電力營銷智能化現場作業平臺應用系統研究

衛 程，安運志，詹發軍

(國網新疆電力有限公司，新疆 烏魯木齊 830000)

0 引言

營銷作業現場具有數量多、作業現場小、時間短、分布廣等典型特點，且多位于客戶側，客戶設備種類繁雜、現場安全隱患多、安全措施落實不到位等問題較為突出。作業多為臨時性作業，需求響應急迫，難以通過提前編制、審批作業計劃的方式對臨時性營銷現場作業進行風險分析與管控。現場的工作票、安全控制卡的填用、流轉仍采用線下方式進行，缺乏過程管控手段，工作人員難以有效辨識作業風險點，難以保障將針對性預控措施執行到位。同時，參與營銷現場作業的人員身份復雜，人員信息未全面納入現有信息系統，因此，安全風險高，安全管控壓力大。

隨著分布式光伏、充電設施、電能替代、綜合能源服務等各項新型營銷業務的全面開展，營銷現場作業的風險點和隱患種類日趨復雜，安全管控面臨更大壓力。

針對營銷現場作業安全環境復雜的特點，以5G網傳輸技術為基礎，確保信息傳輸的快捷可靠，將電力營銷管理系統和安全風險管控系統及其他在用系統進行高度智能化融合，研究智能化現場作業安全管控新模式，建設營銷安全現場作業平臺系統，同時利用智能安全工器具和先進的高清視頻在線記錄儀，確保實現營銷現場作業人員的安全，大幅度提高工作效率，降低工作勞動強度，加快對客戶需求的響應速率，大幅度提高客戶滿意度。

1 系統總體架構

電力營銷智能化現場作業平臺應用系統總體框架由營銷現場作業APP、平臺應用服務及其他業務系統三部分構成。

1.1 營銷現場作業APP

營銷現場作業APP設置有針對管理人員的安全管控功能，以及針對作業人員的業務微應用功能。

(1) 安全管控。電力營銷人員將營銷現場作業APP帶到工作現場，現場作業工作負責人、工作票(卡)簽發人和工作班組成員利用營銷現場作業APP開展作業計劃編制審核、工作票(卡)管理生成簽發確認、班前會、作業風險點等關鍵數據及圖像信息上傳等業務操作。

(2) 業務微應用。營銷現場作業APP中創建了應用市場功能，將已有的營銷業務APP全部以微應用的方式集成到應用市場中，進行統一管理，實現現場作業只用一個APP。營銷現場作業微應用將營銷業擴、用電檢查、電能計量、智能用電專業等各類現場作業業務流程全部以微應用的方式集成到營銷現場作業APP中，進行統一管理。

1.2 平臺應用服務

平臺應用服務主要包括安全管控后臺服務、微應用市場服務和業務微應用后臺服務功能。

(1) 安全管控后臺服務。采用5G傳輸通道，實現通過營銷現場作業平臺提供作業計劃管理服務、工作票卡管理服務、班前會管理服務、風險點取證服務、登錄認證服務、注銷登錄服務等，支撐現場作業工作負責人、工作票(卡)簽發人在現場作業平臺中開展作業計劃編制審核、工作票(卡)生成簽發確認、班前會、風險點取證等業務操作。

(2) 微應用市場服務。營銷現場作業平臺業務微應用功能通過提供業務受理服務、竣工驗收服務、用電檢查服務、線損治理服務、設備裝拆服務、反竊查違服務等，支撐現場作業工作負責人在現場作業過程中通過營銷現場作業平臺業務微應用實現各類業務數據采集和工作質量規范化指引等操作。

(3) 業務微應用后臺服務。應用市場通過提供微應用下載服務、微應用更新服務、消息服務、微應用發布服務、微應用下架服務等，支撐營銷現場作業微應用的數據和業務集成。

1.3 其他業務系統

營銷現場作業平臺通過接口服務實現與營銷業務應用系統、采集系統、MDS平臺、安監安全管控系統、車聯網平臺、SG-MDS安全管控模塊等系統的數據交互。

2 主要功能設計

2.1 營銷安全作業平臺功能

營銷安全現場作業平臺總體業務功能包括作業計劃管理、工作票(卡)管理、班前會管理、風險點管理、監督檢查、人員及隊伍管理、工器具管理、安全知識庫管理、綜合分析評價、工單中心、公告管理、基礎支撐服務及系統管理。

2.2 營銷現場作業5G微應用功能

5G業務微應用功能主要包括營業業擴、市場管理、現場計量、智能用電、采集運維、計量室檢定6類。

(1) 營業業擴。包括業務受理、現場勘查、中間檢查、竣工驗收、業擴報裝停送電、分布式并網驗收、地方電廠并網驗收等。

(2) 市場管理。包括重要客戶檢查、反竊查違、用電檢查、綜合能源安裝調試、綜合能源運維、用能監測、綜合能源定期巡視、多能服務、屋項光伏建設等。

(3) 現場計量。包括設備裝拆、電能表現場檢驗、互感器現場檢驗、現場停復電、戶變關系研判、線損異常排查、設備主人制、采集終端現場調試、接線盒更換、現場補抄、二次回路現場檢測等。

(4) 智能用電。包括充電服務、充電站現場巡視、充電站周期性檢測、充電站中間驗收、充電站現場施工、充電站竣工驗收、充換站設備檢修等。

(5) 采集運維。包括采集異常、計量裝置故障處理、失準更換等。

(6) 計量室檢定。包括計量裝置性能實驗、拆回智能表室內分揀、計量裝置自動化檢定、計量裝置室內檢定等。

3 架構設計

3.1 物理架構

營銷現場作業APP和營銷現場作業平臺采用內、外網同步部署模式。

(1) 信息內網。在信息內網中部署營銷現場作業平臺應用和數據庫，通過營銷業務管理接入服務與營銷業務應用等系統進行業務請求和數據交互，支撐現場移動作業終端接入訪問。

(2) 5G信息外網。在5G信息外網中部署營銷現場作業平臺應用，通過內外網隔離裝置進行數據交互，支撐外網智能手機接入訪問。

(3) 移動專網。在移動作業終端中安裝5G營銷現場作業APP，通過無線專網(VPN)訪問內網營銷現場作業平臺的業務應用，實現數據交互，供主業人員使用。

(4) 互聯網。在智能手機中安裝營銷現場作業APP，通過互聯網5G無線公網訪問外網營銷現場作業平臺，供主業人員與外包人員使用。

3.2 技術架構

3.2.1 信息內網

(1) 在信息內網中，建設營銷現場作業管控內網模塊，部署營銷現場作業管控WEB應用、Nginx、API網關、權限認證服務、營銷現場作業管控APP微服務、營銷現場作業管控WEB微服務、接口服務、數據庫、調度服務、Redis、消息服務等。

(2) 無線專網中，通過安全接入平臺或信息內網中WEB請求訪問到Nginx，Nginx經負載均衡處理后轉發到API網關，API網關請求權限認證服務，認證通過后請求相應的營銷現場作業管控APP或WEB微服務，微服務查詢數據后直接返回數據給相應的客戶端，其中接口服務通過Webservice或Restful請求，實現與其他業務系統對接業務數據。

(3) 移動作業終端上安裝安全接入平臺客戶端，用戶啟動安全接入平臺客戶端后建立VPN通道實現內網接入，通過業務APP進行登錄。

3.2.2 信息外網

(1) 信息外網到信息內網過程中，采用安全隔離裝置過濾非法的Restful請求、數據庫等相關的SQL請求。

(2) 在5G信息外網中，建設營銷現場作業管控外網模塊，部署Nginx、API網關、權限認證服務、營銷現場作業管控APP微服務、數據庫、調度服務、Redis及消息服務。互聯網中APP發送請求經過移動交互平臺，到達營銷現場作業管控外網模塊的Nginx，Nginx經負載均衡處理后轉發到API網關，API網關請求權限認證服務，認證通過后請求相應的營銷現場作業管控APP微服務，服務通過安全隔離裝置查詢內網數據庫，最后返回數據。信息外網Redis服務中保存一些APP登錄信息等數據；消息服務用來向APP發送通知類消息。

3.2.3 互聯網

移動交互支撐平臺進行域名解析，將互聯網域名映射到信息外網，實現營銷現場作業管控APP從互聯網到信息外網的請求接入。

3.3 安全架構

系統安全需遵循公司信息安全總體策略，按照等級保護要求中第二級系統安全要求進行安全防護設計，安全防護強度達到公司內網安全防護標準，安全防護注重運行安全，避免造成安全風險擴散。

系統安全需從網絡防護、用戶認證和權限管理、數據存儲、機房環境、管理制度等方面進行管理。

(1) 網絡安全。系統運行在公司信息內網中，借助統一的安全防護體系和措施進行安全防護。

(2) 應用安全。從身份認證、授權、輸入輸出驗證、配置管理、會話管理、代碼安全、加密技術、參數操作、異常管理、審核和日志、剩余信息保護、數據存儲保密、數據存儲完整、應用數據的備份與恢復等方面進行安全防護。

(3) 數據安全。業務數據是系統正常運行的基礎，必須確保業務數據在傳輸、處理和存儲過程中的機密性、完整性和可用性。關鍵敏感數據應該做到登錄認證、嚴格授權、傳輸加密；采用嚴格授權管理，使數據和程序免受無權用戶的恣意篡改；數據不在需要時要安全刪除、銷毀或處置，不能因為數據為過時數據就隨意放置；能夠檢測到業務數據完整性在處理、傳輸和存儲過程中是否受到破壞。

(4) 系統安全。包括操作系統、中間件及數據庫系統的安全。應選擇相對安全的操作系統、中間件和數據庫系統，并禁止缺省口令和弱口令；對系統文件進行有效保護，防止被篡改和替換；在內部網絡服務器上安裝網絡病毒防治軟件，在單機上安裝單機環境的反病毒軟件，定期進行病毒庫更新。

(5) 物理安全。系統涉及到的物理運行環境主要包括應用服務器、負載均衡器等，對機房環境的要求總體上遵循國網公司關于機房建設的標準。

3.4 安全管理

(1) 系統需要與其他業務系統進行數據、界面等的交互，在網絡、系統、數據、應用等各個層面都存在安全風險擴散或放大的風險，形成新的安全漏洞。因此，接入前要進行安全評估，并在安全加固后才允許正式投運。

(2) 系統要避免未經安全評估、未被正式許可的任何單位、人員或系統的訪問和鏈接，尤其要重點監護突發的、臨時性訪問，避免高風險的訪問方式導致系統的安全事故。

(3) 開發和運維人員對系統操作需要制定工作規范和工作流程，對于違反規范和流程的操作，要能夠實時監控和審核，減少人為的安全事故。

4 基于5G的關鍵技術應用

4.1 微服務架構

微服務是一種用于構建應用的架構方案。微服務架構有別于更為傳統的單體式方案，可將應用拆分成多個核心功能。使用微服務架構，將應用程序構建為獨立的組件，并將每個應用程序進程作為一項服務運行。這些服務使用輕量級API，通過明確定義的接口進行通信，其服務是圍繞業務功能構建的，每項服務執行一項功能。由于它們是獨立運行的，因此可以針對各項服務進行更新、部署和擴展，以滿足對應用程序特定功能的需求。

(1) 自主性。微服務架構可以對微服務架構中的每個組件服務進行開發、部署、運營和擴展，而不影響其他服務的功能。這些服務不需要與其他服務共享任何代碼，各個組件之間的任何通信都是通過明確定義的API進行的。

(2) 專用性。每項服務都是針對一組功能而設計的，并專注于解決特定的問題。如果開發人員逐漸將更多代碼增加到一項服務中使這項服務變得復雜，則可將其拆分成多項更小的服務。

通過微服務，可以獨立擴展各項服務以滿足其支持的應用程序的功能需求，從而使得團隊能夠適當調整基礎設施需求，準確衡量功能工作量，并在服務需求激增時保持可用性。微服務支持持續集成和持續交付，可以輕松嘗試新想法，并可在無法正常運行時回滾。由于故障成本較低，可大膽試驗，輕松地更新代碼，并縮短新功能的上市時間。

4.2 人臉識別技術

人臉識別系統主要包括4個組成部分，分別為：人臉圖像采集及檢測、人臉圖像預處理、人臉圖像特征提取、匹配與識別。

(1) 人臉圖像采集。不同的人臉圖像能通過攝像鏡頭采集下來，如靜態圖像、動態圖像、不同位置、不同表情等方面均可很好地采集。當用戶處于采集設備的拍攝范圍內時，采集設備會自動搜索并拍攝用戶的人臉圖像。

(2) 人臉圖像預處理。人臉圖像預處理是基于人臉檢測結果，對圖像進行處理并最終服務于特征提取的過程。系統獲取的原始圖像由于受到各種條件的限制和隨機干擾，往往不能直接使用，必須在圖像處理的早期階段對它進行灰度校正、噪聲過濾等圖像預處理。對于人臉圖像而言，其預處理過程主要包括人臉圖像的光線補償、灰度變換、直方圖均衡化、歸一化、幾何校正、濾波以及銳化等。

(3) 人臉圖像特征提取。人臉識別系統可使用的特征通常有視覺特征、像素統計特征、人臉圖像變換系數特征、人臉圖像代數特征等。人臉特征提取，又稱人臉表征，是對人臉進行特征建模的過程。

(4) 人臉圖像匹配與識別。提取的人臉圖像的特征數據與數據庫中存儲的特征模板進行搜索匹配，通過設定一個閾值，當相似度超過這一閾值，則把匹配得到的結果輸出。人臉識別就是將待識別的人臉特征與已得到的人臉特征模板進行比較，根據相似程度對人臉的身份信息進行判斷。

5 應用平臺數據交互

營銷現場作業平臺支持按照統一接口協議和安全認證規范，為移動作業終端、智能手機、智能安全帽、現場作業記錄儀、現場布控球等智能硬件提供認證接入和工作票(卡)管理、作業風險點管控等現場應用數據交互服務。根據業務開展、安全管理等需要，與營銷業務應用系統、安監安全管理平臺、SG-MDS安全管控模塊等進行數據集成，實現數據共享。

營銷現場作業平臺提供接口，支持營銷業務應用系統將營銷業務周期性計劃信息信息，如周期檢查計劃、周期輪換計劃、周期檢驗計劃等，同步至平營銷現場作業平臺接口，將作業計劃信息、風險點取證信息、作業計劃完成情況等同步至安監安全管理平臺；支持將各單位的作業計劃信息、工作票信息、人員及隊伍信息、工器具檔案信息、作業現場風險點取證信息、作業違章信息等上傳至總部SG-MDS安全管控模塊，提供視頻監控服務調用；同時，接收總部SG-MDS安全管控模塊下發的規章制度、培訓考試、特定事件、違章行為等信息。

6 應用成效

(1) 采用高效可靠的5G技術，通過營銷現場作業平臺、營銷現場作業微應用等的全面應用，實現了現場作業的全流程管控、作業過程的全方位監督、作業類型的全專業覆蓋、作業實施的全痕跡管理，有效消除了現場作業盲區，大大提升了現場督查工作質效。

(2) 管理人員通過公司內網平臺和移動終端可隨時發起視頻，管控現場作業進展、人員行為、安全措施、到崗到位等情況，進一步提高了營銷現場作業安全管控水平，全面推進智能化安全管控體系建設。

(3) 營銷現場作業平臺將作業計劃、工作票、作業結果數據與營銷業務應用系統、采集系統、MDS平臺、車聯網系統、安監安全管控系統的業務工單形成安全管控閉環。

(4) 營銷現場作業平臺通過現場作業服務與微應用市場服務，集成營銷現場作業新型數字化管控平臺APP與其他業務APP，實現營銷多業務APP的業務操作集成，避免多個APP切換，減少了現場人員工作量，提升了現場作業管控效率，降低了人員投入成本。

(5) 通過營銷作業微應用的建設，解決了業務現場流程環節繁瑣、信息不能實時提交獲取等弊端，優化了現場作業及客戶服務水平，提高了班組服務質量和工作效能，為供電企業進一步加強管理，增加企業經濟效益，提供了良好的決策依據。