基于移動作業終端的臺區電子化驗收應用

張然 孫曉璐 夏樺裕 鐘黎 張福州

摘? ?要：為了提高移動作業終端的工作效率，提出了新型的電子化驗收方案。通過設計終端電子化驗收平臺，實現移動作業終端的多種不同數據的管理。該平臺底層設備層、檢測層、數據處理層、數據分析/應用層，實現從底層設備檢測到上層管理系統統一調度和管理的一體化工作，通過遠程調度管理平臺對終端設備的驗收進行綜合管理。設計了驗收數據管理系統，實現作業終端驗收的多項功能，采用多源數據融合技術，實現驗收現場相關數據與電力生產中各種動態及靜態數據的自動關聯與匹配，并且實現在不同空間位置的數據信息關聯、分析和計算。試驗結果表明，本設計的技術方案正確率，達99.8%以上，整體工作效果提高400%。

關鍵詞：移動作業終端，遠程調度管理平臺，多源數據融合，數據分析，數據信息

中圖分類號：TM76? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A

Electronic Acceptance Test for Mobile Area Based

on Mobile Operation Terminal

ZHANG Ran?，SUN Xiao-lu，XIA Hua-yu，ZHONG Li，ZHANG Fu-zhou

（Measurement Center of State Grid Sichuan Electric Power Company，Chengdu，Sichuan 610045，China）

Abstract：In order to improve the efficiency of mobile operation terminals，a new electronic acceptance scheme has been proposed. By designing the terminal electronic acceptance platform，the management of a variety of different data of the mobile operation terminal is realized. The bottom layer device layer，the detection layer，the data processing layer，and the data analysis/application layer of the platform realize the unified scheduling from the detection of the underlying device to the upper management system. And the integrated work of management，through the remote dispatch management platform to comprehensively manage the acceptance of terminal equipment. Through the design acceptance data management system，the functions of the operation terminal acceptance are realized，and the multi-source data fusion technology is used to realize the automatic correlation and matching of various dynamic and static data in the acceptance field and the power production，and realize in different spaces. Data information association，analysis，and calculation of locations. The test results show that the correct rate of the technical scheme designed in this paper is over 99.8%，and the overall working effect is improved by 400%.

Key words：mobile job terminal;remote scheduling management platform;multi-source data fusion;data analysis;data information

在電力技術領域，移動作業終端是按照 IP65 工業級要求設計的電力移動辦公終端設備，通常是一種將計算機技術、移動通信技術、無線通訊技術、本地通信技術、條碼掃描、RFID視頻識別、GPS定位技術等功能集成為一體設備，實現計量現場的自動化檢測、運維及管理的設備[1-4]。能夠實現用戶現場運行設備的安裝、測試、調試和維護等操作。比如手持抄表機、終端母機、計量檢測設備等。隨著終端技術的不斷發展、工業化進程的逐步推進以及市場應用的需求，終端臺區驗收工作逐步向電子化方向發展[5-6]。傳統的驗收工作已經無法滿足用戶的需求，為了滿足電力現場作業需求，就有必要對移動作業終端的驗收、管理工作做進一步的改進。

提出了一種新型的電子化驗收方法，實現光纖通信技術、云存儲、云計算、GPRS/CDMA通信技術、載波通信技術和大型數據庫管理應用技術等一體化工作，實現移動終端作業的電子化、自動化、遠程化操作，有效地提高移動終端的驗收效率，并且能夠實現移動應用終端試驗數據的狀態監測[7-8]。

1? ?終端電子化驗收平臺設計

在實現終端電子化作業時，需要設計出電子驗收管理系統及管理平臺，在設計電子化驗收平臺時，將其劃分為底層設備層、檢測層、數據處理層、數據分析/應用層，其架構示意圖如圖1所示。

在底層設備層，用戶通過C/S客戶端抄收與采集數據，并將數據保存至數據庫服務在底層設備中，移動作業終端處于各種工作狀態，底層設備層還設置有在線監控系統，在線監控系統采用B/S和C/S相結合的方式實現底層設備的監控[9]。

在檢測層中，通過自動化檢測檢測、驗收終端設備的各種方面，上層管理系統對生產調度平臺進行統一控制、協同作業，系統集成了自動物流輸送技術、移動作業終端自動化移載裝置、智能RFID射頻識別技術、智能圖像識別技術、自動定位接線檢定技術、多種網絡跨平臺控制技術等，實現了移動作業終端的一體化管理。外觀檢測系統檢測終端設備的外觀情況，采用工業高清CCD攝像機來實現[10]。在檢測現狀，也可以設置有現場監控攝像機，比如360網絡攝像機等。用戶可以隨時隨地獲取現場檢定數據。其中功能檢測模塊主要實現終端設備的功能測試，對終端設備的參數指標進行檢測。在該層，還設置有數據上報系統，數據上報系統能夠將底層設備層的數據傳遞到上層管理系統。

在數據管理層中，通過存儲底層數據，并對存儲的底層數據進行數據計算，然后根據輸出的處理后的數據，進行故障診斷，數據可以在本地存儲，也可以傳遞百度云進行云處理。也可以通過智能移動設備（比如智能手機、PDA、平板電腦等）隨時獲取處理的數據[11]。

在數據分析、應用層，通過應用軟件對底層數據進行驗證、分析，也可以通過遠程調度管理平臺對終端設備的驗收和應用情況進行遠程監控，實現遠程控制與現場操作的有機結合，遠程監控現場驗收情況，如圖2所示。

2? ?數據管理及處理

2.1? ?驗收數據管理系統

驗收數據管理系統集成有數據交互模塊、功能處理模塊、通信模塊、業務處理模塊。用戶在驗收數據管理系統能夠看到現在驗收的各種數據情況，其邏輯架構示意圖如圖3所示。

在數據交互模塊中，其包括驗收數據存儲單元、驗收標準數據存儲單元、外設交互接口單元以及數據通訊接口。在該模塊中，能夠實現數據的存儲和外界設備的交互，具有數據輸入/輸出接口等。在功能處理模塊中，其包含有登錄接口，通過登錄接口進入模塊單元和軟件登錄界面。GPS定位裝置能夠實現GPS的位置定位，向用戶通知在某個位置進行的數據檢定，檢定的數據在驗收數據管理處進行驗收，監控數據管理能夠實現現場數據的監控，并收集監控數據，實現監控數據的管理。RFID射頻識別裝置實現移動作業的終端的條碼識別，通過條碼識別實現移動作業終端的驗收數據的采集、存儲、追溯、分類、管理等，進一步提供各種情況下的數據查詢、數據分類、數據溯源、安全訪問等，并且能夠提供各種數據開放式采集和輸入/輸出接口，最終實現驗收數據的遠程控制、監控等。功能模塊與通信模塊通過TCP/IP通信協議、無線通信端口（諸如GPRS通信端口、CDMA通信端口）、RS485＼RS232進行數據傳遞[12]。本設計的驗收數據管理平臺能夠實現移動作業終端驗收的異常處理、監控控制、驗收結果處理、驗收GPS定位、驗收結果應答、驗收人員管理、驗收標準處理等多項功能。

2.2? ?多源數據融合處理

在不同位置處，采用GPS定位單元對移動作業終端進行定位，獲取不同位置處的移動作業終端信息，在本文設計中，采用多源數據融合方式[13-14]對移動作業終端進行分析、運算。該技術能夠借助于一定的技術方式將收集、分析輸出的全部信息，完全地綜合在一起，統一對輸出的信息統一進行評價，從整體上把握移動作業終端的信息，進而實現移動作業終端的一體化驗收。下面結合工作過程，對多源數據融合方式以下說明，其架構示意圖如圖4所示。

在本設計的終端電子化驗收平臺中，每當用戶在終端登錄時，現場驗收作業系統能夠自動地記錄用戶的登錄信息，登錄信息包含有用戶登錄時間、移動作業終端驗收時的地理位置等，同時，這些信息可被傳遞至驗收數據管理系統進行存儲。移動作業終端也會向終端服務器發送其他項目驗收請求。此時，移動作業終端也使用了 GPS 定位模塊來獲取設備的地理位置，源于移動作業的驗收數據、各項測試指標數據、驗收標準數據、驗收計劃等數據通過數據傳遞接口傳遞用戶管理平臺進行信息融合。

由于數據類型多樣，在啟動GPS定位裝置對移動作業終端進行定位時，可以通過激光測距原理來定位移動作業終端的位置。在衡量移動作業終端的空間位置時，通過測光測距實現，并采用WGS-84坐標[15]下的三維坐標實現空間轉換，轉換公式如下：

通過公式（1）能夠實現移動作業終端的以局部坐標系為基準的多源坐標系中，從而獲取不同空間內的移動作業終端的位置數據。

在進行數據融合時，通常采用以下步驟：

（1）數據獲取;連接移動作業終端驗收數據庫中的各種數據，獲取待考證的相關數據;

（2）數據加工;對待研究的數據進行數據加工，研究、理解獲得的數據類型;

常用的方法有貝葉斯法、數據關聯算法、相關函數法、D-S證據法等不同的方法，通過上述方法能夠有效地提取有效數據，降低數據干擾造成的數據誤差，異常數據發現等。

（3）整理加工后的數據，使得用戶能夠清楚得得出加工后的數據，并利用這些加工后的數據;

（4）對加工后的數據進行數據轉換，并建立不同的結構類型，便于用戶多角度、多方位使用;

（5）對加工后的數據重新進行組合，獲取加工后的數據;

（6）構建數據分析數據集，對處理后的數據進行整合，符合用戶調用、分析、使用等管理。

3? ?實驗結果與分析

在試驗時，在國網四川省電力公司計量中心搭建測試環境，移動終端作業為智能電能表，通過驗收三相智能電能表的各項參數來驗證本文設計的技術方案。軟件系統采用ADO方式的C/S架構設計，信息管理系統的數據庫系統采用MSSQL2015，在前臺運行的程序在Win98/Me 2015/XP上進行。現場操作示意圖如圖5所示。

在軟件界面中，其呈現移動作業終端出表單管理、檢定數據、移動作業終端出庫/入庫等不同的功能，能夠實現移動作業終端工單管理、檔案信息管理、移動作業終端信息管理、資產管理、報表統計、系統管理、開發維護等各種不同功能方式。并且按照《電力營銷現場移動作業終端技術規范》的要求對移動作業終端進行驗收試驗。下面分別針對外觀檢測、功能驗收、通訊功能，耐壓檢測、位置信息等類型進行驗收實現。為適應不同設備與智能電能表之間的數據傳輸，試驗現場應用了紅外線通訊方式、藍牙無線通訊方式、Wi-Fi 等多種數據通信方式。移動式智能設備（例如PDA、智能手機或平板電腦）采用 Android 操作系統，均能夠支持藍牙、紅外線和 Wi-Fi 常用的通訊功能。

在單位時間內，通過將傳統的驗收方式和本設計的電子式操作進行對比分析，其中傳統的驗收方式為人工驗收的方式，檢驗人員通過現場檢驗的方式進行檢驗，數據通過現場查詢的方式進行。得出以下數據：

通過上述試驗，在1.5小時內，分別采用兩種方式對三相智能電能表進行驗收、試驗。在1.5小時內，人工方式能檢測出200個數據類型，與驗收標準以及準確值進行對比，傳統人工驗收三相智能電能表的準確率最高位80%，其檢定效率為50%。采用本文設計的方式進行校驗，在1.5小時內，驗收數據達10000個以上。準確率為99.8%，整體效率能夠達到400%。因此，采用本文設計的技術方案有效地提高了工作效率，準確度大大提高。

4? ?結? ?論

伴隨著現代化信息技術的不斷發展，各種移動作業終端逐步滲透到電力企業、用戶各個部分。將移動作業終端應用到電力生產營銷日常工作中，不僅僅能夠提升營銷服務的裝備，而且還能夠將業務系統的前端逐步擴散到營銷業務的作業現場，實現作業現場與后臺應用之間交互及時暢通、流程無縫集成。除此，本設計的方案大大縮短了傳統方案中用戶驗收終端的時間，提高了電力現場移動作業終端的多源數據、多維度的融合，通過在國網四川省電力公司計量中心進行應用，大大提高電力企業的生產效率，提高了終端數據的準確性，位提升現場作業的驗收水平和管理質量奠定技術基礎。

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