變電站定位導航方法概述

劉鵬　尹玉娟　魏振　李孟　吳壽山　雷敏　孫昭昌

摘 要：隨著電力系統規模擴大，供電公司負責變電站數目與日劇增。憑借記憶變電站地址和駕駛路徑的傳統工作方式效率日益低下。該文總結了三種基于智能手機等移動終端的變電站定位導航方法，介紹了它們的地址保密策略和定位導航實現方式。為避免地址泄密，三種方式未在安裝于移動終端的定位導航軟件中存儲變電站地址，而是采用外部輸入或者授權發送方式傳送特定地址信息，實現變電站信息與定位導航裝置的分離，降低泄密風險。

關鍵詞：變電站 定位導航 智能手機 移動終端 數據加密

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）03（b）-0008-02

隨著變電站規模擴大和變電設備質量提高，其檢修周期也相應拓寬[1]，工作人員去特定變電站的機會減少，特定人員到特定變電站的機會可能幾年一次。隨著城市建設、城鄉改造發展，城鎮和鄉村交通道路、建筑街景等參考地貌也逐年逐月改變。一方面變電站規模擴大、人員到達現場時間間隔增加，一方面變電站周邊參考地貌改變，造成工作人員對變電站地址和行駛路徑不熟悉，影響達到現場的時間。商用定位導航設備已非常成熟，但因變電站關系國計民生，其地址屬國家保密數據，商用定位導航設備并未存儲變電站信息，無法直接對變電站實現定位導航；同時高電壓等級變電站多坐落于荒郊野外，周圍也缺乏必要參考物可用于商業定位導航設備中的輔助定位。

如何在地址保密下實現變電站定位導航考驗著電力技術人員。近年來工程人員相繼提出了基于二維碼的變電站定位導航方法、基于GIS的巡檢現場手機定位導航方法以及基于地址服務器的手機APP定位導航方法。這幾種變電站定位導航方法均依托目前廣泛應用的智能手機等移動終端，該文將對其進行分析介紹。

1 基于二維碼的變電站定位導航方法

廣東電網公司佛山供電局采用了一種基于二維碼的變電站定位導航方法[2]。一個二維碼可容納多達1 850大寫字母或者270個數字，或500漢字等。因此，利用二維碼“存儲”變電站地址信息綽綽有余。制作變電站地址二維碼卡片的基本原理是首先獲得變電站地址的經緯度信息，對變電站的經緯度信息轉換成固定格式的數字序列，對得到的數字序列按照一定的加密策略完成加密處理，對加密后的數字序列生成二維碼并制作成二維碼卡片。

在地址二維碼解碼方面，采用智能手機或者平板電腦安裝自行開發的定位導航軟件APP程序實現。軟件APP設有二維碼掃描功能，打開后可以啟動手機或者平板電腦攝像頭，當二維碼卡片靠近其攝像頭后可自行完成二維碼掃碼的信息輸入。軟件APP獲得二維碼提供的變電站地址信息后，自動按照預定的解密策略完成信息解密，從而獲得變電站真正的地址經緯度信息。

2 基于GIS的巡檢現場手機定位導航方式

天津市電力公司提出了一種基于GIS的巡檢現場手機定位導航方式，利用電網GIS（地理信息系統）系統的變電站坐標信息作為地址來源[3]。整套系統包含四個組成部分，智能手機、外網服務器、內網服務器和GIS服務器。手機終端發送地址需求到外網服務器，外網服務器通過安全隔離裝置請求信息內網數據庫的數據，GIS系統發送加密的位置信息到信息內網數據庫，通過安全隔離裝置到達外網數據庫，巡檢人員通過刷新按鈕或系統定時輪詢進行數據請求，形成任務信息下發到移動客戶端，手機端完成對經緯度信息的解密處理，調用百度或高德地圖完成導航。工作流程中，手機、內網服務器、外網服務器均不存儲任何數據。數據傳送過程中，通過數據加密保證數據的安全。

基于GIS的巡檢現場手機定位導航方式通過數據加密實現變電站地址信息在GIS系統、外網服務器、內網服務器和手機終端之間的安全傳遞，實現地址信息的保密，安全性能較高。不過，GIS系統地圖更新程序復雜、造成更新速度慢，地圖陳舊，可能造成傳送的地址信息不準確，導航信息不準等問題。

3 基于地址服務器的手機APP定位導航方式

江蘇省電力公司檢修公司、山東省電力公司青島供電公司則采用了一種基于地址服務器的手機APP定位導航方式[4]。該方法與基于GIS的巡檢現場手機定位導航方式有一定的類似之處。其變電地址來源于接入互聯網的地址服務器。為了保證該敏感數據的安全和不被泄露，存入地址服務器的變電站地址按照一套安全的加密算法對其進行加密處理。基于安全考慮，系統采用的密鑰格式為：約定位數的公共字符串+手機唯一設備標識符。密鑰的構成主要分為兩個部分：（1）約定的位數的公共字符串。由后臺管理員設定的約定位數的隨機字符串作為最終密鑰的一部分。（2）手機唯一設備標識符。管理員需要提前獲取使用該APP的手機的設備標識符，該字符串對于每臺手機而言是唯一的，因此，每臺手機對應的最終密鑰就具有唯一性，這樣即使經過加密的數據文件被竊取，敏感信息也不會被大面積的破解和泄露，大大提高了變電站數據傳輸和存儲的安全性。

4 基于移動終端的定位導航APP程序

獲得變電站地址信息后，后續的基于智能手機或平板電腦等移動終端的定位導航APP程序設計大同小異。近幾年來智能手機已相當普及，其硬件包含件包含有CPU、GPU、ROM、RAM、FLASH存儲卡、液晶屏、觸摸屏、攝像頭、Wi-Fi無線連接模塊、3G模塊、GPS模塊及聲音等模塊，類似于個人電腦，用戶可自行安裝第三方開發的程序，并通過移動通訊網絡實現無限網絡連接，為手機應用程序的研發提供了非常好的平臺和廣闊的發展空間[5]。基于移動智能手機等移動終端的APP程序開發可通過引用商用的地圖導航API實現地圖加載、創建地圖容器元素，創建點坐標，地圖初始化，創建地圖等功能。

5 結語

基于無線網絡技術和智能終端的定位導航方法已經在當前社會中獲得了廣泛的應用，極大方便了人們出行。因變電站關系國計民生，其地址信息屬國家保密數據，商用定位導航軟件或裝置均不能直接實現精確導航。該文總結了3種目前常用的基于智能手機等移動終端的變電站定位導航方法，介紹了它們的地址保密策略和定位導航的實現方式。為避免變電站地址信息泄漏，它們均采用了地址信息與定位導航裝置分離的設計方式，外部輸入加密的地址信息，導航裝置解密后獲得當前需要定位的變電站地址經緯度，從而實現特定變電站的定位導航。這三種變電站定位導航方法均在保證地址信息不會泄密的情況下實現了變電站的定位導航，在當前電力系統規模日益擴大、變電站數目逐年增長的形勢下，可輔助電力工作人員巡視實現目標變電站的定位導航，縮短到達時間，提高工作效率，具有較強的現實應用意義。

參考文獻

[1] 國家電網.Q/GDW 1168-2013，輸變電設備狀態檢修試驗規程[M].北京：中國電力出版社，2014.

[2] 李固，嚴杰峰，黃衍波，等.基于二維碼的變電站的定位導航方法[J].信息與電腦，2015（12）：94-103.

[3] 何金，王揚，董陽，等.基于GIS的巡檢現場手機定位導航系統[J].電力信息通信技術，2014（7）：7-11.

[4] 蔣昊松，黃國棟，張霞.基于Android的變電站地理位置導航系統的設計與實現[J].無線互聯科技，2016（4）：61-64.

[5] 邵長恒，趙煥杰.Android程序開發使用教程[M].北京：清華大學出版社，2014.