挥主界面Fig.5 Master interface of production command

3.4 政治保电

在重大政治活动保电期间,可以通过管控系统综合监控现场人员执行的输电通道巡视、看护任务,并且利用系统全覆盖检查,重点检查其到岗到位情况,对发现的各类问题及时进行督促和提醒。管理人员通过监控平台可以实时掌握每一条线路,及每一名外协人员目前的工作状态,查看其巡视轨迹和回传的现场照片,减少了中间管理链条,使管理更趋于扁平化^[17]。

 4 结语

基于终端应用的运检智能管控,密切联系移动互联的开发理念,将现场与管理之间通过移动应用密切联系,在开发过程中融合故障诊断、大数据分析和图像采集识别,实现生产现场和管理决策的协调配合,达到了作业现场与技术管理的双向贯通,可为现代化电网运维检修管理和实施提供支撑。