基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統(tǒng)在新鄉(xiāng)配網(wǎng)中的應用分析

侯博文

（河南省電力公司新鄉(xiāng)供電公司，河南 新鄉(xiāng) 453000）

隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展，電力已經(jīng)深入到經(jīng)濟發(fā)展的方方面面，成為不可或缺的一種資源，一旦在社會生產(chǎn)中出現(xiàn)停電事故，便會造成巨大的經(jīng)濟損失，在這種情況下，保證配電網(wǎng)的安全運行就顯得格外重要。即便如此，在配電過程中，由于種種原因，也難免會出現(xiàn)一些異常情況，這就需要配電搶修能夠做到快速高效，才能將損失減少到最低。為了防患于未然，配電網(wǎng)的日常巡線工作也是非常重要的。

供電公司日常的一個重要工作就是配電工作，而配電搶修和巡線管理工作又是配電工作中最重要的工作內容，該工作大部分是在戶外進行的，在工作的同時需要攜帶大量的紙質圖紙以供戶外查詢。隨著城市建設的快速發(fā)展，配電網(wǎng)絡日益龐大復雜，僅僅依靠紙質圖紙來進行配電工作的弊病已經(jīng)日顯突出，如工作效率低、戶外精確定位困難、后續(xù)工作處理耗時耗力等。在目前這種情況下，我們經(jīng)過大量的考察和分析，一致認為基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統(tǒng)能夠很好的解決以上問題，從而大大提高配電搶修和巡線管理的工作效率，繼而節(jié)省配電工作的人力、物力、財力。

1 公司配電工作現(xiàn)狀簡介

新鄉(xiāng)供電公司配電服務中心主要承擔新鄉(xiāng)市區(qū)10 kV配電線路、配電設備及低壓接戶線的運行、維護、檢修工作。

客戶服務中心主要負責專用客戶業(yè)務報裝、勘察等管理工作。

新鄉(xiāng)供電公司集團公司各部門主要負責配電工程施工與大的搶修工作。

1.1 配電工作與變電運行專業(yè)和變電檢修專業(yè)比較

（1）工作現(xiàn)場分散不集中，且都為室外作業(yè)。

（2）工作地點不確定，對搶修人員的道路熟悉程度要求高。

（3）接線方式復雜無標準接線模版，倒閘操作多運行方式變換頻繁。

（4）每一項現(xiàn)場工作各有特點，典型作業(yè)少，重復性工作少。

（5）與客戶接觸頻繁，直接關乎優(yōu)質服務的承諾執(zhí)行情況。

1.2 現(xiàn)階段工作模式存在的不足

（1）配電專業(yè)的資料管理，仍是將資料存放在班組（中心）資料柜內或臺式電腦中，給現(xiàn)場作業(yè)人員的及時調閱資料帶來極大的不便。

（2）與95598、調度、中心、用戶聯(lián)系仍是電話，獲取的信息再以紙筆方式記錄。此工作模式在度夏等工作高峰期，容易造成記錄的漏記或錯記。

（3）為方便現(xiàn)場作業(yè)，搶修人員經(jīng)常隨車攜帶一本10 kV單線負荷圖（一季度更新一次）或普通的記事本。但紙質資料易損壞、丟失，并且線路接線方式、設備的變更不能得到及時更新。

（4）當故障報修時，現(xiàn)場情況完全依賴95598接線員的電話口述或傳呼短信息。

（5）在事故處理時，設備情況及運行方式完全依賴調度員的電話令。

（6）現(xiàn)場工作的開展完全依賴于作業(yè)人員的工作經(jīng)驗和責任心。

（7）工作票辦理程序落后、繁瑣。

2 與配電自動化的集成

基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統(tǒng)要解決的問題是電力故障、監(jiān)控調度中心和搶修資源之間的有效配置問題。

2.1 與其它系統(tǒng)之間的信息共享

（1）系統(tǒng)信息的集成

基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統(tǒng)作為配電生產(chǎn)工作管理的一部分，和配電自動化系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)、客戶服務中心等系統(tǒng)有十分緊密的聯(lián)系，許多基礎數(shù)據(jù)可以直接取自相關的系統(tǒng)，從而實現(xiàn)資源共享、減少投資的目的。

基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統(tǒng)和其它系統(tǒng)之間的關系，如圖1所示。

圖1 新鄉(xiāng)基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享

配網(wǎng)故障信息獲取：信息源包括客戶服務系統(tǒng)以及配電自動化系統(tǒng)，電力在搶修實時調度系統(tǒng)與之互連，這樣調度員就能根據(jù)它們提供的信息準確獲取故障信息、判斷故障點并盡快做出搶修決策。

（2）故障的定位

其一，是根據(jù)客戶服務系統(tǒng)提供的信息人工進行定位；

其二，是利用配電自動化系統(tǒng)的實時監(jiān)測與報警功能及時獲取故障信息。

（3）制定搶修決策

利用地理數(shù)據(jù)，以及從配電自動化系統(tǒng)傳過來的電網(wǎng)結構數(shù)據(jù)、拓撲數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)，可以在電力搶修實時調度系統(tǒng)將可能出現(xiàn)故障的設備在屏幕上，以高亮度顯示出來，將受影響的區(qū)域也以高亮度顯示出來，并統(tǒng)計失電用戶總數(shù)。可以從系統(tǒng)中調出與事發(fā)現(xiàn)場電路設備一一對應的接線分布圖，查到各種設備的屬性數(shù)據(jù)和所處位置以及開關的開合狀態(tài)，并由此初步確定事故原因及事故處理決策。

（4）搶修車輛實時定位

在搶修決策制定后，控制中心通信服務器以Polling方式立即向所有裝有GPSPDA的搶修車輛發(fā)出定位請求，PDA得到請求后，立即將當前搶修車輛的GPS位置和狀態(tài)由GPRS網(wǎng)絡發(fā)回監(jiān)控中心。

（5）最優(yōu)搶修車選擇

系統(tǒng)根據(jù)電力故障特點、搶修車配置及二者的距離遠近在全區(qū)進行最優(yōu)搶修車輛搜索。選擇的原則是路線最短、車輛處于空閑狀態(tài)及備品備件滿足。然后通過GIS數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡分析得到最佳搶修車行車路徑。

（6）搶修進度追蹤

調度中心實時發(fā)派搶修工單并利用大屏幕電子地圖對搶修車輛進行監(jiān)控調度和指揮。對發(fā)生異常和故障的車輛實施增援救助和搶修。通過對搶修現(xiàn)場信息的綜合分析,智能化的制定現(xiàn)場搶修決策，完成搶修任務，搶修任務完成后搶修工單被傳回控制中心進行工單歸檔。

2.2 與配電自動化系統(tǒng)的集成

新鄉(xiāng)供電局已經(jīng)建設有配電自動化系統(tǒng)，因此，基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統(tǒng)必須充分利用現(xiàn)有的配電GIS、配電自動化的資源，與配電自動化有效集成，實現(xiàn)基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統(tǒng)功能。

圖2 新鄉(xiāng)配電自動化系統(tǒng)與基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統(tǒng)的集成

結合新鄉(xiāng)供電局配電自動化系統(tǒng)的結構，設計如下與配電自動化集成在一起的基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統(tǒng)。

3 系統(tǒng)結構

3.1 硬件結構

系統(tǒng)主體結構主要包括搶修車輛（帶PDA）、前置通信服務器、監(jiān)控中心等部分。系統(tǒng)硬件結構，如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)硬件結構

其中，

（1）DAS網(wǎng)絡：指配電自動化系統(tǒng)的網(wǎng)絡，電力搶修實時調度系統(tǒng)從DAS網(wǎng)絡獲取的實時數(shù)據(jù)。

（2）MIS網(wǎng)絡：指電業(yè)局的MIS系統(tǒng)網(wǎng)絡，在電力搶修實時調度系統(tǒng)可以向MIS網(wǎng)絡發(fā)布車輛的實時狀況。

（3）GIS數(shù)據(jù)服務：提供GIS數(shù)據(jù)和電力設備的屬性數(shù)據(jù)。

（4）應用服務器：存放車輛調度系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲及調度應用服務。

3.2 軟件結構

系統(tǒng)軟件結構，如圖4所示，

圖4 系統(tǒng)軟件結構

說明：

搶修車輛的PDA獲取GPS數(shù)據(jù)后，通過GPRS網(wǎng)絡傳輸給前置機服務器，車輛調度系統(tǒng)訪問前置機服務器獲取車輛GPS數(shù)據(jù)并在GIS圖上顯示車輛當前的位置；車輛調度系統(tǒng)通過短信或者電話的方式通知搶修車輛執(zhí)行搶修任務，搶修車輛在搶修的過程中，通過PDA的IE瀏覽器查看缺陷設備情況，處理完畢后，填寫處理情況和缺陷單并提交到車輛搶修中心。

4 系統(tǒng)功能介紹

系統(tǒng)功能模塊主要包括PDA、前置通訊、應用服務、監(jiān)控工作站等幾大模塊。系統(tǒng)利用分布于實時地理信息上的設備詳細情況、實時運行狀態(tài)和設備間的動態(tài)拓撲關系來實現(xiàn)對配電網(wǎng)設備的靜態(tài)管理、動態(tài)管理、運行維護等，并為配電生產(chǎn)管理提供基礎信息。下面以系統(tǒng)的管理功能、PDA功能、前置通訊功能為例，來闡述系統(tǒng)的功能。

4.1 管理功能

（1）搶修管理

PDA用戶通過IE登陸到配電搶修及巡線管理系統(tǒng)主界面并常時在線，當配電搶修中心接到搶修任務時，迅速制訂搶修策略并下發(fā)搶修單，然后通過服務器發(fā)布到各個PDA用戶，PDA用戶就可以及時看到屬于自己的搶修任務，然后迅速趕往搶修地點，搶修完畢后，通過PDA及時填寫搶修情況并提交到后臺服務器，監(jiān)控中心就能及時的了解現(xiàn)場的搶修情況，以便做出進一步的處理，從而大大提高了工作效率。

搶修管理流程如圖5所示。

圖5 配電搶修流程

（2）巡線及缺陷管理

首先，配電巡線管理中心人員通過配電巡線管理系統(tǒng)制訂巡線任務，并分配給不同的PDA巡線工作人員；然后，PDA用戶通過IE登陸到配電搶修及巡線管理系統(tǒng)主界面并常時在線，然后登陸到巡線管理子系統(tǒng)，打開巡線管理任務列表并找到自己的巡線任務，之后根據(jù)巡線任務的內容進行巡線，巡線完畢，填寫巡線任務單并提交到后臺服務器。巡線及缺陷管理流程如圖6所示。

圖6 巡線及缺陷管理流程

4.2 PDA功能

PDA主要由GPS接收模塊、GPRS模塊、WINDOWS MOBILE操作系統(tǒng)及靈圖導航軟件組成。能與監(jiān)控中心進行信息與語音的雙向傳輸。

當監(jiān)控中心下達定位信息召喚命令時，啟動GPS接收模塊接收衛(wèi)星信號，并將GPS數(shù)據(jù)通過GPRS模塊發(fā)送給前置機服務器。

GPRS模塊用于接收監(jiān)控中心命令，并將車輛GPS數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心。當GPRS模塊登陸上GPRS網(wǎng)絡后，其自動連接到前置機服務器，并保持和維護鏈路的連接，隨時監(jiān)測鏈路的連接情況，一旦發(fā)生異常則自動重新建立鏈路。

WINDOWS MOBILE操作系統(tǒng)支持GPS數(shù)據(jù)獲取程序的運行，GPRS通訊程序的運行以及靈圖導航軟件的運行。靈圖導航軟件可以根據(jù)用戶指定的地點，實時導航車輛的運行。

4.3 前置通訊功能

前置機通訊服務器作為各個PDA數(shù)據(jù)的接收端和提供端，需要在當?shù)仉娦殴旧暾堃粋€固定的網(wǎng)絡地址，PDA通過GPRS向這個固定的網(wǎng)絡地址發(fā)送數(shù)據(jù)。

前置機通訊服務器作為Socket服務器，PDA作為Socket客戶端，Socket服務端平時以給定的端口號處于等待連接的狀態(tài)。Socket客戶端根據(jù)服務端提供的端口號和服務端的網(wǎng)絡IP地址主動連接服務器。當連接成功后，PDA通過GPRS網(wǎng)絡向前置機通訊服務器發(fā)送數(shù)據(jù)，前置機通訊服務器根據(jù)PDA提供的通訊協(xié)議對數(shù)據(jù)進行分析，然后保存到內存中供車輛監(jiān)控系統(tǒng)使用。前置機通訊服務器接收車輛監(jiān)控系統(tǒng)對PDA下發(fā)的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)PDA提供的通訊協(xié)議把數(shù)據(jù)打包并通過GPRS網(wǎng)絡發(fā)送給PDA。

前置機通訊服務器也作為監(jiān)控系統(tǒng)的車輛實時數(shù)據(jù)服務器，前置機通訊服務器作為Socket服務器，車輛監(jiān)控系統(tǒng)作為Socket客戶端，通過局域網(wǎng)連接。Socket服務端平時以給定的端口號處于等待連接的狀態(tài)，Socket客戶端根據(jù)服務端提供的端口號和服務端的主機IP地址主動連接服務器，當連接成功后，Socket客戶端就會按照一定的格式向服務端發(fā)送數(shù)據(jù)請求或數(shù)據(jù)，服務端根據(jù)客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)請求給客戶端發(fā)送相應的數(shù)據(jù)或者接收并轉發(fā)客戶端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)。

前置機通訊服務器還把對PDA的設定數(shù)據(jù)（如跟蹤設定數(shù)據(jù)等）保存到數(shù)據(jù)庫和內存中，數(shù)據(jù)庫中保存的設定數(shù)據(jù)供前置機通訊程序初始化讀取用，內存中保存的設定數(shù)據(jù)供其他的監(jiān)控系統(tǒng)工作站同步顯示用；前置機通訊服務器還把從PDA接收的報警數(shù)據(jù)和車輛GPS信息數(shù)據(jù)及時地保存到數(shù)據(jù)服務器的數(shù)據(jù)庫中，作為歷史數(shù)據(jù)查詢用。

在前置機通訊服務程序采用多線程編程技術，根據(jù)監(jiān)控工作站的數(shù)據(jù)請求，給各個監(jiān)控工作站發(fā)送數(shù)據(jù)，Socket連接的建立和斷開都由Socket客戶端決定，前置機通訊服務程序只需響應客戶端的數(shù)據(jù)請求即可。

前置機服務器還作為搶修和巡線管理系統(tǒng)的WEB服務器，PDA通過IE瀏覽器進入搶修和巡線管理系統(tǒng)，從而進行搶修情況的實時填寫。

4.4 系統(tǒng)優(yōu)點與可靠的技術支持

（1）系統(tǒng)在國外已有成功使用的案例。

（2）系統(tǒng)使用到了GPS、GPRS、GIS三項成熟的技術，并在國內都已成功商業(yè)化運行多年，技術可靠。

（3）系統(tǒng)專業(yè)針對性強，與配電自動化系統(tǒng)、95598客服系統(tǒng)聯(lián)系緊密，許多基礎數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)資源共享，從而減少設備投資。

（4）系統(tǒng)信息源包括客服務系統(tǒng)及配電自動化系統(tǒng)，通過與調度監(jiān)控系統(tǒng)相連，調度員及現(xiàn)場人員就能獲取故障信息、判斷故障點并做出搶修決策。

（5）該系統(tǒng)具有GPS全球定位、導航功能，結合95598與配電自動化系統(tǒng)獲取故障設備的地理信息，引導搶修人員以最優(yōu)方案到達現(xiàn)場。提高搶修人員反應速度，確保優(yōu)質服務45分鐘到達現(xiàn)場的承諾。此功能還可擴展出：車輛定位、最優(yōu)搶修車選擇、搶修進度跟蹤、軌跡查詢等管理用途。

（6）該系統(tǒng)是集數(shù)據(jù)庫、GPS導航、配電調度管理、GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ芘c一身，功能擴展空間大。

綜上所“PDA實時在線配電搶修及巡線管理系統(tǒng)”對提高配電工作效率、提高配電管理水平、并從根本上優(yōu)化配電工作模式，對配電工作有著直接促進作用。

5 結束語

基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統(tǒng)要解決的問題是電力故障、監(jiān)控調度中心和搶修資源之間的有效配置問題。在未來投入使用過程中，除了要完善相關硬件及軟件的配置問題，還要注重相關人員的操作使用培訓。

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