電力系統的計量終端檢修與遠程聯調智能化應用設計與實現

梁洪浩　伍少成　王波　李芬　劉洋　李鵬　李雨平

摘 要： 基于移動互聯網、LBS等技術研究，設計應用于電力系統的計量終端檢修與遠程聯調智能化應用系統，實現檢修現場作業管理（現場運維作業、終端遠程調試、用戶數據查詢、終端管理、消息服務、賬戶管理）、應用后臺管理（運維工作管理、終端設備管理、App運營管理）等功能，全面支撐計量終端檢修工作的開展，解決目前供電企業由于計量終端數量大、分布廣而導致的檢修與遠程聯調困難等問題。

關鍵詞： 移動互聯網技術; LBS技術; 計量終端檢修

中圖分類號： TP393文獻標志碼： A

Design and Implementation of Metering Terminal Maintenance and Remote Joint Adjustment Intelligent Application for Power System

LIANG Honghao1， WU Shaocheng1， WANG Bo1， LI Fen1， LIU Yang1， LI Peng1， LI Yuping2

（1. Shenzhen Power Supply Co. Ltd.， Shenzhen， Guangdong 518001， China; 2. Shenzhen Data Energy

Technology Co. Ltd.， Shenzhen， Guangdong 518057， China）

Abstract： Based on the research on mobile Internet， LBS and other technologies， an intelligent application system is designed. The system can be applied to the power systems metering terminal maintenance and remote joint adjustment， can realize on-site operation management （on-site operation and maintenance operations， terminal remote debugging， user data query， terminal management， message service， account management）， application background management （operation and maintenance work management， terminal equipment management， App operation management） and other functions. It fully supports the development of metering terminal maintenance work， and solves the problems of the current power supply companys overhaul and remote joint adjustment because of the large number and wide distribution of measurement terminals.

Key words： mobile internet technology; LBS technology; metering terminal maintenance

0 引言

隨著電力體制改革的推進，我國智能電網的建設正逐漸向網格化、數字化方向發展[1]，為保證用戶用電數據采集以及電費核算等工作的準確性與及時性，供電企業不斷推廣計量自動化終端設備使用，使終端數量劇增，計量檢修人員現場維護工作面臨巨大壓力;如何革新計量自動化終端管理模式，使計量終端檢修與遠程聯調更加智能化，是供電企業目前亟需解決的問題。

目前，深圳供電局計量自動化系統共接入各類負控、配變計量終端設備近10萬臺，計量終端設備的管理面臨著保障電費核算、支撐電力市場交易、實現 “抄維合一”的三重工作壓力;因此，為減少巨量檢修工作量的沖擊，必須考慮計量終端檢修、管理新模式的研究以及配套信息化工具開發，優化計量終端的檢修管理模式，提升檢修工作效率。

鑒此，本文基于移動互聯網、LBS等技術研究，充分借鑒國內外供電企業計量自動化終端管理經驗，結合供電企業計量終端檢修基層班組作業特點，在對計量終端設備故障輔助判定、檢修工單自動分派規則、基于LBS技術的計量終端檢修應用、計量終端參數及數據召讀通信標準等關鍵技術進行深入研究的基礎上，提出計量終端檢修與遠程聯調智能化研究與應用解決方案，并完成計量終端檢修與遠程聯調應用系統設計與開發實現，有效解決由于計量終端數量大、分布廣而導致的檢修與遠程聯調困難等問題。

1 系統架構設計

1.1 技術架構設計

計量終端檢修與遠程聯調應用系統采用五層架構設計[2]，包括資源層、集成層、服務層、接入層、應用層，如圖1所示。

應用層主要用于前端移動應用，主要用于檢修人員統一登入、檢修現場作業管理、位置定位及導航服務、檢修人員工作軌跡、工作執行情況、計量終端狀態查看等應用;接入層主要通過建立APN專線接入，為移動終端提供通道的通信和安全保障，同時通過多種安全策略，保障移動終端的安全有效接入、數據傳輸安全和企業內網安全;服務層移動作業平臺核心層，主要用于移動終端管理、檢修人員認證管理、系統管理以及后臺應用管理等功能，為移動應用提供服務端支撐;集成層主要是建立與業務系統的數據交互通道;資源層為前端移動應用提供業務數據支撐。

1.2 系統功能架構設計

計量終端檢修與遠程聯調應用系統功能主要分為現場作業App管理、應用后臺管理（服務端）兩大部分，如圖2所示：

2 系統功能實現

2.1 現場作業App管理

2.1.1 現場運維作業

運維人員可在作業設備App上接收派發過來的終端異常工單，在維護過程中，支持終端位置導航，可利用掃碼功能準確辨識異常終端;并支持現場工作拍照，可點選記錄工單的現場處理結果，現場進行異常記錄;同時支持遠程相位角分析、紅外抄表，使運維更加便捷;提供檢修知識庫機制，輔助檢修人員檢修工作，支持檢修過程記錄自動保存為知識庫數據。

2.1.2 終端遠程調試

運維人員可在作業設備App上快速進行終端狀態召讀、故障終端數據召讀、參數召測、參數設置、終端對時、終端硬件復位等遠程調試工作，同時支持終端采集任務查詢、終端異常查詢，使終端運維更加智能與可控。

2.1.3 用戶數據查詢

運維人員可在作業設備App上快速查看用戶相關數據，包括電能量查詢、瞬時量查詢、用戶檔案查詢、電表檔案查詢、終端檔案查詢，輔助運維問題判定;支持用戶業務辦理查詢、停復電記錄查詢，及時掌握用戶相關關注重點;并支持對參與電力市場化交易的用戶進行特別標注，輔助運維人員更快捷的監測到市場化交易用戶的異常情況。

2.1.4 終端管理

運維人員可通過輸入終端資產號快速查詢到具體終端，可通過掃碼識別的方式識別終端資產號，支持查看具體終端的詳細信息;為方便檢修人員管理其所負責的計量終端設備，實現檢修人員可以通過移動端對常出問題的終端、重點用戶安裝的計量終端設備、或者服役期較長的終端設備進行重點“關注”。

2.1.5 消息服務

運維人員能在作業終端（手機）的通知欄上，查收到系統自動發送的工作提醒消息、運維公告等信息，支持用戶通過工作提醒、運維公告快速進行現場作業。

2.1.6 賬戶管理

為保證作業App安全，系統設計不提供前端注冊功能，以便實現更受控、更安全的用戶訪問和控制;提供手機號登錄、指紋登錄機制;支持個人信息管理、系統問題反饋機制。

2.2 應用后臺管理（服務端）

2.2.1 運維工作管理

為方便運維工作綜合管控，系統設計提供基于地理地圖的故障終端、運維人員、運維工作完成狀態的運維工作監控機制，支持按運維班組以及運維人員，統計各狀態工單數量;支持按照終端離線天數、故障結論、供電單位進行查詢導出機制;提供運維工作評價功能，運維班長可對班員終端異常工單的完成情況進行評價，以便通過閉環管理的模式持續提升檢修工作效率和質量。

2.2.2 終端設備管理

為保障運維安全，提供作業終端認證等級管理機制，實現SIM卡與作業終端的安裝關系綁定，只有經過認證的作業終端才能進行現場作業;提供終端位置管理，支持根據終端所屬變壓器位置信息初始化終端位置，運維人員可在作業App上提交的位置更正信息，使終端位置更加準確。

2.2.3 App運營管理

構建了消息集中服務機制，支持向部分或全部用戶發送App消息，支持編輯各類圖文消息，使集中運營更加可控;同時建立了問題反饋體系，集中管理用戶反饋的系統問題及建議，管理人員可對具體用戶問題/建議進行回復;實現對用戶集中管理：可查看App用戶基本信息，并可對App用戶進行鎖定和解鎖操作等管理操作，支持按手機號、用戶狀態等查詢滿足條件的用戶。

3 系統部署架構設計

系統部署架構如圖3所示。

移動終端通過VPN專網接入信息中心所處IDC安全四區，然后通過代理服務器到防火墻，連入計量管理所所處的IDC安全三區訪問應用服務;IDC安全三區的應用服務可直接訪問計量主站數據庫以及計量系統webservice接口，并可穿過防火墻，通過IDC安全四區的代理服務訪問營銷系統webservice接口以及大數據平臺，保障應用數據安全。

4 系統設計特點

4.1 計量終端設備故障輔助判定

在計量自動化系統顯示計量終端設備不在線，并認定為故障后，計量終端檢修人員需要對終端參數、終端采集的數據情況、終端用戶當前是否存在在辦業務（如：業擴）、終端設備所在的線路是否有停電情況，甚至需要對終端設備的廠家、安裝日期及運行年限、歷史故障情況等各方面進行全面了解，才能更好地決策下一步終端檢修措施;為此，計量終端檢修與遠程聯調應用在集成設計上實現匯聚并分析來自計量自動化系統、營銷管理系統的相關數據，并進行可視化展現，為檢修人員提供更加準確的判定依據。

4.2 檢修工單自動分派

計量終端設備運行維護是供電企業設備管理工作的重要環節，是供電企業保障安全生產和生產能力的基本工作，傳統計量終端設備檢修工單主要是在供電企業內部運維相關應用系統中進行管理，以桌面軟件的形式為主，受到專用網絡和辦公地點限制性較大，基于人工經驗進行工單指派，線下檢修與線上系統無法充分結合，無法保證檢修工單分派的科學性、及時性[4];為解決上述問題，計量終端檢修與遠程聯調應用在檢修工單管理設計上綜合考慮了待檢修終端設備地理位置與檢修人員的距離遠近、檢修人員當前工作任務數、待檢修終端所屬責任單位等因素，實現了檢修工單自動分派，只需在系統后臺配置檢修工單分派規則，即可自動將工單信息推送至檢修人員;檢修人員通過手持終端APP應用接收檢修工單信息即可完成檢修工作，使檢修工作更加便捷;同時，考慮到實際檢修工作任務存在臨時性調整需要，系統還適應人工調配機制，保證工單分派科學合理、工單處理的及時性。

4.3 基于LBS技術的計量終端檢修應用

LBS，即Location Based Service，指的是在移動環境下，利用地理信息系統（GIS，即Geographic Information System）、空間定位和網絡通信技術，為移動對象提供基于空間地理位置的信息服務[5-7];隨著移動互聯網技術應用不斷深入，基于位置的定位服務應用已經非常成熟，在供電企業計量終端檢修業務應用中，計量終端檢修與遠程聯調移動應用設計上采用全球定位技術[8]（GPS，即Global Positioning System），結合GIS、電子地圖，實現故障終端定位，并在地圖上為檢修人員規劃合理檢修路線圖，使檢修人員能夠快速到達計劃檢修位置，以提高檢修工作效率;利用LBS技術服務，實現了檢修人員定位以及檢修人員地理位置軌跡展示，并實現檢修工單的執行情況監控與檢修工作統計，為管理人員提供便捷的管理工具，隨時掌握檢修人員的工作量及工作效率，提升計量終端檢修精細化管理水平。

4.4 不同計量終端參數召測及數據召讀

當前我國電力系統中計量自動化終端通信普遍基于國家頒布的DL/T645—1997《多功能電能表通信規約》[9]標準，旨在統一和規范功能電能表與數據終端設備進行數據交換時的物理連接和協議;信息量的確定以DL/T614—2007《多功能電能表》[10]為依據，旨在規范多功能電能表的通信接口，完善事件記錄、凍結量、負荷記錄的具體抄讀規則;人工抄表，實現遠方信息傳輸，提高用電管理水平起到推進作用。

在電力系統實際應用當中，由于不同計量自動化終端生產廠家在具體設計實現上仍然存在部分差異，為了實現對不同品牌的計量終端遠程維護、聯調等作業支撐，計量終端檢修與遠程聯調應用在設計上充分考慮了不同計量終端通信標準差異性，實現了對目前主流計量終端品牌的通信的全面支持，現場檢修人員可對大多數的計量終端進行紅外數據召讀，滿足計量終端遠程聯調的檢修工作要求。

5 總結

本文所論述的“電力系統的計量終端檢修與遠程聯調智能化應用”已在深圳供電局有限公司投入運行;在數據層面，系統充分匯集來自計量、營銷系統的數據，輔助計量終端設備故障準確判斷;在現場作業層面，基于LBS技術在地圖上實現故障終端設備定位、檢修人員位置軌跡標記，并展示檢修人員當前工作狀態;基于電力行業多功能表通信標準，實現終端參數召測及數據召讀，協助檢修人員快速完成終端檢修;在應用后臺管理層面，實現檢修人員及移動設備管理;構建了檢修工單智能分配模型，實現了檢修工單自動分派;同時可對檢修人員工作情況進行評價，有效促進了檢修工作質量提升;綜上，研究應用成果可以有效解決供電企業由于計量終端數量大、分布廣而導致的檢修與遠程聯調困難等問題，具有良好的推廣應用前景。

參考文獻

[1] 王村慶，趙玉富，周琪，等.電能計量裝置運行現狀淺析[J].電測與儀表，2010，47（7）：26-30.

[2] 李志勇，高峰.一種可擴展的基于位置服務（LBS）平臺的設計[J].計算機與現代化，2011（11） ：129-132.

[3] 徐升學.電力設備管理條形碼巡檢系統的建立[J].信息技術，2009， 33（8）：99-101.

[4] 陳興德，楊光，翟紅翠，田曉燕.基于管理與信息融合的公司全面流程化管理[J].石油科技論壇，2016（02）：39-44.

[5] 徐辛超，徐愛功，蘇麗娟.終端定位LBS系統設計與實現[J].測繪科學，2011，（3）：1009-2307.

[6] 李海燕，張巖. 移動通信網絡的移動臺定位技術及應用[J]. 郵電設計技術，2006（3）：27-34.

[7] 張園. 移動位置服務應用發展研究[J]. 信息通信技術，2011（2）：42-46.

[8] 劉飛岐.基于GPS定位導航的電力通信檢修移動終端的研究[J].科技展望， 2016， 26（15）：53.

[9] 錢胡濱.新型單相多功能電能表的設計[J].儀器儀表標準化與計量，2015（02）：42-43.

[10] 趙陽.基于多功能電能表單表遠程抄表系統的設計研究[J].電子技術與軟件工程，2014（21）：90.

（收稿日期： 2019.06.20）

作者簡介：

梁洪浩（1976-），男，碩士，高級工程師，研究方向：計量自動化。

伍少成（1972-），男，博士，高級工程師，研究方向：計量自動化。

王波（1973-），男，博士，高級工程師，研究方向：計量管理。

李芬（1969-），男，碩士，高級工程師，研究方向：計量管理。

劉洋（1978-），男，本科，高級工程師，研究方向：計量管理。

李鵬（1984-），男，碩士，工程師，研究方向：計量管理。

李雨平（1984-），男，本科，工程師，研究方向：計量管理。