基于信息化平台的配网故障抢修资源智能调度

周 静，庞腊成，叶卫华，李富鹏

（1.国网电力科学研究院，北京 100220；2.国网智能电网研究院，北京 100220；3.江苏省电力公司，江苏 215000）

1 引言

故障抢修是供电企业为用电客户提供的核心服务之一。供电公司现有的配网自动化和信息化系统更多关注于电网运行状态和生产业务的静态管理，而一旦故障发生后，抢修过程中对抢修资源的专业化管理较为简单。本文通过对抢修资源调度中的关键技术研究，对配网抢修资源实现准确定位与实时监控，使得抢修指挥人员可以在最短的时间内对抢修资源进行合理的指挥调度，最大限度缩短抢修时间。

2 配网抢修指挥平台

2011年国家电网生配电156号文[1]中重点提出加强配网抢修指挥平台建设。根据配网抢修指挥的业务需求，结合技术和业务两个维度综合考虑，配网抢修指挥平台的功能架构图[2]如图1所示。

3 抢修资源智能调度研究

为进一步加快故障抢修速度，提高客户服务的水平，本研究中充分运用通信技术手段，在目前平台的基础之上，重点实现抢修资源中的车载系统和移动应用智能调度。

图1 配网抢修指挥平台功能架构图

3.1 车载系统管理

车载系统主要由GPRS通讯模块、GPS定位模块、GIS导航模块、控制模块及扩展模块组成[4～8]。

GPS定位模块用于实时获取车辆的时空坐标；GPRS通讯模块实现车辆与抢修指挥中心和抢修人员终端的双向通信；GIS导航模块将显示交通路网地图、抢修现场的位置及预设的最优行驶路径等；控制模块协调各模块工作，接受操作人员的输入命令，包括向管理中心进行语音呼叫或报警等。

3.1.1 车载系统与指挥中心的通信方式

车载系统通过GPS接收抢修车辆的位置信息，并利用GPRS通道将位置信息发送回车载系统服务器中，抢修指挥平台从车载服务器中获取车辆相关信息，使指挥中心相关人员实现对车辆的监控。根据电监会5号令[9]，车载系统服务器部署在电力网外，而抢修指挥平台服务器部署在电力内网，要完成上述的信息交互过程，需要在电力内外网之间加上安全防护，因此需要在电力网外搭建抢修指挥外网服务器，通过此服务器将平台所需外网数据接入电力内网。图2给出了内外网之间的数据通信方式，表1、表2给出了数据接口描述。

图2 车载系统通信系统部署

3.1.2 车载系统与指挥中心数据库实现方式

表1 车辆系统接口

表2 现场视频接口

假设车辆定位信息采集频率是10s，数据量估算为：

每辆车每天记录：1辆车（24×60×60s/10s/次）＝8 640条记录；200辆车每天记录：172.8万条记录；200辆车每秒写数据库次数：200/10=20次。可见车辆位置信息的存储数据量非常大，读写数据库非常频繁，因此本论文采用如图3所示技术方式实现。

图3 车载系统技术实现方式

由于数据存储频繁，为避免对数据库操作造成压力，将数据库缓存，然后批量存储操作，数据缓存可选用开源的mapcache框架实现。

3.2 移动作业管理

随着SG186工程业务应用的不断深化以及现代化信息技术的不断发展，电力现场移动作业愈加成为国家电网公司各级单位的建设重点[3]。

移动作业管理是以工作任务信息、设备信息、技术档案（作业卡/书）信息为基础，通过应用系统、无线专网、手持终端（PDA），对户外现场抢修进行统一自动化的协调和管理。移动作业管理使得数据在现场设备及移动终端、控制中心和现场作业人员之间能够及时有效地流动，推进电网运维工作的效率和准确性。

3.2.1 移动作业终端与指挥中心的通信

移动作业终端装置支持实时无线通讯、电子操作票、操作录音、电力GPS导航，实现实时在线通讯，运行、操作、维护语音风险预警，整合了各种资源。抢修指挥中心和移动作业之间的信息可通过多种通信信道直接或间接传送至抢修指挥中心数据服务器，但必须通过安全平台，安全平台设备部署拓扑如图4所示。

图4 安全接入平台设备部署拓扑

移动应用管理系统物理部署从总体上可分为服务端和客户端两部分，如图5所示。

图5 移动终端管理系统物理部署图

服务端包括抢修业务应用系统、抢修指挥平台和数据库，被部署在内部网络中。安全接入平台的一端被部署在移动终端可访问的公网中，同时另一端处于内网中，与指挥平台业务系统相连接，安全接入平台负责平台应用系统和移动终端之间的通信交互，并在通信层保障安全。

客户端包括移动电话、PDA和便携电脑等移动终端，它们可以通过移动专有网络、无线网络或现有网络访问移动应用服务器。移动应用开发平台被部署在终端设备上，而移动数据库用来存储移动应用所需的数据，也同样被部署在其中。

移动作业终端与抢修指挥平台的接口描述如表3和表4所示。

3.2.2 移动作业终端功能

移动作业终端功能包括故障响应管理、电子工单系统、电子操作票系统等。

3.2.3 移动作业终端安全防护

移动终端在数据存储、传输、接入主站系统等环节均需实行安全防护控制。具体功能包括：安全接入防护、移动终端数据加密、服务端身份验证、设备终端安全性、用户权限验证、用户与移动终端绑定、终端安全状态评估和终端防外联措施。

表3 移动作业非业务流程性接口

表4 移动应用业务流程性接口

（1）安全接入防护：移动作业应用通过安全接入平台实行安全防护，移动终端安装加密芯片、安全专控软件，实现移动终端与主站系统之间安全接入；

（2）移动终端数据加密：移动终端利用硬件密码算法对数据文件、数据库实行非对称方式及对称方式的高强度加密，防止在设备遗失情况下泄密；

（3）服务端身份验证：在移动终端上安装数字证书，通过数字证书体系实现对主站身份高强度认证。安全接入平台对接入的移动终端身份进行高度认证和接入仲裁，确保接入合法性，审计非法接入信息；

（4）移动终端安全性：移动终端通过使用安全客户端、安全芯片、数字证书实现终端安全加固改造，通过安全接入平台认证时，实现终端自身安全加固，完成终端安全状态扫描，关闭不必要端口、进程，实现终端防外联，防止敏感信息泄露；

（5）用户权限验证：用户在线登录时，自动获取主站系统最新的权限信息，验证登录用户访问权限。访问权限包括数据下载权限、数据字段访问权限、任务执行、数据提交权限等；

（6）用户与移动终端绑定：在主站系统将用户与移动终端进行绑定，用户只能在指定的移动终端上登录移动作业应用；

（7）终端安全状态评估：通过安全客户端、安全芯片、数字证书等完成终端安全状态扫描、评估；

（8）终端防外联措施：关闭不必要的端口、进程，如蓝牙、红外等。

4 结论

随着电力公司逐步重视加强配网抢修标准化流程建设，专业化后抢修作业的要求更高，要想提高抢修作业效率，就必须加快现有信息的流转和交互。本论文重点研究抢修过程中资源的智能调度，抢修指挥平台结合车载系统和移动应用系统协同工作，实现了指挥中心对电力抢修车辆和抢修人员的实时定位监控、移动通讯、管理和调度。将抢修资源调度信息等在抢修资源管理系统和指挥中心平台之间双向传递，节省了许多中间环节，有效保障了故障抢修及时到位，可以节省抢修资源调度所耗费的时间，显著提高电力抢险资源调度的工作效率，整体上提高用电服务水平。

[1]关于推进标准化配网抢修工作的意见.国网生技〔2011〕156号文.

[2]配电生产抢修指挥平台功能规范.国网生配电〔2012〕82号.

[3]关于印发加快推进城市配电网示范工程建设工作方案的通知.国网生技〔2012〕148号文.

[4]崔巍，王本德，贾文亭.电力抢修监控调度系统中通讯方式[J]. 辽宁工程技术大学学报, 2003,22（5）：643-645.

[5]姜月忠，殷复彬.山东聊城东阿供电公司95598客服与抢修调度指挥系统[J]. 电力勘测设计, 2010,88：66-69.

[6]吴强，滕欢，王凯富.基于GPRS_GPS_GIS的电力抢修实时调度系统构建[J]. 继电器，2005,33（17）：70-73.

[7]崔巍，王本德.电力抢修监控调度系统及其通信方式的研究[J]. 中国电力,2002,35（12）：60-62.

[8]李富鹏，周静. GPRS技术在电力系统中的应用[J]. 电子与封装, 2008,8（7）：39-42.

[9]庞春江，周文昌.供电企业事故抢修调度指挥系统[J]. 电力系统通信,2002,6：51-53.

[10]电力二次系统安全防护规定.电监会5号令.