基于CIM的設備臺帳二維碼標識方法

石文江

（國網大連供電公司，遼寧 大連 116011）

基于CIM的設備臺帳二維碼標識方法

石文江

（國網大連供電公司，遼寧 大連 116011）

本文通過設計設備臺帳CIM類來規范設備臺帳中的屬性描述，有利于信息的共享，采用URL內容樣式的二維碼來標識設備臺帳，有利于提高設備臺帳錄入效率和信息的準確性，減少人工填報的環節，為設備臺帳信息的“源端維護、全局共享”的目標實現奠定基礎。

設備臺帳；CIM；二維碼；URL；IEC 61970；IEC 61968

電力系統設備的種類繁多，數量巨大，設備臺帳的標識和信息歸集的工作量大。對于不同的信息系統，存在設備臺帳內容相同但字段名稱不同的問題，即信息孤島的一種表現，例如調度管理系統（OMS）中的設備臺帳的字段名為：設備名稱、所屬系統名稱、系統類型、單位名稱、設備大類、設備類型、設備型號、投運日期、是否退役、退役日期、制造廠家、安裝地點、通信規約、設備數量等25個字段，而資產全壽命管理系統（ERP）中的設備臺帳字段名為：資產編碼、資產分類、使用保管單位、資產描述、資產補充描述、數量、成本中心、保管人、資產使用情況、電壓等級、資產狀態、制造商、資產存放（坐落）地址等21個字段。從設備臺帳的信息來源看存在多環節人工重復錄入所帶來的人為錯誤的和信息不一致的問題，其中部分信息來自裝置本體上的銘牌（如：設備型號、制造商）、系統配置（如：通信規約），另一部分信息來自裝置與外部的關聯（如：單位名稱、保管人），還有一部分是資產信息（如：資產編碼）和運維信息（如：檢修記錄），這些設備臺帳信息往往由多個部門在不同系統中人工建立和維護，效率低下，同時也存在不同系統間同一設備的臺帳信息不一致的情況。但隨著IEC 61970和IEC 61968標準的推廣應用，CIM已為業界所熟悉，若電網設備臺帳遵循CIM標準，則無疑將有利于信息的共享和交換，解決信息孤島問題[1-5]。另外，二維碼的出現也為電網設備臺帳的標識與采集錄入提供了一種高效的技術手段，盡可能地減少了人工重復錄入的工作量及人為錯誤[6-10]。

1 設備臺帳類設計

1.1 類圖

采用二維碼描述的設備臺帳內容宜為設備投運前能夠確定的靜態內容，且易于擴充，較多的內容可由多張二維碼級聯完成標識，可將它們貼于設備本體或設備所在屏柜的門背面，以便作為工程驗收的必備材料。設備臺帳二維碼內容包括設備屬性信息、資產信息和檢修記錄3部分。根據IEC 61970 CIM14V13和IEC 61968 CIM10V28，本文所設計的設備臺帳類（equipment account）繼承于 Core核心包中的Equipment設備類，同時與Core包中的PSRType電力系統資源類型類和Company公司類、Out Tage停運包中的Clerance Tag標簽類、IEC 61968 CIM中的Asset資產類進行關聯，關聯的形式是多對一，既多個 Equipment Account類實例關聯一個 Asset、Clearance Tag、PSR Type、Company類實例。具體類圖設計如圖1所示。

圖1 EquipmentAccount類圖

1.2 Equipment Account屬性及實例化方法

Equipment Account的固有屬性有8個：工程編號（serial Number）、安裝日期（installation Date）、設備型號（category）、設備子類（PSR Type）、運維單位（ business Unit Name）、 檢 修 內 容 （ work Description）、檢修開始時間（work Start Time）、檢修結束時間（work End Time），其中：工程編號用于指明資產的工程來源，它與 Asset類中的 serial Number屬性關聯；安裝日期和設備型號分別與Asset類中的installation Date和category屬性關聯；檢修內容、檢修開始時間、檢修結束時間分別與標簽類CleranceTag中的work Description、work Start Time、work End Time相關聯；設備子類與PSR Type類的name屬性相關聯；運維單位與Company類的business Unit Name屬性相關聯。Equipment Account繼承的屬性有4個：name、aliase Name、path Name、description，它們遵循IEC 61970的用戶實施規則：name是設備的簡要名稱，它在同一層對象下的所有對象中是唯一的；path Name是設備所在包容層次結構中的位置；aliase Name為設備名稱的縮寫；description 為任意格式的描述，可利用它對Equipment Account類中沒有的屬性內容進行擴充。

2 信息采集方案和內容標識方法

2.1 二維碼信息采集方案

目前設備臺帳二維碼信息的遠傳通道可選的有：互聯網、企業辦公自動化MIS網絡、電力調度數據專網SPDnet，在工程實踐中為了滿足電力二次安全防護的要求，不使用互聯網，而是使用SPDnet或MIS網絡，為此信息采集設備應采用專門開發配套的手持設備，本實施例采用去除SIM卡的專用智能手機終端，在該智能手機上安裝有二維碼掃描及外網透墻APP軟件，通過在工程現場（如：變電站）的 MIS或 SPDnet網絡交換機上臨時加裝便攜式WiFi接入組合體，該組合體由WiFi路由器、正反向物理隔離一體裝置、內網透墻平板電腦組成，WiFi路由器啟用加密安全認證機制，無SIM卡的專用智能手機終端連接到WiFi路由器后，先掃描設備臺帳二維碼并轉換成國網E語言文本文件，由外網透墻APP軟件和平板電腦上的內網透墻軟件配合以非網絡方式經正反向物理隔離一體裝置傳輸設備臺帳文本文件，再由內網透墻平板電腦以網絡方式向主站服務器上傳或下載臺帳信息，這樣嚴格避免了內外網互聯的情況，其過程如圖2所示，圖中的虛線箭頭是信息傳遞的方向。

圖2 設備臺帳二維碼采集方案

2.2 二維碼內容格式選擇

設備臺帳二維碼的常見內容格式主要有兩種：①格式文本，如國網E語言；②URL鏈接。第①種格式需要主站端用特定軟件對匯集好的大量文本進行入庫處理，另外在二維碼掃描環節中如果采用普通手機二維碼軟件還需要人工干預對掃描得到的文本進行轉發歸集操作；第②種格式可以將設備臺帳信息做成表單提交格式的URL鏈接，可用普通手機二維碼軟件進行掃描，現場設備臺帳采集人員可通過點擊該鏈接即可將設備臺帳數據填報到遠方主站數據庫，因此本文選擇URL鏈接作為設備臺帳二維碼的內容格式。

2.3 設備臺帳的靜態內容標識方法

設備臺帳靜態內容是工程編號、安裝日期、設備型號、設備子類、運維單位，這部分內容在工程竣工驗收前通常能夠被確定，同時這部分二維碼的制作工作可由施工單位完成，建設單位在項目驗收時進行二維碼掃描并完成設備臺帳信息的歸集工作。由于設備臺帳內容可能較多，在一張二維碼中表達可能較困難，可以將其拆分為多張二維碼，為了保證多個二維碼的掃描內容在歸集到主站數據庫時前后保持一致，要求一臺設備的所有二維碼中的name、aliase Name、path Name屬性內容完全相同，而其他屬性的內容則不同，并且可以根據這些屬性的內容有無雙引號標識來選擇累加還是覆蓋的入庫方式，例如 description屬性，它的內容用雙引號（“”）括起，其內容可以由多個屬性組合而成，不同屬性用分號（；）隔開，在含有description屬性的二維碼URL內容被點擊時，description屬性內容是被累加到數據庫現有記錄的description字段后面的，而對于除name、aliase Name、path Name屬性外沒有雙引號的屬性內容，采取覆蓋錄入的方式。設備臺帳靜態內容的二維碼處理流程如圖3所示。

圖3 設備臺帳靜態內容二維碼處理流程

2.4 二維碼動態內容的標識方法

設備臺帳的動態內容是：檢修內容、檢修開始時間、檢修結束時間，可用兩張二維碼進行表達，第一張用于檢修記錄的錄入，所使用的手機二維碼掃描軟件需要具有編輯功能，運維人員通過該軟件將掃描到的URL中的work Description、work Start Time、work End Time的屬性內容替換為當前檢修工作的具體內容，再點擊這個修改后的 URL進行內容提交，從而將新的檢修記錄填加到主站設備臺帳數據庫中，其處理流程如圖4所示。第二張用于設備歷史檢修記錄的查詢，二維碼內容是表單提交樣式的數據庫查詢URL，運維人員點擊該URL將得到當前設備的所有檢修記錄。

圖4 設備臺帳檢修記錄的錄入流程

2.5 設備臺帳二維碼示例

1）二次設備臺帳二維碼示例

以一臺在大連220kV萬寶變電站控保室安裝的地調接入網路由器為例，已知該變電站的CIM容器名為“subWanbao”，在 subWanbao下建立電壓等級容器“220V”，在220V容器下建立間隔“數據網”，該路由器在此間隔內，主站設備臺帳數據庫網址為 https：//www.dloms.com，它的設備臺帳由 4張二維碼組成，其內容如下：

（1）https：//www.dloms.com/inputdata?name=地調接入網路由器1 &aliaseName=wbsrt1&path Name= subWanbao.220V.數據網&description="設備型號= H3C3630;安裝日期=2014.12.31;制造廠商=杭州華三"。

（2）https：//www.dloms.com/inputdata?name=地調接入網路由器1&aliaseName=wbsrt1& pathName=subWanbao.220V.數據網&businessUnit Name=瓦房店變電二次運檢班&serialNumber=14調通02&設備子類=SPDnetIII。

（3）https：//www.dloms.com/inputdata?name=地調接入網路由器1 &aliaseName=wbsrt1&path Name=subWanbao.220V.數據網&workDescription=請輸入作業內容&workStartTime=請輸入開始時間（格式 2015.1.1）&workEndTime=請輸入結束時間（格式2015.1.1）。

（4）https：//www.dloms.com/getdata?name=地調接入網路由器 1&aliaseName=wbsrt1&pathName= subWanbao.220V.數據網。

對應的二維碼見表1。

表1 二次設備臺帳的二維碼示例

2）一次設備臺帳二維碼示例

以220kV萬寶變電站66kV北母電壓互感器為例。已知在電壓等級容器66kV下建立了66TV1間隔，該互感器在此間隔內，其設備臺帳二維碼有 4張，其內容如下：

（1）https：//www.dloms.com/inputdata?name=66kV北母電壓互感器&aliaseName=wbs66TV1 &pathName= subWanbao.66kV.66TV1&description="設備型號= JDCF-66 W3;安裝日期=2001.9.3;制造廠商=阿塔其大一互感器有限公司"。

（2）https：//www.dloms.com/inputdata?name=66kV北母電壓互感器&aliaseName=wbs66TV1 &pathName =subWanbao.66kV.66TV1&businessUnitName=瓦房店變電一次運檢班&serialNumber=01技改03&設備子類=66kVAC。

（3）https：//www.dloms.com/inputdata?name=66kV北母電壓互感器&aliaseName=wbs66TV1& pathName= subWanbao.66kV.66TV1&workDescription=請輸入作業內容&workStartTime=請輸入開始時間（格式2015.1.1）&workEndTime=請輸入結束時間（格式2015.1.1）。

（4）https：//www.dloms.com/getdata?name=66kV北母電壓互感器&aliaseName=wbs66TV1&pathName= subWanbao.66kV.66TV1。

對應的二維碼見表2。

表2 一次設備臺帳的二維碼示例

3 結論

實踐證明，在對電網設備采用滿足 IEC 61970和IEC 61968 CIM標準臺帳的二維碼進行標識后，在現場工作中用手機二維碼掃描軟件進行設備臺帳和運維信息的采集入庫及查詢歷史記錄的工作將變得非常簡單高效。該技術有利于設備臺帳信息的“源端維護、全局共享”目標的實現。

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Identification of Equipment’s QR Code based on CIM

Shi Wenjiang
(State Grid Dalian Power Supply Company,Dalian,Liaoning 116011)

A CIM standard EquipmentAccount class is designed in this paper to regulate the property described in the equipment account,it is advantageous to the sharing of information.The URL content of QR code is used to identify an equipment account,it is helpful to improve the information accuracy and collecting work efficiency of equipment account.This method can reduce artificial workload and manual input error,it lays the foundation for equipment account’s “source maintenance,global sharing” target.

equipment account；CIM；QR code；URL；IEC 61970；IEC 61968

石文江（1970-），男，遼寧大連人，碩士研究生，主要從事調度自動化和配電自動化系統的檢修管理工作。

國網遼寧省電力有限公司科技項目（16 省科技03）（5222DL16002J）