基于移動客戶端的配網接線圖移動瀏覽功能的研究及應用

崔承勛 徐穎斯 洪曉弟 吳群體

摘 要：配網接線圖是配電網設計、施工、巡視、消缺過程中工作人員所必須的參考物。受限于電力企業二次安防的規定，配網接線圖僅能在辦公機器或打印成紙質文件進行查閱。隨著南網移動應用平臺的建設完成，在解決內外網安全訪問的前提下，本文開發基于移動客戶端的配網接線圖移動瀏覽功能，通過手機實現配網接線圖的隨時隨地瀏覽和查閱。該方案已在某地市局成功部署，現場應用證明可以大大提高配網接線圖查閱的便捷性，效果良好，在行業內具備實用性和推廣性。

關鍵詞：配電網；接線圖；移動互聯網；SVG

中圖分類號：TM715

配網接線圖是電網對某一條或多條電力饋線連接方式的圖形化展現，其中包括饋線、環網柜、配網開關、配變、配網終端等信息，是配電網設計、施工、巡視、消缺過程中工作人員所必須的參考物。目前配網接線圖的維護主要有三種方式。一種是利用Autocad軟件維護，一種在GIS系統中進行維護，一種是在配網自動化系統中進行維護。配網工作人員在現場工作時如果需要參考配網接線圖必須事先打印紙質接線圖。這種模式一方面需要工作人員在現場工作前事先打印圖紙，無形中給工作人員增加工作量和準備時間，另一方面紙質圖紙容易破損，難以重復利用。此外GIS系統和配網自動化系統維護的接線圖僅能在供電局企業內部網絡上已安裝GIS或配網調度自動化客戶端的工作站或辦公電腦上進行瀏覽和監視，在出差、工作交流等非辦公場合一旦脫離相關的運行環境，工作人員就無法及時的獲取配網接線信息，給工作交流帶來極大的不便。

隨著移動互聯網和智能手機的快速發展，使通過移動客戶端隨時隨地瀏覽配網接線圖成為可能。但出于二次安防的考慮，長期以來供電企業禁止移動互聯網訪問企業內部網，個別供電局則通過聯通或移動的專網線路自己搭建內外網交互平臺，這種方式成本大，開發工作復雜，難以推廣。

2016年南方電網開展移動應用平臺建設，該平臺滿足跨系統的數據共享和信息自動交互的需求，實現了對移動應用的統一登錄認證及用戶信息同步，確保移動智能設備與用戶的合法性，并建立SSLVPN加密通道用于保證業務數據的安全性，解決了目前企業內外網無法訪問的技術難題，使得通過手機客戶端訪問企業內部網獲取配網接線圖信息成為可能。

本項目基于南方電網移動應用平臺，共享Autocad和配網GIS的接線圖圖形數據，具備圖紙上傳、圖紙導入、圖紙查詢、圖形瀏覽、設備定位、實時工況監視等功能，工作人員在工作前無需打印圖紙，在工作現場或非辦公場合利用移動客戶端通過移動應用平臺即可實現配網接線圖的隨時隨地移動瀏覽，減少了工作人員事先準備時間，拓展了傳統的配網接線圖應用場景，使現場工作和業務交流更方便、更高效。

1 技術方案

基于移動客戶端的配網接線圖移動瀏覽系統包括服務端、移動端、安全移動應用平臺三個組成部分。其中服務端包括登錄認證服務器、應用服務器，移動端包括智能手機或平板電腦。安全移動應用平臺包括前置服務器、內外網安全交互平臺、后置服務器。如下圖所示。移動終端通過互聯網接入安全移動應用平臺的前置服務器，前置服務器通過內外網安全交換平臺連接到后置服務器，后置服務器和企業內部服務總線相連，服務端的應用服務器和登錄認證服務器通過企業內部服務總線和后置服務器相連。移動終端支持目前主流的智能手機，操作系統支持android和ios。安全移動應用平臺通過前置服務器、內外網安全交換平臺、后置服務器實現內外網數據的安全訪問；服務端由登錄認證服務器和應用服務器組成。登錄認證服務器實現登錄用戶的權限認證。應用服務器通過接口從配網自動化系統III區服務器獲取配網接線圖數據，同時也可以由用戶在工作站上上傳接線圖數據。

2 數據流程

基于移動客戶端的配網接線圖移動瀏覽系統采用互聯網接入模式，數據請求流程如下圖所示：

1）用戶通過移動終端、安全移動應用平臺與登錄認證服務器建立連接。

2）用戶通過移動終端輸入相應的賬戶信息、密碼信息，并通過安全移動應用平臺傳輸至登錄認證服務器，登錄認證服務器確認用戶的身份后方可登錄到系統。

3）應用服務器將接線圖列表推送到移動客戶端。

4）用戶在移動終端上點擊一條接線圖，通過移動應用平臺向應用系統發送獲取配網接線圖文件請求，應用系統將配網接線圖圖形文件通過移動應用平臺返回給移動應用客戶端。

5）移動客戶端通過移動應用平臺向應用系統發送實時量測數據請求，應用系統將實時量測數據通過移動應用平臺返回給移動應用客戶端。

3 基于SVG格式的配網接線圖

3.1 SVG

SVG是ScalableVectorGraphic的英文縮寫，意指可擴展的矢量圖形，它是一種基于XML的開放的矢量圖像，是完全用純文本來描述的為網絡而設計的圖像格式。SVG具有以下一些優點：基于XML標準；高質量的美觀圖像；可任意縮放；可擴展的文件格式、易于WEB方式展現等。此外SVG提供了豐富的消息觸發及事件響應函數，通過捕捉這些消息可以實現圖形的控制和交互功能。

目前主流的瀏覽器均支持SVG文件，從而大大簡化了WEB開發難度。為了便于配網接線圖的WEB瀏覽以及不同系統之間的圖形共享，目前配網自動化系統均可將配網接線圖自動導出成SVG格式的圖形，并利用FTP自動上傳到指定的服務器上。

3.2 HTML5概述

HTML5是HTML最新的修訂版本，2014年10月由萬維網聯盟（W3C）完成標準制定，是下一代 HTML 標準。目前大部分現代瀏覽器已經具備了HTML5 支持。HTML5 支持內聯 SVG，能夠將 SVG 元素直接嵌入 HTML 頁面中，無需安裝SVG插件，從而大大減輕了基于WEB的SVG配網接線圖展現功能開發工作量。

4 主要功能

4.1 配網接線圖導入和上傳

目前配網接線圖主要通過Autocad軟件或配網自動化系統軟件進行繪制。Autocad繪制的接線圖可以保存成PDF格式，配網自動化系統繪制的接線圖可以自動導出成SVG格式。本項目支持SVG格式圖形文件的自動導入和PDF格式圖形文件的手工上傳兩種方式。

本項目的應用服務器部署在安全III區，和配網自動化的WEB服務器互聯，配網自動化系統將配網接線圖自動導出成SVG格式，通過FTP方式自動上傳到應用服務器的指定目錄下。

此外還支持網頁方式的PDF圖紙上傳功能。用戶選擇一個或多個PDF格式的圖形文件，網頁上點擊上傳，即可將選中的圖形文件上傳到服務器指定目錄下。

4.2 基于移動客戶端的配網接線圖瀏覽

移動客戶端采用分級、分類方式展現配網接線圖列表。分級方式是指按供電分局-變電站-饋線逐級點擊后顯示饋線列表。分類方式是指可以按單線圖、環網圖等圖形類型顯示饋線列表。

用戶在移動客戶端界面上點擊饋線對應的供電分局，然后界面切換到該供電分局對應的變電站列表，繼續點擊饋線對應的變電站，界面切換到該變電站的饋線列表，在饋線列表上點擊需要瀏覽的單線圖，系統調用瀏覽器自動打開PDF/SVG格式的圖形文件。同時具備圖形放大、縮小、移動、設備查找等功能。

4.3 配網實時工況顯示

配網自動化系統中的配網接線圖不僅描述配網的靜態連接方式，還可以展現配網的實時運行工況。同樣，在移動客戶端上也應該具備配網接線圖瀏覽和實時運行工況監視功能。但對于SVG文件來講，它本身只是一個靜態的文件而已，無法獲取實時數據。本項目利用js獲取SVG文件對象，通過調用SVG文檔對象的函數獲取SVG文件中量測點對應的ID，根據量測點ID從配網自動化系統獲取對應的實時量測值，將量測值回寫到SVG文檔對象中，即可在配網接線圖上實現實時工況的顯示。

5 示范應用

本論文研究成果在中山供電局得到應用。中山供電局目前共有饋線1700多條，通過手機移動客戶端瀏覽單線圖無需工作前打印圖紙，可以減少工作人員準備時間和工作量。為現場工作人員的工作提供實時參考，改變傳統的紙質圖紙參考模式，使現場工作更高效，應用前景廣闊。

6 總結

移動互聯網的快速發展大大改變了人民的生產生活方式，也必將深刻的影響電力企業的日常管理方式。本文提出的基于移動客戶端的配網接線圖移動瀏覽功能解決了企業內外網數據安全訪問問題，確保數據和系統安全，實現了配網接線圖和實時配網運行工況數據的移動瀏覽和監視，相關工作人員通過移動客戶端可以隨時隨地查看配網主接線圖，掌握配網實時運行工況，拓展了傳統的配網接線圖的應用場景，提高工作效率。

總之，隨著移動互聯網技術的進一步發展和配網建設的進一步推進，新的互聯網技術將越來越多的應用到配網日常管理工作中，進一步提升現有配網管理工作的智能化、自動化、規范化水平。

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作者簡介：崔承勛（1989-），男，廣東中山人，電氣工程師，主要從事配網自動化、調控一體化方向工作；徐穎斯（1988-），女，廣東中山人，電氣工程師，主要從事電氣運行和電力系統自動化工作；洪曉弟（1979-），男，廣東中山人，電氣工程師，主要從事電力系統調度自動化、配網自動化方向工作；吳群體（1982-），女，廣東中山人，電氣工程師，主要從事電力系統調度自動化、配網自動化方向工作。