白祎花

（陜西財經(jīng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西咸陽，712000）

0 引言

近年來，隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的飛速發(fā)展，社會生產(chǎn)力水平的不斷提高，保障供電可靠性也成為電力企業(yè)一項重要任務(wù)。帶電作業(yè)是指在帶電設(shè)備上直接進行檢修的一項特殊工作，對保證電網(wǎng)的安全運行，提高電網(wǎng)供電可靠性，減少停電時間，提高檢修效率，增加經(jīng)濟效益等都有十分重要的意義，也無疑越來越受到電力企業(yè)的青睞。

我國的帶電作業(yè)技術(shù)要滯后于歐美等發(fā)達國家，目前大多數(shù)的供電單位在帶電作業(yè)操作上還停留在人為調(diào)度、手工處理等滯后環(huán)節(jié)，既降低了工作的效率，也不便于日常工作的追蹤管理，尤其在面對日益增長的用電需求，保障可持續(xù)供電，及時消除電網(wǎng)設(shè)備隱患，避免停電事故發(fā)生等多方面壓力時存在弊端。提倡帶電作業(yè)信息化、標準化、科學(xué)化是切實可行的，這也正是本文研究的重點方向。

通過結(jié)合信息化技術(shù)、地理信息數(shù)據(jù)，可以準確的構(gòu)建電網(wǎng)的分布圖形，利用GPS 移動終端設(shè)備，及一體化、可視化的操作平臺，可以對施工現(xiàn)場進行采樣，對作業(yè)地點進行定位，對工作任務(wù)進行查看，同時采用遠程網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，可以對戶外施工人員進行現(xiàn)場指導(dǎo)、異地監(jiān)管，進而使電力企業(yè)帶電作業(yè)達到先進科學(xué)的管理水平。

下面就基于WebGIS 的智能化電網(wǎng)帶電作業(yè)系統(tǒng)的核心部分逐一進行闡述，說明如下。

1 WebGIS 技術(shù)

WebGIS 是指應(yīng)用了互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的地理信息系統(tǒng)，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)布地理信息，使得網(wǎng)絡(luò)上的任意一個節(jié)點上的用戶都可以瀏覽GIS 數(shù)據(jù)，也讓傳統(tǒng)GIS 具備了訪問開放性、體系獨立性、成本和維護廉價性。同時由于網(wǎng)絡(luò)靈活分布的特點，讓地理信息系統(tǒng)可以支持多數(shù)據(jù)來源，支持多用戶并發(fā)訪問等諸多性能。WebGIS是GIS 技術(shù)與組件技術(shù)、人機交互技術(shù)、及分布式技術(shù)的集成體現(xiàn)，也是當下GIS 系統(tǒng)發(fā)展的重要方向，近年來也越來越受到關(guān)注。

關(guān)于WebGIS 的研究、開發(fā)和應(yīng)用，已從最初簡單地在Web 上

發(fā)布地理信息，轉(zhuǎn)變成針對地理數(shù)據(jù)互操作、空間信息服務(wù)等關(guān)鍵技術(shù)上，研發(fā)的重點也更多是面向系統(tǒng)的體系架構(gòu)、數(shù)據(jù)的傳輸協(xié)議、采用的主體技術(shù)等多角度的考量。

近年來，開放地理信息聯(lián)盟（Open Geospatial Consortium）和國際標準化組織（ISO/TC211）共同推出了基于Web 服務(wù)（XML）的空間數(shù)據(jù)互操作實現(xiàn)規(guī)范Web Map Service，Web Feature Service，Web Coverage Service 以及用于空間數(shù)據(jù)傳輸與轉(zhuǎn)換的地理信息標記語言GML。這些規(guī)范為地理信息廠商建立一套完整、標準、通用的地理信息系統(tǒng)平臺提供了必要的支持，也為地理信息數(shù)據(jù)的共享性和互操作性提供了可能。

2 帶電作業(yè)系統(tǒng)開發(fā)平臺

基于WebGIS 智能化電網(wǎng)帶電作業(yè)系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)中主要應(yīng)用了以J2EE 為基礎(chǔ)的開源化軟件產(chǎn)品，開發(fā)平臺的層次在主體上分為三個部分，即數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和展示層。其中數(shù)據(jù)層主要負責(zé)完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存儲，進行數(shù)據(jù)庫表記錄與數(shù)據(jù)對象映射，完成記錄集與數(shù)據(jù)對象的轉(zhuǎn)換。服務(wù)層是系統(tǒng)內(nèi)部邏輯的處理，負責(zé)應(yīng)用功能的發(fā)布、內(nèi)外部借口的訪問、核心組件的交互。展示層是系統(tǒng)人機交互的窗口，負責(zé)系統(tǒng)功能的展示集成。技術(shù)架構(gòu)參見圖1 所示：

2.1 數(shù)據(jù)層，帶電作業(yè)系統(tǒng)中采用空間數(shù)據(jù)庫Postgres 和文件數(shù)據(jù)庫JackRabbit 作為存儲的數(shù)據(jù)源。Postgres 中存儲業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)，JackRabbit 中存儲帶電作業(yè)規(guī)程、工作票等電子化文檔。

2.2 服務(wù)層，系統(tǒng)中采用Web 服務(wù)器JBoss 和空間GIS 服務(wù)器Geoserver，負責(zé)發(fā)布系統(tǒng)功能業(yè)務(wù)應(yīng)用和地理空間信息的數(shù)據(jù)應(yīng)用。其中應(yīng)用支撐平臺是指系統(tǒng)面向業(yè)務(wù)提供的分布式企業(yè)核心應(yīng)用，諸如安全認證組件、工作流組件等，，從而保證系統(tǒng)安全、高效，內(nèi)部協(xié)調(diào)一致。架構(gòu)本身遵循面向業(yè)務(wù)、基于構(gòu)件的思想，為業(yè)務(wù)功能的開發(fā)提供大量可復(fù)用的成熟構(gòu)件，提供高內(nèi)聚、低偶合的開發(fā)、運維環(huán)境。同時通過定義對外訪問和集成接口（如GPS 手持設(shè)備接口適配器、短信網(wǎng)關(guān)接口適配器），使系統(tǒng)具備擴展性、集成性、穩(wěn)定性。

2.3 展示層，系統(tǒng)采用富客戶端RIA 技術(shù)，以Flex 技術(shù)為開發(fā)工具，并套用OpenScales 插件，進行WebGIS 業(yè)務(wù)功能的展示，以便于工作人員操作。

3 帶電作業(yè)系統(tǒng)實施結(jié)果

本文研發(fā)的基于WebGIS 智能化帶電作業(yè)系統(tǒng)是為電力企業(yè)打造的標準化信息管理系統(tǒng)，以帶電作業(yè)的標準化作業(yè)指導(dǎo)書為依據(jù)，涵蓋電力企業(yè)輸電、配電帶電作業(yè)業(yè)務(wù)，適用10kv、35kv、110kv、220kv 等多種電壓等級，同時支持等電位、中間電位、地電位等作業(yè)方式，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)共享、多點協(xié)作訪問、GPS 調(diào)度監(jiān)管、現(xiàn)場作業(yè)指導(dǎo)等智能化功能，在保證帶電作業(yè)安全可靠的同時，實現(xiàn)對以往作業(yè)項目優(yōu)化處理，提高工作效率。主要功能模塊包括作業(yè)項目管理、作業(yè)評估管理、手持設(shè)備管理、統(tǒng)計分析管理、基礎(chǔ)信息管理、系統(tǒng)支撐管理六個部分。系統(tǒng)的功能如表1 所示：

3.1 作業(yè)項目管理，維護輸電、配電管理中的帶電作業(yè)項目，包括帶電檢測絕緣子、更換絕緣子、更換避雷器、更換防震錘、更換導(dǎo)線懸垂線夾、更換跌落保險、斷開接引電氣設(shè)備、修補線路導(dǎo)線、處理線路間隔缺陷、以及清理線路異物等。參照各帶電作業(yè)項目相應(yīng)的作業(yè)指導(dǎo)書，通過流程定義申請開啟作業(yè)單，經(jīng)過作業(yè)勘查，作業(yè)審批，施工設(shè)備領(lǐng)用，作業(yè)人員派工，現(xiàn)場作業(yè)監(jiān)管，作業(yè)結(jié)果記錄等工作流程環(huán)節(jié)，實現(xiàn)帶電作業(yè)標準的流程化協(xié)同管理。流程調(diào)度過程中，會包含作業(yè)任務(wù)消息提示、作業(yè)限時督辦等調(diào)度指令，客觀上提高業(yè)務(wù)的處理效率。

3.2 作業(yè)評估管理，針對施工的帶電作業(yè)項目方案進行后期的評估，通過對多個帶電作業(yè)項目的數(shù)據(jù)對比分析，以此找出作業(yè)管理中的缺陷與不足，供后期制定帶電作業(yè)方案中參照。另外還包括對帶電作業(yè)指導(dǎo)書的電子化維護與查詢。

3.3 手持設(shè)備管理，針對GPS 手持設(shè)備進行管理維護，包括帶電作業(yè)任務(wù)操作、作業(yè)結(jié)果數(shù)據(jù)的同步，作業(yè)地點的地理導(dǎo)航，工作票的瀏覽，施工作業(yè)結(jié)果的維護等。借助GPS 設(shè)備的特點，可指導(dǎo)作業(yè)人員準確地到達施工地點，查看作業(yè)標準實施步驟，記錄作業(yè)結(jié)果。同時通過遠程連接訪問，可使監(jiān)控人員遠端進行協(xié)調(diào)管理，便于及時發(fā)現(xiàn)、解決問題。

3.4 基礎(chǔ)信息管理，完成系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)基礎(chǔ)信息的維護，如設(shè)備庫房管理、工器具管理、線路信息維護、電氣設(shè)備維護、以及綜合指標維護等。通過對這些數(shù)據(jù)的維護，可使電網(wǎng)線路更直觀的進行空間地理形式的展現(xiàn)，同時對帶電作業(yè)項目施工中的必要的條件提供信息化的支持。

3.5 統(tǒng)計分析管理，利用圖形、圖表等多種數(shù)據(jù)展示形式，對帶電作業(yè)系統(tǒng)中涉及的工作量、數(shù)據(jù)量進行統(tǒng)計，同時可鏈接訪問一次帶點作業(yè)項目的詳細數(shù)據(jù)，以及系統(tǒng)操作日志，當前在線用戶等信息。

3.6 系統(tǒng)支撐管理，完成對系統(tǒng)底層的支持功能，如組織機構(gòu)維護、人員帳號維護、角色權(quán)限維護、工作流程定義、工作流程監(jiān)控、報表模板定義等。其中流程定義可使系統(tǒng)功能實現(xiàn)跨部門協(xié)同作業(yè)，權(quán)限管理可以保障系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全，通過電子簽名、硬件因子等認證手段對操作人進行身份驗證。

圖3 工作要維護功能圖

帶電作業(yè)系統(tǒng)中WebGIS 技術(shù)的應(yīng)用是一個較大的核心功能，通過對地理數(shù)據(jù)的圖形化展示，讓系統(tǒng)的使用人員更加直觀完成對系統(tǒng)交互，應(yīng)用GPS 手持設(shè)備，既客觀對作業(yè)人員進行監(jiān)管，也使得作業(yè)人員更加有效查看作業(yè)規(guī)程，記錄作業(yè)結(jié)果，進行協(xié)調(diào)室內(nèi)、戶外人員的工作任務(wù)，降低作業(yè)強度。工作票是工作人員在現(xiàn)場依據(jù)和安全許可，系統(tǒng)通過對作業(yè)指導(dǎo)書的電子維護，可使作業(yè)人員依據(jù)相關(guān)標準進行現(xiàn)場遠程訪問監(jiān)管，以規(guī)定的帶電作業(yè)項目為例，可自動生成實際工作票模板，便于使用人員操作。

系統(tǒng)功能界面如下圖2、圖3、圖4 所示：

4 帶電作業(yè)系統(tǒng)部署

系統(tǒng)部署由四部分構(gòu)成，分別是數(shù)據(jù)管理層、應(yīng)用集群層，負載均衡層和網(wǎng)絡(luò)訪問層，如圖5 所示。

4.1 數(shù)據(jù)管理層，完成空間數(shù)據(jù)庫、文件數(shù)據(jù)庫的管理分布。對于部分小規(guī)模用戶可將數(shù)據(jù)服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器合并，但正常情況下，建議將兩者分別部署在單獨的硬件上，也可采用雙機備份形式，提高數(shù)據(jù)訪問性能。

4.2 應(yīng)用集群層，應(yīng)用層承擔(dān)所有用戶的Web 服務(wù)，以及整體系統(tǒng)的邏輯運算。在測試環(huán)境中，一臺應(yīng)用服務(wù)器一般承擔(dān)250個用戶并發(fā)訪問。實際部署中，可根據(jù)用戶數(shù)靈活設(shè)計部署多臺應(yīng)用服務(wù)器，以滿足用戶訪問需求，防止系統(tǒng)負載達到臨界值。

4.3 負載均衡層，為合理分配用戶訪問，充分利用系統(tǒng)資源，可采用專用的負載均衡設(shè)備，利用多種靜態(tài)和動態(tài)負載平衡方法進行觀測，進而跟蹤一組服務(wù)器的動態(tài)性能級別，確保系統(tǒng)處于最佳資源分配狀態(tài)。

4.4 網(wǎng)絡(luò)訪問層，系統(tǒng)可通過企業(yè)局域網(wǎng)、VPN 專用網(wǎng)、以及萬維互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進行訪問。圖5

5 帶電作業(yè)系統(tǒng)經(jīng)濟效益

系統(tǒng)實施以后，除了告別傳統(tǒng)意義上的純手工作業(yè)，加大無紙化辦公的力度外，還大幅提高了帶電作業(yè)的工作效率，增強了作業(yè)監(jiān)控力度，通過對空間地理信息調(diào)用訪問，工作人員可以準確的判定施工地點，縮短作業(yè)時間。對于遠程數(shù)據(jù)接口調(diào)用，可以獲取詳細的作業(yè)信息，以及作業(yè)的操作流程，也便于遠程協(xié)助人員及時進行作業(yè)監(jiān)管提醒，增強作業(yè)人員的工作積極性，進一步打造團隊意識。

結(jié)合系統(tǒng)實施前后的數(shù)據(jù)對比統(tǒng)計，以一個市級電力局為單位，觀測3個月內(nèi)的帶電作業(yè)執(zhí)行情況，具體數(shù)據(jù)參見表2，從而體現(xiàn)帶電作業(yè)系統(tǒng)經(jīng)濟可操作性。

6 結(jié)束語

帶電作業(yè)是保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行的一項重要技術(shù)措施，是提高供電可靠性和設(shè)備完好率的必不可少的一項技術(shù)手段，是電力生產(chǎn)中的一項重大的技術(shù)成果，利用地理信息數(shù)據(jù)，實施帶電作業(yè)系統(tǒng)的科學(xué)性、安全性、可操作性、便捷性將是一項有利于國計民生的技術(shù)，應(yīng)當?shù)玫礁浞值闹匾暫屯苿印Ｄ壳暗膸щ娮鳂I(yè)系統(tǒng)還需要提高人性化設(shè)計，在保證安全的前提下，進一步增強系統(tǒng)的實時參照性，擴大市場影響力，但作為帶電作業(yè)管理而言，實施WebGIS 為基礎(chǔ)的帶電作業(yè)系統(tǒng)是一項提升帶電作業(yè)的標準化、信息化、規(guī)范化、科學(xué)化的必要手段，對促進帶電作業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，為社會創(chuàng)造出更大的效益都有著切實的意義。

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