胡　宏，甘海慶，汪自虎，練華慶，楊　沁

（1.國(guó)網(wǎng)南京供電公司，南京　210019；2.江蘇蘇源高科技有限公司，南京　210008）

基于客戶側(cè)的保電應(yīng)急指揮平臺(tái)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

胡宏1，甘海慶1，汪自虎1，練華慶2，楊沁2

（1.國(guó)網(wǎng)南京供電公司，南京210019；2.江蘇蘇源高科技有限公司，南京210008）

隨著政府及企事業(yè)單位大型活動(dòng)的日益增多，各省市供電單位的用電保障任務(wù)日益增長(zhǎng)。但由于缺乏足夠的技術(shù)手段，無(wú)法監(jiān)測(cè)保電人員的實(shí)際到崗情況；無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)保電客戶的內(nèi)外部電源運(yùn)行情況，不能做到提前故障預(yù)警；信息或指令不能夠及時(shí)上傳和下達(dá)，只能通過(guò)對(duì)講機(jī)、手機(jī)等傳統(tǒng)通信方式進(jìn)行溝通。

為解決上述問(wèn)題，構(gòu)建技術(shù)先進(jìn)、安全可靠的保電應(yīng)急指揮平臺(tái)，確保在用電保障期間提供安全、可靠、充足的電力供應(yīng)，正確、有效、快速地處置和應(yīng)對(duì)電力突發(fā)事件，已經(jīng)成為目前供電公司用電保障亟待解決的問(wèn)題。

南京供電公司利用現(xiàn)有的4G通信技術(shù)、GPS定位、基站定位等移動(dòng)應(yīng)用技術(shù)，開(kāi)展基于客戶側(cè)的保電應(yīng)急指揮平臺(tái)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用工作，為解決這個(gè)問(wèn)題提供了一個(gè)方向。

1　主要技術(shù)分析

移動(dòng)通信技術(shù)以及手機(jī)、平板等移動(dòng)設(shè)備的高速發(fā)展，為通過(guò)移動(dòng)應(yīng)用技術(shù)開(kāi)展用電保障工作提供了必要的技術(shù)支撐。

1.14G通信技術(shù)

與傳統(tǒng)的通信技術(shù)相比，4 G通信技術(shù)最明顯的優(yōu)勢(shì)在于通話質(zhì)量及數(shù)據(jù)通信速度。4 G技術(shù)支持100～150 Mbps的下行網(wǎng)絡(luò)帶寬，也就是說(shuō)4 G用戶可以體驗(yàn)到最大12.5～18.75 MB/s的下行速度。

1.2GPS定位技術(shù)

GPS即全球定位系統(tǒng)，現(xiàn)實(shí)生活中，GPS定位主要用于對(duì)移動(dòng)的人、寵物、車(chē)輛及設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)定位監(jiān)控。GPS定位是結(jié)合了GPS技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)（GSM/GPRS/CDMA）、圖像處理技術(shù)及GIS技術(shù)的定位技術(shù)。

1.3基站定位技術(shù)

基站定位一般應(yīng)用于手機(jī)用戶，手機(jī)基站定位服務(wù)又叫做移動(dòng)位置服務(wù)（Location Based Service，LBS），它是通過(guò)電信移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)（如：GSM網(wǎng)）獲取移動(dòng)終端用戶的位置信息（經(jīng)緯度坐標(biāo)），在電子地圖平臺(tái)的支持下，為用戶提供相應(yīng)服務(wù)的一種增值業(yè)務(wù)。

1.4視頻多碼流技術(shù)

在低帶寬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下傳輸視頻流，涉及到碼流的固定帶寬和可變帶寬的控制技術(shù)，即多碼流技術(shù)。所謂多碼流是指從前端的網(wǎng)絡(luò)視頻設(shè)備（包含網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)或者視頻編碼器）支持同時(shí)生成多個(gè)視頻碼流，這些視頻碼流是完全獨(dú)立配置的，可以分為不同分辨率、不同幀速、不同壓縮比率或者不同編碼方式（H.264，MPEG-4或者M(jìn)JPEG等），以滿足不同的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)需求。

2　系統(tǒng)開(kāi)發(fā)思路

2.1建設(shè)目標(biāo)

保電應(yīng)急指揮平臺(tái)集基于4 G通信的個(gè)人手持終端、移動(dòng)式保電在線檢測(cè)儀、便攜式視頻周界報(bào)警儀等設(shè)備于一體，解決長(zhǎng)期困擾客戶端保電指揮決策缺乏信息系統(tǒng)支持的問(wèn)題，為保電指揮層、執(zhí)行層、保電人員3級(jí)保電體系提供必要的支撐，提供安全、可靠、充足的電力供應(yīng)，正確、有效、快速地處置和應(yīng)對(duì)電力突發(fā)事件。3級(jí)保電體系如圖1所示。

圖1　3級(jí)保電體系示例圖

2.2研究?jī)?nèi)容

（1）保電應(yīng)急指揮平臺(tái)軟件

開(kāi)發(fā)用電保障主站平臺(tái)系統(tǒng)及個(gè)人手持終端移動(dòng)應(yīng)用，組成“1套軟件、2個(gè)界面”。通過(guò)主站平臺(tái)可對(duì)保電客戶重要設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、重要負(fù)荷電能質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并預(yù)警提醒，對(duì)保電人員、保電車(chē)輛等保電資源進(jìn)行直觀展示；對(duì)保電指揮中心、現(xiàn)場(chǎng)保電指揮所、現(xiàn)場(chǎng)保電人員3級(jí)保電體系之間的信息或指令及時(shí)上傳和下達(dá)?，F(xiàn)場(chǎng)保電人員可通過(guò)個(gè)人手持終端，定時(shí)上報(bào)值守位置的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)查詢保電區(qū)域內(nèi)的接線情況，并可對(duì)保電區(qū)域內(nèi)的供電電源、監(jiān)測(cè)點(diǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，節(jié)約保電資源，提高工作效率。

（2）移動(dòng)式保電在線檢測(cè)儀

專業(yè)的電參數(shù)采集和監(jiān)測(cè)設(shè)備，針對(duì)目標(biāo)電力線路或用電設(shè)備，采集電流、電壓、功率等電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并通過(guò)4G通信傳輸技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)。主要對(duì)重要低壓關(guān)鍵部位數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，實(shí)現(xiàn)一人多點(diǎn)監(jiān)控，有效提高工作效率。

（3）便攜式視頻周界報(bào)警儀

以視頻監(jiān)控為核心，通過(guò)攝像機(jī)，利用4G通信傳輸技術(shù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行視頻監(jiān)控。指揮層通過(guò)平臺(tái)可以實(shí)時(shí)地查看現(xiàn)場(chǎng)視頻。同時(shí)建立禁入?yún)^(qū)域的電子圍欄，防止重要部位有非工作人員誤入，發(fā)出聲光報(bào)警，及時(shí)提醒現(xiàn)場(chǎng)保電人員加強(qiáng)防范。

（4）保電現(xiàn)場(chǎng)用電風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警體系

現(xiàn)場(chǎng)保電人員采用個(gè)人手持終端將現(xiàn)場(chǎng)負(fù)荷參數(shù)異常（電壓、電流、溫度等）通過(guò)文字、圖片、視頻等方式實(shí)時(shí)傳遞回指揮層決策。

（5）保電預(yù)案可行性研判規(guī)則

按事件分級(jí)確定，固化相應(yīng)應(yīng)急規(guī)則，明確匯報(bào)、指揮、作業(yè)的流程。數(shù)字化改造現(xiàn)有應(yīng)急預(yù)案，并建立數(shù)字應(yīng)急預(yù)案庫(kù)，提高應(yīng)急預(yù)案的實(shí)用性與可操作性。包括：客戶應(yīng)急預(yù)案、保電手冊(cè)、典型操作票等，調(diào)閱方便，為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備操作、搶險(xiǎn)提供技術(shù)支持。

（6）保電應(yīng)急指揮一體化通信網(wǎng)絡(luò)

由于保電場(chǎng)所通信條件存在差異，研究開(kāi)發(fā)4 G（3 G）、WIFI、光纖等方式適用于各種現(xiàn)場(chǎng)。

3　系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

3.1系統(tǒng)架構(gòu)

保電應(yīng)急指揮平臺(tái)主要由個(gè)人移動(dòng)數(shù)字設(shè)備、監(jiān)測(cè)設(shè)備、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器組成，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)圖

個(gè)人移動(dòng)數(shù)字設(shè)備：實(shí)現(xiàn)保電應(yīng)急指揮平臺(tái)的移動(dòng)應(yīng)用，包括數(shù)據(jù)上報(bào)、監(jiān)控分析、人員簽到等。

監(jiān)測(cè)設(shè)備：通過(guò)安裝移動(dòng)式保電在線檢測(cè)儀及便攜式視頻周界報(bào)警儀，實(shí)現(xiàn)保電現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)及視頻監(jiān)測(cè)。

數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器：提供保電應(yīng)急指揮平臺(tái)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)。

應(yīng)用服務(wù)器：提供保電應(yīng)急指揮平臺(tái)主站系統(tǒng)的web訪問(wèn)界面。

3.2主站平臺(tái)系統(tǒng)功能

主要供應(yīng)急指揮中心及現(xiàn)場(chǎng)指揮所相關(guān)業(yè)務(wù)人員使用，主要功能包括保電任務(wù)管理、保電監(jiān)測(cè)管理、保電指令中心、保電預(yù)案庫(kù)管理、保電資源管理、系統(tǒng)支撐應(yīng)用等。

保電任務(wù)管理：根據(jù)用電客戶提交的申請(qǐng)函啟動(dòng)保電流程，進(jìn)行保電方案編制、審批、執(zhí)行及保電工作總結(jié)的保電全過(guò)程管理。

保電監(jiān)測(cè)管理：對(duì)保電用戶現(xiàn)場(chǎng)的進(jìn)線電源、配電房出線等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；對(duì)供電異常及時(shí)提醒并給出推薦的應(yīng)急預(yù)案等。

保電指令中心：接受、發(fā)送保電任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中涉及到的故障、通知、任務(wù)等指令或消息，并進(jìn)行滾屏展示。

保電預(yù)案庫(kù)管理：數(shù)字化現(xiàn)有保電應(yīng)急預(yù)案，建立應(yīng)急預(yù)案庫(kù)。

保電資源庫(kù)管理：對(duì)保電人員、保電車(chē)輛、監(jiān)測(cè)設(shè)備、保電區(qū)域平面圖、保電區(qū)域?qū)?yīng)的用戶配電房及中心變進(jìn)行管理。

3.3手持終端移動(dòng)應(yīng)用功能

個(gè)人數(shù)字終端應(yīng)用供現(xiàn)場(chǎng)保電人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)保電監(jiān)測(cè)工作時(shí)使用，主要功能包括保電指令中心、保電現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、到崗簽到、保電區(qū)域查詢、保電預(yù)案庫(kù)、電力保障資源等。

保電指令中心：接受或發(fā)送保電過(guò)程中出現(xiàn)的故障、通知、任務(wù)等指令或消息等。

保電現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)：保電現(xiàn)場(chǎng)用電信息監(jiān)測(cè)、用電狀態(tài)監(jiān)測(cè)及監(jiān)測(cè)視頻展示等。

到崗簽到管理：利用GPS定位、基站定位等技術(shù)對(duì)保電人員的值守位置進(jìn)行定位，并在值守位置進(jìn)行到崗簽到，同時(shí)上傳到崗照片。

保電區(qū)域查詢：展示保電區(qū)域平面圖、用電配電房、監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置等。

保電預(yù)案庫(kù)：可查詢相關(guān)保電預(yù)案及作業(yè)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行參考。

電力保障資源：可查詢本次保電涉及到的保電人員、保電車(chē)輛信息等。

3.4網(wǎng)絡(luò)通信

電力保障應(yīng)急指揮系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分為：指揮平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)層。

指揮平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)層是由應(yīng)急指揮中心、現(xiàn)場(chǎng)指揮場(chǎng)所組成的。通過(guò)供電光纖專網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)指揮場(chǎng)所應(yīng)急指揮中心之間的數(shù)據(jù)、信息傳輸。

數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡(luò)層由無(wú)線接入節(jié)點(diǎn)、隔離裝置、防火墻構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信接入。

數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)層是由個(gè)人手持終端、移動(dòng)式保電在線檢測(cè)儀、便攜式視頻周界報(bào)警儀組成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和上傳。數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)層主要通過(guò)4 G通信傳輸方式與數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡(luò)層通信。如圖3所示。

圖3　網(wǎng)絡(luò)通信示例圖

4　應(yīng)用實(shí)例

通過(guò)保電應(yīng)急指揮平臺(tái)的應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)保電指揮所相關(guān)人員通過(guò)電視墻的形式，可實(shí)現(xiàn)保電現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急指揮調(diào)度，協(xié)調(diào)場(chǎng)館用電的保障工作?，F(xiàn)場(chǎng)保電人員通過(guò)專用個(gè)人手持終端實(shí)現(xiàn)對(duì)責(zé)任區(qū)域內(nèi)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)上報(bào)，對(duì)異常情況進(jìn)行報(bào)警并及時(shí)處理。

2013年2月南京夫子廟燈會(huì)期間，利用監(jiān)測(cè)設(shè)備及驗(yàn)證原型進(jìn)行了實(shí)地演練，試驗(yàn)移動(dòng)式保電在線檢測(cè)儀數(shù)據(jù)采集的穩(wěn)定性、可靠性。保電結(jié)束后，對(duì)保電數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并給出最終監(jiān)測(cè)報(bào)告及用戶用電診斷報(bào)告。

2013年8月南京亞青會(huì)期間，在南京國(guó)際博覽中心安裝電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀、移動(dòng)式視頻監(jiān)視設(shè)備，開(kāi)展保電應(yīng)用指揮數(shù)字化的試應(yīng)用。設(shè)置固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)1處、移動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)3處，將采集到的用戶設(shè)備數(shù)據(jù)及視頻數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線專線上傳至用電保障平臺(tái)，實(shí)時(shí)掌握線路和設(shè)備的運(yùn)行狀況，保障了保電場(chǎng)所供電的輸變電設(shè)施的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

2014年，保電應(yīng)急指揮平臺(tái)在南京青奧會(huì)期間進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，共投入80臺(tái)個(gè)人手持終端、15臺(tái)移動(dòng)式保電在線檢測(cè)儀、4臺(tái)便攜式視頻周界報(bào)警儀。

開(kāi)、閉幕式當(dāng)天，自早上8：00起，值守奧體中心的108名供電保障人員會(huì)同場(chǎng)館電工208人全部到崗到位，分成13個(gè)工作小組，在開(kāi)幕式現(xiàn)場(chǎng)205個(gè)值守點(diǎn)進(jìn)行值守和巡視。奧體中心共安裝4臺(tái)移動(dòng)式保電在線檢測(cè)儀、4臺(tái)便攜式視頻周界報(bào)警儀進(jìn)行自動(dòng)數(shù)據(jù)上報(bào)以及視頻監(jiān)控，設(shè)置70余個(gè)人工監(jiān)測(cè)點(diǎn)通過(guò)40臺(tái)個(gè)人手持終端進(jìn)行人工手動(dòng)數(shù)據(jù)上報(bào)及監(jiān)控。其中4臺(tái)移動(dòng)式保電在線檢測(cè)儀共自動(dòng)上報(bào)1 106萬(wàn)余條電流、電壓數(shù)據(jù)；40臺(tái)個(gè)人手持終端共上報(bào)7 554條電流、電壓、溫度數(shù)據(jù)；指揮層通過(guò)用電保障指揮系統(tǒng)發(fā)送指令及通知107條，指令反饋率97%；執(zhí)行層通過(guò)個(gè)人手持終端簽到441次，簽到率99%。

南京青奧會(huì)比賽期間，80臺(tái)手持終端覆蓋16個(gè)比賽場(chǎng)館、主媒體中心、總部酒店等重要客戶，同時(shí)設(shè)置237個(gè)重點(diǎn)人工監(jiān)測(cè)點(diǎn)，通過(guò)手持終端上報(bào)11376條電流、電壓、溫度數(shù)據(jù)。此外，在奧體中心、國(guó)際博覽中心、五臺(tái)山體育館、龍江體育館、鐘山國(guó)際高爾夫、紫金山莊等重要場(chǎng)館及重要客戶，安裝了15臺(tái)移動(dòng)式保電在線檢測(cè)儀，對(duì)重要低壓負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，累計(jì)上報(bào)電流、電壓數(shù)據(jù)超過(guò)1億條。

5　展望

4G通信傳輸技術(shù)、智能電網(wǎng)技術(shù)、用電信息采集技術(shù)、數(shù)據(jù)分析與可視化技術(shù)、個(gè)人移動(dòng)數(shù)字設(shè)備技術(shù)的快速發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)客戶側(cè)的用電保障提供技術(shù)條件。數(shù)字化技術(shù)、設(shè)備的應(yīng)用，將促進(jìn)形成立體互動(dòng)、動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)、反應(yīng)迅速、安全可靠的預(yù)警防范、指揮調(diào)度、過(guò)程跟蹤、善后處理全過(guò)程的保電應(yīng)急指揮平臺(tái)。D

［1］沈桂城.電力企業(yè)應(yīng)急保障體系存在的問(wèn)題及對(duì)策［C］//2012年電力通信管理暨智能電網(wǎng)通信技術(shù)論壇論文集，北京：2013.

［2］汪永松.手機(jī)基站定位的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用［J］.電腦編程技巧與維護(hù)，2013（5）：73-81.

［3］陳盛，呂敏.電力用戶用電信息采集系統(tǒng)及其應(yīng)用［J］.供用電，2011，28（4）45-49.

［4］宇文肖娣.電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的研究與應(yīng)用［D］.北京：華北電力大學(xué)，2011.

［5］李瑞峰.電力企業(yè)中的移動(dòng)分析應(yīng)用及其安全機(jī)制研究［J］.信息通信，2014，（1）：200-201.

Development and application of electric emergency security command platform based on client side

HU Hong1，GAN Hai?qing1，WANG Zi?hu1，LIAN Hua?qing2，YANG Qin2
（1.Nanjing Power Supply Company，Nanjing 210019，China；2.Jiangsu Suyuan Hi?Tech Co.，Ltd.，Nanjing 210008，China）

針對(duì)當(dāng)前客戶側(cè)用電保障工作的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，介紹了基于客戶側(cè)的利用移動(dòng)應(yīng)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)用電保障數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、分析等功能的保電應(yīng)急指揮平臺(tái)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)及實(shí)現(xiàn)途徑，該平臺(tái)在亞青會(huì)、青奧會(huì)等重大活動(dòng)中得到了應(yīng)用并取得了成功。

客戶側(cè)；用電保障；4G；移動(dòng)應(yīng)用；數(shù)據(jù)采集

In view of the current status of client?side with electric security work and the existing problems，the article intro?duced design and development means of electric emergency securi?ty command platform with the functions of electricity security data collection，monitoring，analysis，and others using mobile applica?tion technology based on client side.The platform is applied in Nanjing Asian Youth Games，Nanjing Youth Olympic Games and other practical important activities.

client side；electricity security；4G；mobile ap?plication；data collection

TM73；F407.61

C

2014-10-22