偏遠(yuǎn)地區(qū)人工抄表的降損管理技術(shù)研究

摘 要：臨滄地處云南邊陲，地廣山高，區(qū)內(nèi)用電戶分散，老式電表、智能電表并存。為方便抄表工作、杜絕“估抄、漏抄、不按時(shí)抄表”等不負(fù)責(zé)任行為，臨滄電力引入電子地圖，北斗定位，伸縮式圖像紅外采集儀，抄表打票定位一體化智能抄表終端等技術(shù)，建立抄表服務(wù)器管理平臺(tái)，保證抄表數(shù)據(jù)正確，能真正體現(xiàn)線路線損，從而找出降低線損的方法。

關(guān)鍵詞：定位；電子地圖；智能抄表；路徑回放

引言

臨滄地區(qū)地處云南邊陲，地廣山高，區(qū)內(nèi)用電戶分散，老式電表、智能電表并存，只有小部分區(qū)域上了集抄，短時(shí)間內(nèi)集抄無法大面積推廣，抄表仍然是以人工為主。

在抄表工作中，發(fā)現(xiàn)存在很多估抄，漏抄，不按抄表路線和例日抄表的情況，導(dǎo)致線損異常波動(dòng)及電量損失。造成這一情況的原因主要有：第一，很多電表安裝位置過高，抄表人員不借助工具無法采集到電表讀數(shù)。借助梯子等工具攀爬至高處抄表，一是增加了觸電、跌落等安全隱患，二是找不到適合工具時(shí)很容易放棄讀數(shù)直接估抄；第二，臨滄地區(qū)陽光強(qiáng)烈，在白天通過紅外方式抄表時(shí)，信號(hào)受到嚴(yán)重干擾，讀取數(shù)據(jù)慢甚至無法正確收到紅外數(shù)據(jù)；第三，區(qū)內(nèi)用戶分散，抄表人員容易對(duì)位置偏遠(yuǎn)到達(dá)困難的零星用戶漏抄和估抄。

為了克服上述困難，電力公司基于抄表行為管控，降低抄表人員勞動(dòng)強(qiáng)度，引入降損智能抄表系統(tǒng)，集合紅外抄表，抄表定位，圖像無線傳輸，抄表線路回放等技術(shù)，進(jìn)行降損管理及工具研究。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

降損智能抄表系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

智能抄表系統(tǒng)由智能抄表終端、伸縮式圖像紅外采集儀和服務(wù)器管理平臺(tái)組成。

智能抄表終端通過紅外信號(hào)的方式采集紅外電表的數(shù)據(jù)，對(duì)于不能用紅外方式采集的機(jī)械表，保留了手工錄入功能，在采集數(shù)據(jù)的同時(shí)記錄抄表地點(diǎn)GIS信息，對(duì)抄表點(diǎn)定位。針對(duì)安裝位置較高的電表，采用伸縮式圖像紅外采集儀，伸縮式圖像紅外采集儀可延伸至2.5米，加上人的高度一般可以看到4米多的電表圖像，通過WIFI傳輸至抄表終端屏幕顯示。抄表完成后可以通過抄表終端內(nèi)置的3G/4G或USB連線將抄表數(shù)據(jù)傳至服務(wù)器管理平臺(tái)，管理平臺(tái)具有抄表數(shù)據(jù)回溯分析，抄表人員抄表路徑回放等功能，可以查看抄表人員抄表路徑，核實(shí)抄表數(shù)據(jù)真實(shí)性。

1.1 智能抄表終端

1.1.1 智能抄表終端功能

（1）電表數(shù)據(jù)采集（包括手工錄入機(jī)械表表碼與自動(dòng)采集紅外電表數(shù)據(jù)）。

（2）初次抄表時(shí)自動(dòng)初始化抄表GIS（地理信息系統(tǒng)）庫，將營銷系統(tǒng)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)與定位信息形成關(guān)聯(lián)，生成包含GIS信息的抄表數(shù)據(jù)庫，在進(jìn)行抄表數(shù)據(jù)錄入時(shí)自動(dòng)寫入該表的GIS信息，并記錄下抄表時(shí)間。

（3）對(duì)于安裝在比較偏僻地方的電表，可在建立GIS時(shí)對(duì)電表的安裝環(huán)境拍照（可以將安裝電表的整體墻面外觀拍下），拍照后照片編號(hào)會(huì)自動(dòng)保存到該電表的記錄里，方便日后的查閱導(dǎo)航。

（4）抄完數(shù)據(jù)后，可通過3G或4G網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器，對(duì)于海頤新系統(tǒng)沒有無線接口，就可以用數(shù)據(jù)線連接進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)入。

（5）在智能抄表終端內(nèi)，存在至少兩個(gè)抄表數(shù)據(jù)庫，一個(gè)是從海頤營銷系統(tǒng)導(dǎo)入的原始數(shù)據(jù)，另一個(gè)是智能抄表終端初始化時(shí)建立的包含GIS信息的抄表數(shù)據(jù)庫。在進(jìn)行抄表時(shí)，抄表數(shù)據(jù)會(huì)同時(shí)錄入這兩個(gè)數(shù)據(jù)庫。

1.1.2 定位模塊

在定位過程中，我們發(fā)現(xiàn)包括手機(jī)在內(nèi)的很多定位終端會(huì)發(fā)生無法定位（一般周圍有強(qiáng)干擾源）和漂移問題，定位誤差在幾百米至上千公里，使用一般的智能設(shè)備進(jìn)行定位抄表，將無法得到準(zhǔn)確的信息。在H9600智能抄表終端中，采用“北斗+GPS+格拉斯”三合一芯片，增加信號(hào)接收的靈敏度，同時(shí)采用干擾源屏蔽技術(shù)，智能抄表終端的定位芯片遠(yuǎn)離CPU等電磁輻射器件，保證定位模塊的穩(wěn)定。

一般的電子地圖都經(jīng)過加密處理或者電子地圖本身不準(zhǔn)確，我們根據(jù)人工抄表的特點(diǎn)，自動(dòng)計(jì)算兩次抄表間的距離和時(shí)間，修正錯(cuò)誤的GIS數(shù)據(jù)。若修正后的結(jié)果仍存在較大誤差，可以采用就近信息定位。有的電表在樓道或地下室，智能抄表終端無法接收衛(wèi)星信號(hào)，可以就近采集附近坐標(biāo)，比如剛進(jìn)入樓道前的地理坐標(biāo)作為引導(dǎo)坐標(biāo)。

單一GPS定位模式的定位效果和“北斗+GPS+格拉斯”三合一芯片效果比較如圖2、圖3所示。

在抄表時(shí)，抄表人員首先打開智能抄表終端，從營銷系統(tǒng)下載數(shù)據(jù)，打開定位系統(tǒng)，通常北斗定位需要兩顆衛(wèi)星以上，GPS定位需要四顆以上才能準(zhǔn)確定位。智能抄表終端在48小時(shí)內(nèi)沒使用過的區(qū)域開啟后，定位系統(tǒng)需要重新搜尋星歷，冷啟動(dòng)一般需要3-5分鐘，定位時(shí)間長。為了解決這個(gè)問題，智能抄表終端內(nèi)設(shè)有含流量的手機(jī)卡，可采用AGPS網(wǎng)絡(luò)輔助定位系統(tǒng)，在15秒內(nèi)完成定位。

1.2 伸縮式圖像紅外采集儀

伸縮式圖像紅外采集儀類似高清照相機(jī)，攝像頭裝在絕緣伸縮桿上，具有拍照、紅外數(shù)據(jù)采集和WIFI功能，與智能抄表終端采用WiFi通訊，無需手機(jī)卡。

抄表時(shí)，打開抄表儀電源，抄表儀會(huì)啟動(dòng)攝像機(jī)和WiFi模塊，同時(shí)打開智能抄表終端WiFi功能，連接到抄表儀WiFi信號(hào)，這時(shí)抄表儀采集到的圖像就會(huì)自動(dòng)傳輸?shù)街悄艹斫K端上并顯示出來。如果電表所處的環(huán)境比較暗，可以通過點(diǎn)擊智能抄表終端上APP的背光按鈕，打開抄表儀上的補(bǔ)光燈，為采集清晰的電表數(shù)據(jù)圖片提供有效光源。

伸縮式圖像紅外采集儀結(jié)構(gòu)如圖4所示。

（1）臨滄地區(qū)光照強(qiáng)烈，對(duì)紅外抄表有較大干擾。因此紅外通訊模塊設(shè)計(jì)時(shí)，加大紅外發(fā)射功率，采用深色鏡片濾波，減少干擾。（2）抄表儀采用35Kv等線絕緣桿，內(nèi)置5000mAh鋰電池，重量為750g，完全伸展開長度約為2.3m。在完全展開采集電表圖像時(shí)，通常會(huì)遇到桿子抖動(dòng)引起的圖像晃動(dòng)。為了解決這個(gè)問題，在伸縮桿上增加支撐的支架，在進(jìn)行遠(yuǎn)距離抄表時(shí)可用支架固定位置，支撐距離恰好在鏡頭調(diào)焦范圍內(nèi)，如此在遠(yuǎn)距離采集電表圖像時(shí)可以清晰觀察和拍攝圖像。支架結(jié)構(gòu)如圖5所示。（3）在黑暗處打開背光燈時(shí)，背光容易在電表箱表面的鏡片處形成反射光斑，影響視線。所以攝像頭采用傾斜補(bǔ)光，通過攝像頭與背光燈形成一定夾角，使視線域與光斑域隔開一段距離，從而使表碼或銘牌圖像有效區(qū)沒有光斑出現(xiàn)。由于抄表儀使用場(chǎng)合一般都帶電，存在安全隱患，抄表儀采用35Kv絕緣材料作為伸拉桿，并將充電電池置于桿頂，遠(yuǎn)離抄表儀手握位置，提高帶電作業(yè)的安全性。

1.3 服務(wù)器系統(tǒng)管理平臺(tái)

服務(wù)器系統(tǒng)管理平臺(tái)以Java語言為開發(fā)工具，采用SQLSever數(shù)據(jù)庫存放電表用戶信息及抄表路徑。服務(wù)器系統(tǒng)管理平臺(tái)主要功能是電表定位信息初始化、用戶信息建檔與管理、抄表人員信息管理、抄表路徑回放、定位。

2 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及效果

2.1 服務(wù)器系統(tǒng)管理平臺(tái)測(cè)試

在電腦上運(yùn)行系統(tǒng)管理平臺(tái)，通過USB連接智能抄表終端進(jìn)行抄表數(shù)據(jù)上下傳、抄表軌跡回放以及估抄分析等操作，測(cè)試結(jié)果符合設(shè)計(jì)預(yù)期目標(biāo)。管理平臺(tái)界面如圖6所示和圖7所示。

2.2 智能抄表終端現(xiàn)場(chǎng)抄表測(cè)試

在城中村使用智能抄表終端進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抄表和定位測(cè)試，測(cè)試人員現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試照片如圖8所示。

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，智能抄表終端紅外抄表功能，定位功能，路徑回放功能都符合設(shè)計(jì)預(yù)期目標(biāo)。智能抄表終端操作界面截圖如圖9、圖10所示。

2.3 伸縮式圖像紅外采集儀現(xiàn)場(chǎng)抄表測(cè)試

與智能抄表終端一起在同一個(gè)城中村對(duì)伸縮式圖像紅外采集儀進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)抄表測(cè)試。測(cè)試人員現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試照片如圖11所示。測(cè)試過程中，紅外抄表反應(yīng)靈敏，成功率達(dá)到100%。白天測(cè)試時(shí)，攝像頭拍攝照片可以清晰顯示電表讀數(shù)。采集儀拍到的照片如圖12所示。夜晚測(cè)試時(shí)，使用補(bǔ)光燈進(jìn)行電表照片拍攝，由于在設(shè)計(jì)時(shí)攝像頭與補(bǔ)光燈形成了一定的夾角，補(bǔ)光燈沒有在電表讀數(shù)區(qū)域形成光斑影響閱讀。夜晚拍攝照片和智能抄表終端收到采集儀圖像的截圖如圖13和圖14所示。

3 結(jié)束語

文章所述降損管理技術(shù)完成了服務(wù)器系統(tǒng)管理平臺(tái)、智能抄表終端、伸縮式圖像紅外采集儀的設(shè)計(jì)，通過北斗衛(wèi)星定位（BDS）、輔助GPS技術(shù)（A-GPS）。通過整套系統(tǒng)的配合，抄表人員從營銷系統(tǒng)下載抄表數(shù)據(jù)，在智能抄表終端完成初始化，再到現(xiàn)場(chǎng)抄表，抄表時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)將抄表GIS信息錄入數(shù)據(jù)庫，生成運(yùn)動(dòng)軌跡，對(duì)人員的抄表時(shí)間、順序等進(jìn)行管控，通過3G網(wǎng)絡(luò)傳回《管理系統(tǒng)》服務(wù)器，同時(shí)將數(shù)據(jù)接回海頤營銷系統(tǒng)，完成整個(gè)抄表過程。確保抄表人員一定要到現(xiàn)場(chǎng)抄表，保證了抄表數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，同時(shí)降低勞動(dòng)強(qiáng)度和安全隱患，有效減少了線損異常波動(dòng)及電量損失，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)研究目的。

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作者簡(jiǎn)介：陳棟（1989-），男，湖北黃岡人，助理工程師，本科學(xué)歷，主要從事變電運(yùn)行工作。

華瓊（1975-），女，云南大理人，工程師，本科學(xué)歷，主要從事變電運(yùn)行工作。

施金潤（1979-），男，云南臨滄人，高級(jí)工程師，研究生學(xué)歷，主要從事企業(yè)管理工作。