云技術在電能表現場作業與業務監控系統中的應用

何培東　張君勝　張嘉岷　楊凱麟　白泰

摘要： 文章介紹了移動云應用技術在智能電能表現場作業與業務集中監控系統中的應用，解決了以往因為缺少必要的技術手段，使智能電能表裝換無法實現現場實時下載運行參數并上傳用戶檔案信息；現場實時對智能電表進行用電數據和運行參數的比對巡查和遠程費控業務的集中監控；不能為電力用戶現場實時提供開卡、寫卡、充值和充值故障的處理的服務等問題。

Abstract： This paper introduces the application of mobile cloud application technology in the intelligent watt-hour meter on-site operation and business centralized monitoring system， which makes it possible to download the running parameters in real time and upload users file information on site in Intelligent watt-hour meter installation； It realizes the real-time inspection of electricity data and operation parameters of smart meters and centralized monitoring of remote control business； It can provide card activating， card writing， recharging and recharging error treatment service for electricity users on site in real time.

關鍵詞： 移動云；智能電能表；現場作業；業務集中監控；遠程技術

Key words： mobile cloud；intelligent watt-hour meter；on-site work；centralized monitoring of business；remote technical

中圖分類號：TP84 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）07-0100-03

0 引言

在智能電能表現場安裝及用戶服務上，因為缺少必要的技術手段，使智能電能表裝換無法實現現場實時下載運行參數并上傳用戶檔案信息；不能進行現場實時對智能電表進行用電數據和運行參數的比對巡查和遠程費控業務的集中監控；不能為電力用戶現場實時提供開卡、寫卡、充值和充值故障的處理的服務。四川省電力科學院聯合深圳科曼信息技術有限公司，經過探索和實踐，將移動云虛擬技術和多功能移動作業終端應用到智能電能表現場作業與業務集中監控系統中，應用到各個不同職能部門的管理終端上，實現了智能電表裝換的實時集中管理。通過移動作業終端，把SG186和營業大廳服務功能，延伸到居民社區和用戶家里，進一步提高了智能電表裝換的有效管控和用戶的服務質量。

1 智能電能表現場作業與業務集中監控系統的構成與部署

1.1 系統硬件組成

國網四川省電力公司計量中心采用一個云系統，可支持500個移動作業終端同時在線。系統在原有電力內網的基礎上部署。系統硬件構成部署如下：

硬件部分：局端設備為一臺移動云服務器，一臺移動云數據庫服務器，一臺移動云VPN設備以及其他網絡設備。現場設備為移動手持作業終端。

1.2 系統搭建

智能電能表現場作業與業務集中監控系統的系統架構見圖1。

系統搭建局端設備主要是移動云VPN設備、移動云服務器與數據庫服務器。數據遠程通信依賴于VPN設備提供加密、服務器認證、消息完整性、CAB應用發布等功能，使現場移動作業終端通過2G/3G移動網絡遠程、安全接入移動云系統，保證數據通過公網傳輸的安全。移動云系統通過內網和接口與SG186（含開卡寫卡密鑰系統）及掌機主站（含設置密鑰系統）連接，實現各個系統之間的數據交互。內部管理的操作人員采用C/S模式訪問云系統，移動作業終端通過B/S模式與云系統通信，以降低數據的通信量適應GPRS模式下低帶寬通信。

移動作業終端通過移動網絡下載任務，在現場完成任務操作。內置有2種不同的安全模塊，分別用于對智能電表和購電卡的的加解密業務，保證了對智能電表的運行參數設置和購電卡充值數據讀寫的合法性。

1.3 系統功能設計

1.3.1 智能電表裝換功能

依據原有系統生成智能電表裝換任務，手持終端下載裝換工單，并讀取裝換電表的數據采集，同時進行止度讀取、客戶確認、拆裝電表、新表施封、電價調整、施封、檔案上傳工作。所有數據無需人工輸入，保證智能電表裝換數據的準確性，同時避免了人員往返傳遞數據如系統再返回現場操作造成的效率底下，人工成本高的問題。

1.3.2 智能電表巡查功能

依據原有系統生成智能電表巡查任務，手持終端下載裝換工單，并讀取巡查電表的數據采集，上傳采集的用電數據和運行數據，移動云系統讀取SG186系統被存查電表的數據比對，如發現問題，云系統將發出修改數據指令和正確運行數據，手持終端執行運行參數數據的修改。

1.3.3 現場用戶購電費控業務功能

現場作業終端完成購電費控功能包括：用戶開卡、寫卡、充值和充值故障處理功能。此項功能的設計由作業終端發起，并請求云系統生成任務，然后執行，有別于其他功能的任務是由云系統主動生成下發。

1.3.4 智能電表業務集中監控功能

通過現場終端進行的各種業務與操作，其環境、對象、過程、結果等全參數數據都被終端設備采集并上傳主站系統。主站對數據進行分層加工，處理或預處理成事務型數據與分析型數據。這些數據被用于直接的監控與決策支持。從而提高管理水平與服務質量。

1.3.5 移動作業終端功能

移動作業終端依據現場的業務需求，設計具備激光紅外、普通遠紅外、GPRS通訊、藍牙通訊、RFIDD讀寫、條碼掃描、GPS定位、攝像頭、IC卡接口、數據安全認證等功能。可以與高空紅外讀表儀、藍牙打印機配套使用。

采用大屏幕高分辨率顯示和高可靠性的觸摸屏和各種輸入輸出接口，是一款具備完成計量現場操作功能的綜合性手持設備，如抄表、開關控制、密鑰更新等功能。擁有多項專利技術的創新型設計，外觀新穎，性價比極高，符合電力行業的大多數應用需求。

1.4 業務工作流程設計

除現場用戶購電費控業務功能的流程外的源頭為作業終端發起外，其他業務任務全部有云系統生成，其工作流程見圖2。

1.5 云端軟件設計

云端服務器操作系統采用linux，數據庫系統可采用Oracle 10g。云端軟件包括業務應用、支撐平臺、系統接口和移動終端云操作接口組成。圖3為云端軟件的邏輯架構。

①現場作業云系統的研究是以營銷系統等相關系統提供的數據為基礎，通過移動云技術，為本地費控智能電表現場作業與業務集中監控提供技術支撐。

②現場作業云系統由業務應用、支撐平臺、系統接口、終端操作云接口、現場手持終端系統組成，各部分功能如下：

1）業務應用管理操作采用B/S，其中業務應用內容包括任務產生、權限（用戶）管理、評價考核、電表轉壯業務管理、費控業務、監控管理等服務。由原有系統產生檔案信息和任務基本信息，現場作業云系統依據需要執行的任務內容生成任務并下達。電表換裝業務（包括止度讀取、客戶確認、拆裝電表、新表施封與電價調整、新表檔案上傳）和費控業務（包括開卡、寫卡、充值及充值故障處理）的任務下達和執行結果。業務集中監控，通過移動終端現場采集智能電表用電數據和運行數據，與原有系統的設置數據進行比對分析，發現問題后將遠程下發密鑰（公鑰或私鑰）和正確的設置數據到移動終端，移動終端現場重新設置。

2）支撐平臺由檔案管理、密鑰管理、購電數據管理、用電數據分析和運行數據分析模塊組成。檔案管理的數據來源為SG186系統，所有現場業務操作依據檔案數據和現場條碼或RFID數據比對正確后作為現場業務操作的開始，檔案數據包括用戶信息、表計編號、資產號、運行數據等。密鑰管理模塊負責密鑰的收取和下發。購電數據包括電卡開卡、寫卡、充值及充值故障處理等。檔案數據與運行參數結合，通過任務單的要求完成現場智能電表換裝業務。用電數據與運行數據的比對分析，為業務集中監控。

3）移動終端云操作接口為遠程C/S接口。

4）現場主要指手持終端的應用操作程序。其中通過條碼和RFID讀取電表編號，實現快速定位由SG186數據與讀取的數據快速比對定位。

5）系統接口是與營銷系統、掌機主站系統及其他相關系統的接口。

2 實施效果

本項目的研究成果已經應用在國網成都供電公司、國網德陽供電公司、國網內江供電公司和國網綿陽供電公司的工作當中，并已經穩定正常的運行之中，公司工作人員和用戶反饋良好。采用移動云系統后，智能電表的裝換工作效率提高了1.64倍，裝換智能電表的人工降低了39%。系統使用后不僅提高了工作效率，降低了裝換電表的成本，還同時免除了用戶往返營業廳開戶和寫卡，提高了服務質量，取得了良好的社會效益。

項目首次研制出基于移動云技術的電能表現場業務系統，解決了長期以來智能電表換裝因為人為數據的抄錄和輸入造成檔案數據錯誤，避免了因為數據錯誤造成的用戶投訴。提高了管理效益和社會效益，應用效果良好因此具有很好的推廣應用價值。

3 結束語

隨著技術的進步，新技術新方法在電力行業的應用越來越多，其中移動云技術的應用滿足了智能電表現場作業的要求，對電力現場作業的智能化和服務質量的提升具有十分重要的意義。

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