PDA在電力計(jì)量現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中的應(yīng)用及前景研究

云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昆明供電局 孫 銀 高 俊 帥 力 楊德威 黃雙得

管理方式系統(tǒng)化、規(guī)章制度系統(tǒng)化、流程圖模板單一、表格信息化，是云南電網(wǎng)推行綜合管理方式、打造國(guó)際優(yōu)秀電網(wǎng)公司的必然選擇。配電網(wǎng)中電力工程計(jì)量設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維管理復(fù)雜、自然環(huán)境復(fù)雜，采用現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)形式，合理操縱現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的片面性和隨機(jī)性，進(jìn)一步避免現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)和疏忽大意提供的營(yíng)銷推廣。

現(xiàn)階段云南省配電網(wǎng)10kV電力工程計(jì)量檢定設(shè)備計(jì)量檢定點(diǎn)共計(jì)56247個(gè)，分布在云南省五區(qū)，區(qū)域性分散。迫切需要解決完成現(xiàn)場(chǎng)電子巡檢的基礎(chǔ)，研發(fā)現(xiàn)場(chǎng)操作信息系統(tǒng)軟件，完成現(xiàn)場(chǎng)操作信息化、日常任務(wù)的實(shí)際操作系統(tǒng)、物業(yè)錄入管理方式的自動(dòng)化技術(shù)，進(jìn)一步處理現(xiàn)場(chǎng)操作、現(xiàn)行業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)信息化運(yùn)作不足、操作規(guī)范不合理的信息化落地問題。現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)信息系統(tǒng)軟件旨在進(jìn)一步規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，支持現(xiàn)場(chǎng)信息化作業(yè)，完成與當(dāng)前信息化智能管理系統(tǒng)的交互作業(yè)，提高現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)效率管理方法的效率。

1 PDA在電力計(jì)量現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中的應(yīng)用[1]

1.1 構(gòu)建設(shè)計(jì)

現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行信息系統(tǒng)軟件的基礎(chǔ)建設(shè)以南方電網(wǎng)公司中長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃和綜合管理辦法為指導(dǎo)，推進(jìn)理念引導(dǎo)。現(xiàn)階段配網(wǎng)企業(yè)生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)軟件、營(yíng)銷管理信息系統(tǒng)軟件等業(yè)務(wù)管理體系趨于完善，企業(yè)一體化經(jīng)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn)基本落實(shí)。基于現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)信息系統(tǒng)軟件的創(chuàng)建，利用移動(dòng)終端將信息化范圍擴(kuò)大到運(yùn)營(yíng)現(xiàn)場(chǎng)，結(jié)合安全隱患和營(yíng)銷推廣風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)，提供配電互聯(lián)網(wǎng)、營(yíng)銷并促進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)操作人員提供系統(tǒng)化的表格和操作標(biāo)準(zhǔn)、業(yè)務(wù)流程管理信息等信息應(yīng)用，為現(xiàn)場(chǎng)操作人員創(chuàng)建規(guī)范、方便、快捷的操作標(biāo)準(zhǔn)，提高現(xiàn)場(chǎng)操作的標(biāo)準(zhǔn)化程度，提高現(xiàn)場(chǎng)操作控制，完成在運(yùn)營(yíng)層面合理實(shí)施一體化管理方式，提升現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)和客戶服務(wù)水平。

現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)信息系統(tǒng)軟件包括主站服務(wù)系統(tǒng)和移動(dòng)作業(yè)終端兩部分，主站服務(wù)系統(tǒng)是關(guān)鍵管理方法控制模塊，提供數(shù)據(jù)、服務(wù)項(xiàng)目、安全、管理信息系統(tǒng)等多種支撐點(diǎn)，是連接站點(diǎn)和業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的橋梁；移動(dòng)操作終端是關(guān)鍵應(yīng)用控制模塊，完成電力工程計(jì)量、檢定、運(yùn)維管理現(xiàn)場(chǎng)操作等相關(guān)業(yè)務(wù)流程的應(yīng)用。用于計(jì)量檢定、運(yùn)維管理的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行信息系統(tǒng)軟件邏輯結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)信息系統(tǒng)邏輯架構(gòu)圖

1.2 研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)信息系統(tǒng)軟件具有以下特點(diǎn)：

現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)信息化：現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)系統(tǒng)軟件包含現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)所需的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)卡信息，現(xiàn)場(chǎng)跟蹤作業(yè)作業(yè)過程標(biāo)準(zhǔn)卡開展工作；現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行信息實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和傳輸，包括運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行情況、任務(wù)完成情況、運(yùn)行時(shí)間等；完成客戶信息、機(jī)器設(shè)備信息、管理計(jì)劃等遠(yuǎn)程控制信息的現(xiàn)場(chǎng)查看。

日常任務(wù)的實(shí)際作業(yè)系統(tǒng)：現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)信息系統(tǒng)軟件與業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的無縫拼接，以“計(jì)劃表”的形式保證各項(xiàng)工作計(jì)劃的合理實(shí)施；工作標(biāo)準(zhǔn)和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)正式信息化到PDA，合理的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行和實(shí)施流程，確保規(guī)章制度和標(biāo)準(zhǔn)的合理執(zhí)行；可完成現(xiàn)場(chǎng)操作的全過程管理方法，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作的時(shí)間、地址、實(shí)施等全過程進(jìn)行監(jiān)督，確保“全過程”事后監(jiān)督，提高監(jiān)督實(shí)效。保證現(xiàn)場(chǎng)操作信息的即時(shí)、準(zhǔn)確、合理的傳遞。

物業(yè)錄入管理方式自動(dòng)化技術(shù)：業(yè)務(wù)流程表相關(guān)信息的現(xiàn)場(chǎng)錄入采用人工錄入和紅外掃描錄入兩種方式，如對(duì)電能的物業(yè)識(shí)別碼和電表碼進(jìn)行紅外掃描現(xiàn)場(chǎng)儀表，可立即錄入相關(guān)信息，防止因人工錄入不慎造成營(yíng)銷錯(cuò)誤和遺漏。

為實(shí)現(xiàn)上述特點(diǎn)，野外作業(yè)信息系統(tǒng)軟件的研發(fā)需對(duì)以下核心技術(shù)進(jìn)行科學(xué)研究和處理：科學(xué)研究處理野外作業(yè)信息系統(tǒng)軟件、業(yè)務(wù)之間數(shù)據(jù)和信息的交互作用，管理系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x器等；科學(xué)研究涉及信息無線通信技術(shù)和即時(shí)通信問題；完成科研在移動(dòng)端的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和工作表格信息化。

1.3 關(guān)鍵技術(shù)實(shí)施方案

1.3.1 主站系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)主要由網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)站服務(wù)器、通訊終端等組成。其主要作用是：對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的日常工作進(jìn)行調(diào)度，對(duì)操作員的信息管理，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收；工作標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的維護(hù)和管理，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)終端和業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的交互。主要技術(shù)實(shí)現(xiàn)如下：

主站系統(tǒng)軟件是以J2EE技術(shù)為基礎(chǔ)，整體框架是以SOA為基礎(chǔ)的開放式支撐體系結(jié)構(gòu)；基于無線通訊服務(wù)項(xiàng)目，通過對(duì)系統(tǒng)軟件領(lǐng)域模型進(jìn)行瀏覽，獲得業(yè)務(wù)過程的數(shù)據(jù)，并在手機(jī)客戶端上實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的業(yè)務(wù)過程。通過TCP和HT-TP實(shí)現(xiàn)與移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)通訊。TCP是應(yīng)用于推送心跳、指令、消息等的推送，而HTTP則是以傳遞業(yè)務(wù)過程的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。TCP通訊采用長(zhǎng)鏈路模式，主站與移動(dòng)終端都可進(jìn)行實(shí)際的數(shù)據(jù)交互。HTTP是一種傳送大量信息的方法，如在網(wǎng)上下載每日的工作、表單、現(xiàn)場(chǎng)查看情況等。資料資料選取XML檔案，依照通訊協(xié)定所述之檔案格式，對(duì)資料進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的說明。

通訊業(yè)務(wù)層接收與移動(dòng)終端的連接，執(zhí)行安全驗(yàn)證、協(xié)議分析、心跳分析。通過對(duì)協(xié)議的分析將最終的信息格式轉(zhuǎn)換成Java，并將其傳遞到套接字服務(wù)的專案層次；套接字服務(wù)專案層接收由通訊服務(wù)層傳送的Java目標(biāo)，接著從個(gè)別商業(yè)管理系統(tǒng)所提供的套接字服務(wù)項(xiàng)（依據(jù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的技術(shù)SOA讀取），檢查對(duì)商業(yè)的要求管理系統(tǒng)、或?qū)?shù)據(jù)信息傳送至套件以進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，再將其發(fā)送到通訊業(yè)務(wù)層；ESB總線層為基于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體系結(jié)構(gòu)的ocket軟件環(huán)境，在ESB總線上各企業(yè)管理系統(tǒng)將申請(qǐng)公開的ocket服務(wù)項(xiàng)目，并在ESB總線上進(jìn)行注冊(cè)。其它操作系統(tǒng)須使用套接字服務(wù)項(xiàng)目，能通過一個(gè)統(tǒng)一的閱讀方法來訪問ESB系統(tǒng)，并獲得所需服務(wù)。

圖2 主站系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)圖

1.3.2 移動(dòng)作業(yè)終端技術(shù)實(shí)現(xiàn)

根據(jù)功能的開發(fā)和設(shè)計(jì)，移動(dòng)終端可劃分為硬件配置層、移動(dòng)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)層、網(wǎng)絡(luò)層。另外，本系統(tǒng)軟件還采用了計(jì)算機(jī)輸入法、手機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、手機(jī)軟件進(jìn)行安全認(rèn)證等第三方軟件的整合。移動(dòng)作業(yè)終端主要用于作業(yè)場(chǎng)所，完成電力市場(chǎng)營(yíng)銷推廣、配網(wǎng)生產(chǎn)制造等現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，并通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)各種作業(yè)。基于紅外、手機(jī)藍(lán)牙、串口通訊等工作平臺(tái)，本系統(tǒng)的主要技術(shù)實(shí)現(xiàn)如下：

硬件組態(tài)：依據(jù)硬件組態(tài)控制模塊實(shí)現(xiàn)射頻識(shí)別、數(shù)據(jù)采集、攝影等多種應(yīng)用功能，3G無線通訊、藍(lán)牙通訊等；移動(dòng)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)層：PDA或平板計(jì)算機(jī)可用于移動(dòng)操作終端，PDA采用WinCE計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，而平板計(jì)算機(jī)則采用安卓操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)層包含了系統(tǒng)的底層架構(gòu)，包括代碼優(yōu)化、進(jìn)程管理、文件管理、驅(qū)動(dòng)管理等。電腦操作系統(tǒng)是基于硬件配置的驅(qū)動(dòng)程序來瀏覽不同的硬件結(jié)構(gòu)，而操作系統(tǒng)則為不同的系統(tǒng)功能提供了諸如文件、通訊、串口通信等的讀套接字。一些硬體組態(tài)或第三方套件會(huì)開發(fā)出先進(jìn)的封裝體以供自己在電腦上瀏覽，并可即時(shí)地為API級(jí)的應(yīng)用程式開發(fā)套接字，讓移動(dòng)軟體開發(fā)者可更方便地瀏覽電腦裝置的電腦作業(yè)系統(tǒng)或硬體結(jié)構(gòu)。

網(wǎng)絡(luò)層：應(yīng)用層實(shí)際上是移動(dòng)終端的軟件，它需在終端上進(jìn)行開發(fā)和設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)軟件的安裝和更新、終端安全驗(yàn)證與連接程序、基礎(chǔ)應(yīng)用功能以及應(yīng)用程序功能。該系統(tǒng)還采用了第三方軟件，如輸入法、手機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、手機(jī)軟件等；移動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢：SQLite是一種以嵌入式機(jī)器為核心的總體目標(biāo)軟件環(huán)境而設(shè)計(jì)的輕型分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，占用較小的資源。該系統(tǒng)運(yùn)行快速并具備混合開發(fā)的特性，可在各種類型的手機(jī)操作系統(tǒng)中使用，如WinCE、An-droid等，可在C/C、C#、Java等編程語言中使用，是一個(gè)完全開放源碼的系統(tǒng)。

在連接安全性方面，終端應(yīng)用與由上級(jí)主管管理咨詢公司聯(lián)合配置的安全連接認(rèn)證系統(tǒng)，終端安裝了一個(gè)安全連接驗(yàn)證客戶機(jī)，并依據(jù)此軟件對(duì)終端的安全連接驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器進(jìn)行后臺(tái)管理；在每次運(yùn)行終端應(yīng)用程序時(shí)，都要閱讀和校驗(yàn)安全連接的客戶端和后臺(tái)的管理。在經(jīng)過驗(yàn)證后，終端與3G網(wǎng)絡(luò)的后臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)據(jù)和信息的交流。

1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)

圖3 移動(dòng)作業(yè)終端技術(shù)架構(gòu)圖

為滿足作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，完成現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)信息化和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)全流程控制等問題，開發(fā)和設(shè)計(jì)了現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)智能管理系統(tǒng)軟件主站層，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)操作定制各種標(biāo)準(zhǔn)化的操作模板，為客戶提高現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)營(yíng)管理能力提供信息化支撐點(diǎn)。主要的完成方式如下：

現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)包含標(biāo)準(zhǔn)的工作卡片以滿足不同的業(yè)務(wù)過程。標(biāo)準(zhǔn)工作卡片包含了工作表格、工作標(biāo)準(zhǔn)等與實(shí)際工作過程有關(guān)的內(nèi)容，并將其固化于移動(dòng)終端的實(shí)際運(yùn)行中；在下載任務(wù)時(shí)，根據(jù)業(yè)務(wù)過程的類別，現(xiàn)場(chǎng)工作信息系統(tǒng)軟件會(huì)自動(dòng)將現(xiàn)場(chǎng)所屬的工作標(biāo)準(zhǔn)卡進(jìn)行關(guān)聯(lián)；在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中，操作者嚴(yán)格遵守工作規(guī)范和工作程序。現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)信息系統(tǒng)軟件按照GPS定位、運(yùn)行階段的時(shí)間記錄模式，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的地址、時(shí)間，并實(shí)施全程監(jiān)控。

基于GPRS、3G無線通訊技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理軟件，應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行信息進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸。傳遞的信息主要有測(cè)量數(shù)據(jù)、維護(hù)記錄、機(jī)器設(shè)備臺(tái)帳等，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息傳遞。圖4中顯示了現(xiàn)場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)工作管理模式方案。

圖4 現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)管理示意圖

1.3.4 數(shù)據(jù)同步實(shí)現(xiàn)

現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)信息系統(tǒng)的移動(dòng)和數(shù)據(jù)庫(kù)查詢的交互選擇網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式。在此基礎(chǔ)上，基于SOAP的移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)了與Web Service的互動(dòng)，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)并實(shí)現(xiàn)了對(duì)移動(dòng)設(shè)備的數(shù)據(jù)通訊和數(shù)據(jù)庫(kù)查詢。從Web模式返回到諸如DataSet這樣的復(fù)雜的基本數(shù)據(jù)類型時(shí)，整個(gè)過程被稱為XML序列化，在這個(gè)過程中目標(biāo)被轉(zhuǎn)換成代表其的XML字符串陣列。WebService為用戶提供了必需的服務(wù)項(xiàng)目，并向用戶開放了一個(gè)面向公眾的socket，并根據(jù)SOAP的數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)自定義的服務(wù)項(xiàng)目。

2 平臺(tái)應(yīng)用現(xiàn)狀及前景展望

現(xiàn)階段該應(yīng)用平臺(tái)已在供電公司成功發(fā)布并使用，供電公司在做好示范站點(diǎn)應(yīng)用的同時(shí)，不斷開發(fā)和推廣該站點(diǎn)的業(yè)務(wù)作用，下一步是利用科研用電檢測(cè)、業(yè)務(wù)拓展應(yīng)用等業(yè)務(wù)應(yīng)用，完成營(yíng)銷推廣等基礎(chǔ)業(yè)務(wù)領(lǐng)域運(yùn)營(yíng)。本次新項(xiàng)目基于LBS定位服務(wù)技術(shù)、GPRSwifi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和PDA便攜電腦緊密結(jié)合的全新升級(jí)方案，為現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)提供強(qiáng)大的技術(shù)和業(yè)務(wù)支撐點(diǎn)，完成現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)的即時(shí)營(yíng)銷推廣收藏。供電公司在自己的軟件系統(tǒng)中合理運(yùn)用該技術(shù)，完成對(duì)電力系統(tǒng)的智能化、信息化管理，使電力系統(tǒng)的各項(xiàng)操作更加規(guī)范化。