/榆林電力分公司 鞏尚宏/

圖形化智能兩票應(yīng)用管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

/榆林電力分公司 鞏尚宏/

本系統(tǒng)利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜腿斯ぶ悄芗夹g(shù)，為變電、輸電各種工作票填寫、許可、終結(jié)、評審及倒閘操作票的開寫、審核及執(zhí)行提供一種圖形化智能平臺。借助變電站主接線圖、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖、五防邏輯和專家知識庫的應(yīng)用，用戶可直觀、方便、高效地開寫出正確、規(guī)范的變電，輸電一種、二種等類別工作票及變電站倒閘操作票。所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)已在榆林電力分公司投入使用。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?人工智能 變電站 工作票 操作票

工作票、操作票制度是從事電氣工作時保障人身、電網(wǎng)和設(shè)備安全的重要措施。電力系統(tǒng)每年發(fā)生的事故當(dāng)中，相當(dāng)一部分是因工作票中的安全措施不全或操作票中的操作序列不正確造成的。工作票、操作票的完整性與正確性一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，不僅與間隔、設(shè)備命名的規(guī)范相關(guān)，更涉及到變電站不同的接線方式以及設(shè)備布局等。

1 兩票開寫現(xiàn)狀及需求分析

當(dāng)前，電網(wǎng)的規(guī)模越來越大，操作的內(nèi)容、管理的設(shè)備越來越多，設(shè)備檢修工作任務(wù)越來越繁重，但是傳統(tǒng)的電氣工作票與操作票管理模式（手工填票）仍處于低水平、低效率的狀態(tài)，不僅存在著大量重復(fù)性的勞動，且存在著很多弊端和缺點(diǎn)：

1）手工填票，字跡不一，缺乏規(guī)范性；

2）查閱困難，不便于對歷時較長的兩票進(jìn)行查找；

3）保存困難，容易造成重要數(shù)據(jù)丟失；

4）不便于考核統(tǒng)計(jì)工作；

5）信息的再利用程度低；

6）不能滿足電力企業(yè)管理標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和科學(xué)化的要求；

7）工作票書寫過程中所作的安全措施可能有漏項(xiàng)，遺漏的安全隱患容易導(dǎo)致事故發(fā)生。

鑒于以上所述手工開票所存在的弊端和當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等在人們生活中的快速發(fā)展和大規(guī)模應(yīng)用，榆林電力分公司本著在開票中提高業(yè)務(wù)處理效率，避免人為因素干擾，實(shí)現(xiàn)無筆化處理的原則，并保證國標(biāo)《電力安全工作規(guī)程》（變電站和發(fā)電廠電氣部分、電力線路部分）的認(rèn)真貫徹執(zhí)行，使電氣工作票、操作票（以下簡稱“兩票”）的填寫和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、程序化，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和軟件進(jìn)行工作票的擬寫、傳輸和審核工作，進(jìn)行操作票的建立、審核、執(zhí)行、統(tǒng)計(jì)等工作。本文在作了大量的需求調(diào)研和分析之后，設(shè)計(jì)開發(fā)了一套圖形化智能兩票應(yīng)用管理系統(tǒng)。使用本系統(tǒng)可以完成變電站第一、二種工作票，電力線路第一、二種工作票，電力電纜第一、二種工作票與變電站倒閘操作票等幾種票的填寫、審核、執(zhí)行及考核工作，并可按照需求查詢、統(tǒng)計(jì)出相應(yīng)工作票與操作票的信息，方便電力系統(tǒng)兩票的管理與查閱。

2 系建設(shè)目標(biāo)

本項(xiàng)目采用基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞闹悄芩阉骷夹g(shù)和專家知識庫，構(gòu)建圖形化智能兩票應(yīng)用管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖形開票及兩票流程管理，其主要建設(shè)目標(biāo)如下：

1）采用面向連接的矢量圖形系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖、變電站主接線圖的繪制，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇勺詣由?，大大簡化安措知識庫、五防閉鎖規(guī)則的維護(hù)過程；圖元基于最小圖素設(shè)計(jì)，通過操作票的執(zhí)行和管理，即可實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)開關(guān)、刀閘、地線、二次壓板等設(shè)備的實(shí)時狀態(tài)管理。

2）采用唯一性標(biāo)識，通過專家知識庫實(shí)現(xiàn)一次、二次設(shè)備聯(lián)合閉鎖，有效提升工作票及操作票的整體正確性，專家知識同時滿足保證一次、二次設(shè)備操作順序及檢修工作安全措施的正確性。

3）系統(tǒng)采用靜態(tài)責(zé)任區(qū)和動態(tài)責(zé)任區(qū)聯(lián)合控制，有效保證安措及五防閉鎖規(guī)則等重要數(shù)據(jù)的安全，任一數(shù)據(jù)的正確性、安全性都有唯一的一個人對其負(fù)責(zé)，它直接決定著系統(tǒng)開票的正確性和規(guī)范性。

4）完全開放性設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)用戶可自行添加圖元、閉鎖規(guī)則、設(shè)備類型、間隔單元、操作術(shù)語等，充分保證系統(tǒng)能夠滿足變電站主接線圖變化、技術(shù)進(jìn)步的需求，能夠具備長久生命力和用戶的自維護(hù)性。

5）采用并行任務(wù)規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)多站、多圖、多任務(wù)并行操作，允許一機(jī)多站、一站多圖操作；在一站多圖各接線圖間可任意切換，方便顯示和操作。

3 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

1）先進(jìn)性原則：系統(tǒng)采用了當(dāng)今先進(jìn)的體系架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了異地、多級、分層、靈活、快速的數(shù)據(jù)管理功能，滿足了多級單位的兩票管理工作需要。同時，系統(tǒng)采用了當(dāng)今主流的服務(wù)器操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、信息平臺管理系統(tǒng)等，有效地減輕了使用人員系統(tǒng)維護(hù)的負(fù)擔(dān)。

2）適用性原則：本系統(tǒng)很好地適應(yīng)了各單位網(wǎng)絡(luò)、信息化發(fā)展工作現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)了流程整合、數(shù)據(jù)整合、分類統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)共享以及綜合信息查詢。在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)齊備的基礎(chǔ)上，多角度、多方式地提取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，用于生成適應(yīng)實(shí)際工作要求的多種方式的統(tǒng)計(jì)報表。

3）靈活有效的權(quán)限管理原則：系統(tǒng)采用了基于角色的訪問控制機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了對用戶權(quán)限的全面控制，能夠分級定義操作人員的模塊使用權(quán)限以及數(shù)據(jù)使用范圍，從而保證了各地市局系統(tǒng)管理員可根據(jù)本單位實(shí)際情況，靈活進(jìn)行角色設(shè)置和系統(tǒng)使用權(quán)限分配，降低了系統(tǒng)管理員的工作負(fù)擔(dān)，提升了系統(tǒng)的易用性和實(shí)用性。

4）易操作性原則：系統(tǒng)充分考慮了使用人員的情況，具有直觀、方便、靈活、可操作等特點(diǎn)。

5）系統(tǒng)安全性原則：系統(tǒng)采用了數(shù)據(jù)庫級、各應(yīng)用子系統(tǒng)級等多級安全保護(hù)措施，并對關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行了加密存儲，任何人無法直接讀取數(shù)據(jù)，同時具有完善的數(shù)據(jù)備份策略，有效地保障了系統(tǒng)及數(shù)據(jù)的安全。

3.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)采用C/S集中模式構(gòu)建，在局總部信息中心部署數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器，各變電站、變電檢修單位、變電運(yùn)行單位、線路運(yùn)行單位以及局總部的安全、生產(chǎn)管理人員以客戶端方式通過網(wǎng)絡(luò)登錄到集中部署的服務(wù)器上完成工作票/操作票的開票、簽發(fā)、許可、終結(jié)、評估、打印、查詢、統(tǒng)計(jì)等有關(guān)業(yè)務(wù)操作，其系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、

應(yīng)用服務(wù)器供電局

Intranet網(wǎng)

安全、生產(chǎn)管理人員工作站

變電工區(qū)

變電站

變電部門工作站

運(yùn)行、檢修工作站

線路工區(qū)

線路部門工作站

3.3 兩票運(yùn)行流程圖設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)是按照如圖2所示的工作流程對兩票進(jìn)行填寫、簽發(fā)、審核、查詢及統(tǒng)計(jì)等工作。

圖2 兩票運(yùn)行流程圖

3.4 系統(tǒng)配置要求

（1）服務(wù)器操作系統(tǒng)

應(yīng)用服務(wù)器建議使用：Windows 2003 Server及以上版本。

（2）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件

數(shù)據(jù)庫軟件建議使用：SQLSERVER2000及以上版本。

（3）客戶端軟件

建議使用：WindowsXP或以上版本。

（4）數(shù)據(jù)庫/應(yīng)用服務(wù)器硬件配置

PC服務(wù)器；CPU：2個；硬盤：500G；內(nèi)存：8G；網(wǎng)卡：2×10/100M以太網(wǎng)卡。

（5）客戶端計(jì)算機(jī)硬件配置

PC工作站；內(nèi)存：500MB或以上；硬盤：100G；網(wǎng)卡：1×10/100M以太網(wǎng)；顯示器分辨率：1024 × 768。

3.5 軟件模塊化結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)功能主要包括智能兩票開票、系統(tǒng)管理、綜合查詢、統(tǒng)計(jì)匯總、待辦任務(wù)與相關(guān)文檔等七個主要功能模塊。其模塊化結(jié)構(gòu)如圖3所示。

4 系統(tǒng)主要功能描述

圖3 系統(tǒng)模塊化結(jié)構(gòu)圖

圖4 繪圖主界面

系統(tǒng)功能主要包括兩部分：繪圖軟件、圖形化智能兩票應(yīng)用管理系統(tǒng)。其中繪圖軟件用來繪制在管理系統(tǒng)中使用的一次接線圖，并配置設(shè)備的相應(yīng)信息；管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)智能兩票的開辦、執(zhí)行、管理、查詢和統(tǒng)計(jì)等主要功能模塊。

4.1 繪圖軟件

通過操作專業(yè)繪圖軟件，可用于構(gòu)建一次主接線圖，編輯各類設(shè)備圖元或設(shè)備屬性以及設(shè)置五防操作邏輯，包括新建、修改、刪除等基本操作，具備快速繪制圖形的功能，如相同類型間隔復(fù)制或利用模板繪制，可快速繪制圖形。系統(tǒng)也提供自動檢查圖形中錯誤的功能。其主界面如圖4所示。

圖4中左側(cè)的工具欄列出了可以對接線圖進(jìn)行操作的功能按鈕，右側(cè)是繪制區(qū)。

4.2 圖形化智能兩票應(yīng)用管理系統(tǒng)［1］

（1） 開具多種工作票、操作票、其他票據(jù)以及附頁

開具變電站第一種、第二種工作票，電力線路第一種、第二種工作票，電力電纜第一種、第二種工作票，變電站倒閘操作票，變電站事故應(yīng)急搶修單，電力線路事故應(yīng)急搶修單，線路帶電作業(yè)票分支票以及多種票據(jù)相應(yīng)附頁。如圖5所示為變電站第一種工作票示例。

圖5 變電站第一種工作票

（2） 網(wǎng)上審批功能

用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收各種票據(jù)，并進(jìn)行填寫、審核、簽發(fā)等工作。

圖6 開票流程圖（變電一種、線路一種、電纜一種）

（3）密碼簽名

所有票據(jù)簽名均采用密碼簽名，保證系統(tǒng)的安全性。

（4） 待辦任務(wù)提示功能

在接收到新的處理任務(wù)時有提示功能，直到進(jìn)行處理為止。

（5） 提供圖形智能開票等多種開票方式

系統(tǒng)可提供“圖形開票”、“手工開票”、“歷史開票”等多種開票方式。

（6） 多種圖形支持

包括“接線圖”圖形開票，附頁“停電圍欄圖”繪制，電網(wǎng)地理接線圖概況的多種圖形方式支持。

（7）智能五防安全邏輯控制

能開出并打印完整的工作票與操作票，所有開出的工作票與操作票都經(jīng)過系統(tǒng)“五防”閉鎖邏輯條件和設(shè)備狀態(tài)信息自動判斷所開操作票的正確性。所開操作票整潔、規(guī)范、格式化。

（8）票據(jù)編號管理

根據(jù)規(guī)程規(guī)定及榆林供電分公司實(shí)際情況設(shè)定票號格式，自動生成票號，并按照要求自動生成票據(jù)。票號以公司為單位進(jìn)行統(tǒng)一編號排序。

（9） 綜合統(tǒng)計(jì)查詢功能

系統(tǒng)能按多種條件對票據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、匯總、查詢、檢索和打印。

（10）操作權(quán)限管理功能

操作權(quán)限實(shí)行分級管理制度，可根據(jù)需要決定是否將某種操作的操作權(quán)限開放給某一操作人員，由指定人員根據(jù)設(shè)備的變化自行修改。

（11）開票流程嚴(yán)格符合榆林供電分公司《兩票管理細(xì)則》的要求

所有票據(jù)的開據(jù)均嚴(yán)格按照榆林供電分公司的要求來設(shè)計(jì)、實(shí)施。圖6為變電一種、線路一種、電纜一種工作票的開票流程圖。

5 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)分析

5.1 實(shí)現(xiàn)“網(wǎng)絡(luò)化”智能開票

系統(tǒng)采用C/S模式構(gòu)建，用戶以客戶端方式通過網(wǎng)絡(luò)登錄到服務(wù)器上完成所有票據(jù)開票、簽發(fā)、許可、終結(jié)、評估、打印、查詢、統(tǒng)計(jì)等有關(guān)業(yè)務(wù)操作，大大降低了系統(tǒng)部署、升級和維護(hù)的成本，顯著提升了電氣工作票、操作票的填寫和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、程序化。

5.2 “圖形化”智能辦票

借助變電站主接線圖、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖和專家知識庫的應(yīng)用，用戶可直觀、方便、高效地開寫出正確、規(guī)范的變電、輸電一種、二種等類別工作票及變電站倒閘操作票。工作票開寫時，用戶只需在圖形上選中工作設(shè)備和工作任務(wù)（檢修或試驗(yàn)），其各種安全措施項(xiàng)即可由專家知識庫中調(diào)閱而自動生成，并可在圖形上直觀顯示；操作票的開寫過程，由用戶在圖形上點(diǎn)擊操作，系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)，可自動進(jìn)行五防邏輯判斷，保證操作順序的正確。

5.3 智能判別工作任務(wù)，防止誤走間隔

目前，國內(nèi)同類產(chǎn)品大都實(shí)現(xiàn)電氣五防中的“三防”，而對于其中的防止誤入間隔功能一直未能很好地體現(xiàn)。本系統(tǒng)依據(jù)用戶輸入的工作任務(wù)，智能識別、判斷正確工作間隔，開立票據(jù)時，點(diǎn)擊非工作間隔，系統(tǒng)自動提示錯誤，智能據(jù)入。此項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)，開國內(nèi)同類產(chǎn)品的先河，有力地保證了兩票開立的正確性，對于保障電力安全生產(chǎn)具有重要意義。

6 應(yīng)用推廣情況

榆林供電分公司“圖形化智能兩票應(yīng)用管理系統(tǒng)”項(xiàng)目范圍涵蓋硬件安裝和系統(tǒng)軟件開發(fā)調(diào)試兩部分。為使該系統(tǒng)切實(shí)貼近實(shí)際需求，達(dá)到真實(shí)的立項(xiàng)效果，我局多次邀請有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，變電處、送電處和檢修公司的專家以及很多一線工作技術(shù)人員一起開會研討，依托過程化管理思路，細(xì)化流程，落實(shí)要點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上成功開發(fā)了“圖形化智能兩票應(yīng)用管理系統(tǒng)”。自2015年1月中旬開始，技術(shù)開發(fā)人員在榆林供電分公司機(jī)房進(jìn)行服務(wù)器等硬件設(shè)備的安裝、架設(shè)和調(diào)試，以及系統(tǒng)軟件部分的自檢試運(yùn)行。2015年4月起，系統(tǒng)開始在內(nèi)網(wǎng)上發(fā)布運(yùn)行。經(jīng)過各方努力，系統(tǒng)應(yīng)用主要涉及的7個單位、19所變電站所、18種常用票據(jù)陸續(xù)全部實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)應(yīng)用。截止到2015年4月底，在市局安監(jiān)部的組織下，對公司本部、送電處、變電處、檢修公司、榆陽操作隊(duì)及各變電站所相關(guān)人員進(jìn)行了多方式、多批次的操作培訓(xùn)和在線考核，獲得一致好評，系統(tǒng)應(yīng)用獲得成功。系統(tǒng)登錄界面如圖7所示。

圖7 系統(tǒng)登錄界面

7 存在的問題及改進(jìn)方向

“圖形化智能兩票應(yīng)用管理系統(tǒng)”自投運(yùn)以來，榆林供電分公司相關(guān)職能部門和變電站所成功組織多批次、大范圍的兩票實(shí)際應(yīng)用，大幅提升了兩票開寫效率與質(zhì)量。但由于現(xiàn)有技術(shù)的原因，此系統(tǒng)還存在一些不足，主要體現(xiàn)在：

1）變電站一次設(shè)備主接線圖，沒有應(yīng)用三維技術(shù)，進(jìn)行虛擬仿真搭建，故變電站主接線圖是由傳統(tǒng)的電氣符號建構(gòu)而成，離真實(shí)變電站實(shí)景尚有一定距離，所以目前的圖形化智能開票只能是在抽象的電氣符號上點(diǎn)擊創(chuàng)建，而未能在虛擬仿真的電氣設(shè)備實(shí)物上開據(jù)［2］；

2）由于系統(tǒng)應(yīng)用中存在大量電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖、電氣主接線圖，為減輕網(wǎng)絡(luò)傳輸壓力，系統(tǒng)整體架構(gòu)采用了C/S模式，該模式下需要到各應(yīng)用單位、變電站所分別創(chuàng)建客戶端，從而給系統(tǒng)使用、維護(hù)帶來不便和費(fèi)用上升。而隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，采用B/S架構(gòu)的應(yīng)用系統(tǒng)將越來越成為主流，它只需要架設(shè)主程序即可，不需要再到各應(yīng)用單位開立客戶端，從而將大大方便用戶使用，降低維護(hù)費(fèi)用；

3）目前運(yùn)行的圖形化智能兩票應(yīng)用管理系統(tǒng)是個孤立運(yùn)行的系統(tǒng)，而縱觀國內(nèi)外電力安全管理一體化的發(fā)展趨勢，將來該系統(tǒng)必將和派工單、工器具管理等系統(tǒng)融為一體，構(gòu)成全覆蓋的電力安全輔助管理系統(tǒng)［3］。

8 結(jié)束語

圖形化智能兩票應(yīng)用管理系統(tǒng)的成功應(yīng)用，可以有效地解決工作票安全措施不完整、不規(guī)范，操作票操作順序有誤及二次圖紙與實(shí)際設(shè)備之間圖實(shí)不符等問題，實(shí)現(xiàn)了兩票填寫、管理標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化，大幅提升兩票開寫效率與質(zhì)量，為保證系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行服務(wù)，具有較大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。同時，筆者也指出了系統(tǒng)當(dāng)前存在的問題及未來改進(jìn)方向。

［1］姜惠蘭，劉潔，梁昭君. 基于多Agent的變電站操作票自動生成系統(tǒng)［J］.電工電能新技術(shù)，2005（4）.

［2］楊永生，郝小欣. 分布交互式仿真技術(shù)在變電站仿真中的應(yīng)用［J］. 電網(wǎng)技術(shù)，2000，4（9）：49-53.

［3］江賢康，任建文，崔悅. 地區(qū)電網(wǎng)智能防誤一體化操作票系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］. 電力科學(xué)與工程，2011（3）.