摘要：隨著我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)的逐步推進(jìn)，電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行變得越來(lái)越重要。傳統(tǒng)的巡檢方式難以做到客觀和量化。結(jié)合變電站智能巡檢系統(tǒng)的管理功能分析和業(yè)務(wù)功能分析，引入PDA終端和激光條碼技術(shù)，設(shè)計(jì)了基于PDA的變電站智能巡檢系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)了具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：變電站；智能巡檢系統(tǒng)；PDA終端；激光條碼

作者簡(jiǎn)介：許郁煌（1973-），男，福建仙游人，福建水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，講師。（福建?永安?366000）

中圖分類號(hào)：TM63?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????文章編號(hào)：1007-0079（2012）27-0141-02

電網(wǎng)企業(yè)實(shí)現(xiàn)變電站的自動(dòng)化管理，有助于企業(yè)持續(xù)提升供電質(zhì)量管理水平，精準(zhǔn)配置電網(wǎng)設(shè)備，從而進(jìn)一步加強(qiáng)電力需求側(cè)管理。只有周期性地對(duì)變電站進(jìn)行巡檢，才能提高終端用電效率，優(yōu)化用電方式，從而保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。我國(guó)當(dāng)前的不少電網(wǎng)企業(yè)依舊采用傳統(tǒng)的巡檢方式，這種巡檢方式難以做到客觀和量化。而不少研究成果已經(jīng)證實(shí)可以引入先進(jìn)的移動(dòng)技術(shù)組建變電站智能巡檢系統(tǒng)，從而提高工作效率，減輕人員勞動(dòng)強(qiáng)度，使電網(wǎng)管理實(shí)現(xiàn)科學(xué)化。本文在對(duì)巡檢系統(tǒng)的需求進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于PDA終端和激光條碼技術(shù)的變電站智能巡檢系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)了變電站設(shè)備巡視標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，具有較好的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。

一、變電站智能巡檢系統(tǒng)需求分析

1.系統(tǒng)管理需求分析

在智能巡檢系統(tǒng)的協(xié)助下，工作人員應(yīng)該可以完成變電站管理中如下的工作：

（1）完成變電站的日常巡檢工作，包括自動(dòng)化專用逆變電源或 UPS 電源、測(cè)控柜、遠(yuǎn)動(dòng)柜等等。

（2）完成變電站的設(shè)備驗(yàn)收工作，確保設(shè)備能夠“零缺陷”投運(yùn)。

（3）能夠?qū)﹄娏υO(shè)備的臺(tái)賬、各種缺陷記錄和運(yùn)行數(shù)據(jù)信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理。

（4）能夠協(xié)助進(jìn)行任務(wù)執(zhí)行的量化分析與績(jī)效考核。

2.系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求分析

智能巡檢系統(tǒng)應(yīng)該具備以下的業(yè)務(wù)功能：變電站工作人員巡視設(shè)備的時(shí)候，能夠以PDA內(nèi)置的軟件對(duì)巡視情況進(jìn)行精確和實(shí)時(shí)記錄，同時(shí)能夠結(jié)合實(shí)際設(shè)備的巡視明細(xì)項(xiàng)目，對(duì)設(shè)備的相關(guān)參數(shù)和缺陷障礙數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，最終存儲(chǔ)于缺陷記錄數(shù)據(jù)庫(kù)表文件中。

智能巡檢系統(tǒng)也應(yīng)該支持變電站工作人員進(jìn)行設(shè)備驗(yàn)收，對(duì)設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)，PDA設(shè)備通過(guò)條碼識(shí)別功能來(lái)與被驗(yàn)收設(shè)備進(jìn)行匹配，工作人員結(jié)合驗(yàn)收設(shè)備所需項(xiàng)目，對(duì)其進(jìn)行明細(xì)驗(yàn)收，結(jié)合手持PDA終端所讀出的設(shè)備歷史缺陷，最終生成詳細(xì)的驗(yàn)收?qǐng)?bào)告。終端所存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)包括蓄電池記錄數(shù)據(jù)、測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)、SF6壓力等。

二、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

1.系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

在分析了各類體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)之后，本研究最終選擇了B/S模式，PDA設(shè)備內(nèi)置WinCE，與數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互。圖1所示為系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)。

支持分布式服務(wù)器集群是變電站智能巡檢平臺(tái)服務(wù)器端最大的特點(diǎn)。對(duì)巡檢人員用戶的手持PDA而言，只是一臺(tái)主服務(wù)器為其提供入口服務(wù)，終端用戶登錄系統(tǒng)時(shí)，主服務(wù)器是唯一入口。這樣的結(jié)構(gòu)模式具有相當(dāng)強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)能力和可擴(kuò)展性，因此十分適合大規(guī)模的變電站使用。此外，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)還超越了單服務(wù)器的穩(wěn)定性與可靠性。

結(jié)合具體的系統(tǒng)部署，選擇適合的服務(wù)器對(duì)整個(gè)智能巡檢平臺(tái)進(jìn)行部署，選擇IBM標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器為服務(wù)器主機(jī)?？紤]到系統(tǒng)對(duì)于并發(fā)性及速度和實(shí)時(shí)性要求非常高，為服務(wù)器配置了IBM System x3650 M2，并配置了雙機(jī)集群熱備份，兩臺(tái)備份的服務(wù)器之間以心臟跳線相連，至此回故障時(shí)切換。服務(wù)器主板可提供800M/S的I/O擴(kuò)展功能傳輸，從而突破在萬(wàn)兆底層網(wǎng)中的瓶頸，支持流媒體傳輸需要和更大的用戶并發(fā)數(shù)。服務(wù)器引入了IBM System x3500 M2，采用專業(yè)存儲(chǔ)系統(tǒng)IBM DS3400磁盤陣列作為存儲(chǔ)系統(tǒng)，從而滿足增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求。與主機(jī)相連采用4Gbps光纖通道，這樣就可以保證極大提高主機(jī)的I/O性能。

系統(tǒng)前端應(yīng)用層包括信息發(fā)布、統(tǒng)一用戶管理、統(tǒng)一搜索、MOSS管理中心、共享日歷、調(diào)度服務(wù)等應(yīng)用，數(shù)據(jù)層包括雙節(jié)點(diǎn)主動(dòng)模式群集數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，分布式緩存服務(wù)，每個(gè)故障點(diǎn)都做高可用性架構(gòu)部署。

2.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

對(duì)于變電站智能巡檢工作而言，PDA數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能相對(duì)單一而集中，系統(tǒng)一方面需要進(jìn)行人員到位信息數(shù)據(jù)的采集，另一方面需要記錄變電站設(shè)備缺陷信息，以上數(shù)據(jù)全部存儲(chǔ)于用戶手持PDA終端的數(shù)據(jù)中。圖2所示為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作流程。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要功能模塊簡(jiǎn)介如下：

（1）用戶登陸功能。手持PDA的變電站巡檢人員必須鍵入用戶名和密碼，實(shí)現(xiàn)身份認(rèn)證之后才能啟動(dòng)激活PDA的功能。

（2）到位觸發(fā)功能。手持PDA的變電站巡檢人員以數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與置于變電站被巡檢設(shè)備的射頻標(biāo)簽進(jìn)行交互通信，用戶通過(guò)系統(tǒng)的認(rèn)證之后，便能夠讀取內(nèi)置數(shù)據(jù)庫(kù)表文件中的數(shù)據(jù)，獲取這臺(tái)相關(guān)設(shè)備被檢查具體項(xiàng)目的參數(shù)值。此外，內(nèi)置數(shù)據(jù)庫(kù)也會(huì)啟動(dòng)相應(yīng)的表文件，對(duì)采集的用戶個(gè)人信息以及到位時(shí)間等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和存儲(chǔ)。

（3）缺陷消除功能。此功能是針對(duì)被巡檢設(shè)備商的一般缺陷的，該功能支持變電站巡檢者直接處理設(shè)備缺陷。

（4）缺陷記錄功能。此功能支持變電站巡檢人員以標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)的格式進(jìn)行巡檢明細(xì)信息的記錄。這一項(xiàng)功能支持用戶錄入設(shè)備的缺陷數(shù)據(jù)，設(shè)備規(guī)范了缺陷數(shù)據(jù)的錄入格式，用戶遵循實(shí)際設(shè)備的缺陷情況進(jìn)行填寫，提高了信息的可靠性。

3.激光條碼技術(shù)的應(yīng)用

激光條碼技術(shù)支持設(shè)備的移動(dòng)數(shù)據(jù)采集，借助這項(xiàng)技術(shù)，能夠把變電站工作人員的筆記本終端進(jìn)行功能拓展，使之成為條碼掃描儀，從而方面快捷地采集和傳輸、存儲(chǔ)移動(dòng)數(shù)據(jù)信息。具體用法是：變電站工作人員將采集卡插入便攜式電腦，以應(yīng)用程序讀入條碼信息。這種方式的速度比人工輸入快五十倍，精確程度也有了很大的提升。通過(guò)激光掃描引擎，條碼標(biāo)志進(jìn)行自動(dòng)辨識(shí)，提高了工作效率。

4.后臺(tái)管理功能的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)為PDA構(gòu)建了1臺(tái)Web 訪問(wèn)服務(wù)器，1臺(tái)歸檔服務(wù)器，1臺(tái)DMZ區(qū)的邊緣服務(wù)器，1臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)，應(yīng)用集中部署包括11臺(tái)MOSS前端。本項(xiàng)目采用虛擬化技術(shù)，采用集中式部署。作為一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)的后臺(tái)，有很多種可以滿足需要的技術(shù)，例如 PHP 和 JSP以及ASP.NET都能夠構(gòu)建此類系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)庫(kù)方面可以使用 Oracle、Mysql 或者SQLServer等不同數(shù)據(jù)庫(kù)，而在服務(wù)器方可以選擇 Tomcat 、IIS等。本文之所以選擇以Struts作為開(kāi)發(fā)環(huán)境，是因?yàn)镾truts體系構(gòu)建利于系統(tǒng)維護(hù)，應(yīng)用具有較高可擴(kuò)展性和安全性，有一定的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)速度優(yōu)勢(shì)。

系統(tǒng)后臺(tái)管理軟件的主要功能包括組織機(jī)構(gòu)設(shè)置及用戶管理模塊，包括用戶管理與角色管理兩項(xiàng)子功能；設(shè)備管理模塊包括變電站管理、變電設(shè)備管理、設(shè)備與類型的關(guān)聯(lián)管理、設(shè)備具體情況查看以及設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)維護(hù)等子功能；缺陷字典管理模塊包括缺陷審核工作流的維護(hù)、缺陷字典的維護(hù)以及缺陷模板維護(hù)等子功能；巡視管理模塊包括人物管理和缺陷管理兩項(xiàng)子功能。此外還有歷史數(shù)據(jù)管理模塊等。

5.系統(tǒng)的應(yīng)用

系統(tǒng)用戶在輸入編號(hào)和密碼，通過(guò)認(rèn)證之后，選擇點(diǎn)擊“開(kāi)始巡視”，即可打開(kāi)變電站界面，從中可以選擇被巡視的變電站。所有變電站主要設(shè)備都內(nèi)置了條碼數(shù)據(jù)標(biāo)簽，用戶調(diào)用“巡檢工作簿”功能，對(duì)設(shè)備商的條形碼進(jìn)行掃描，終端設(shè)備與數(shù)據(jù)庫(kù)交互之后，便會(huì)向用戶返回這個(gè)巡視點(diǎn)將被巡視的所有相關(guān)設(shè)備，用戶只要結(jié)合屏幕上的標(biāo)準(zhǔn)巡視路線，便可以一次對(duì)所有設(shè)備進(jìn)行巡視。用戶選擇要巡視的變電站設(shè)備，便會(huì)顯示巡視內(nèi)容記錄，記錄中詳細(xì)列出設(shè)備檢查內(nèi)容，用戶選擇“巡視記錄”，則可以詳細(xì)記錄巡視的數(shù)據(jù)，還可以查看設(shè)備的缺陷，如圖3所示。

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（責(zé)任編輯：劉輝）