便携式可视化倒闸操作管理机的研制

徐 卫，陈锦翔，张小辉

(1.海安县供电公司，江苏 海安 226600；2.南通市供电公司，江苏 南通 226006；3.如东县供电公司，江苏 如东 226400)

随着地方经济的快速发展，变电站的数量越来越多，倒闸操作也随之增多，同时，随着“大运行”模式的推广应用，尤其是检修人员参与操作、单人操作，因此对变电倒闸操作安全管理提出了更高的要求。多年来，电力系统在“安规”、“两票三制”、防止误操作、标准化作业等方面做了大量的管理和培训工作，在一定程度上提高了变电倒闸操作人员对规程条文的理解和遵章操作，以及抵制违章的自觉性。

分析近年来的事故案例发现，部分变电倒闸操作人员对现场危险点分析、危险源辨识和预控还存在不到位的现象，误操作事故还时有发生；同时，由于变电站多、操作量大、设备质量良莠不齐、人员素质参差不齐，给倒闸操作的安全可控、能控、在控带来困难。特别是09版“安规”提出“运行管理部门防误操作装置专责人到现场核实无误并签字”的要求，对于几十个甚至上百个变电站，解锁批准人很难按要求履职到位。

研制便携式可视化倒闸操作管理机，可以解决管理者全时段实时对现场倒闸操作、事故处理过程中危险源点进行有效管控的难题；解决单人操作时的远方监护和监督的难题；解决常年来防误解锁中难以杜绝的不规范现象，降低相关误操作事故发生的几率；解决新“安规”要求运行管理部门防误装置专责人在防误解锁确认执行上难以实现的一大难题；同时，还能够有效地解决解锁批准人短时间内可以处理几个变电站解锁的难题，从而达到缩短操作时间的目的。

1 研制内容

“便携式可视化倒闸操作管理机”是一个工作在双工状态下的收发信机(双频电路)。包括无线接收机、发射机、控制模块、近电报警器及人机界面和电源。

“便携式可视化倒闸操作管理机”有射频与逻辑音频电路两大部分。其中射频电路包含从天线到接收机的解调输出，与发射的I/Q调制到功率放大器输出和的电路。逻辑音频包含从接受解调到接收音频输出、发射话音拾取(送话器电路)到发射I/Q调制器及逻辑电路部分的中央处理单元、数字语音处理及各种存储电路。

印刷电路板的结构分为逻辑系统、射频系统、电源系统3个部分。在便携式可视化倒闸操作管理机中，这3个部分相互配合，在逻辑控制系统的统一指挥下，形成便携式可视化倒闸操作管理机的各项功能。双频电路通常是增加一些DCS1800的电路，但其中相当一部分电路是DCS与WCDMA通道公用的。

“便携式可视化倒闸操作管理机”的研制包含操作端、钥匙端、管理端、服务器管理平台共4个部分。

1.1 操作端

操作端采用高性能的32位工业级ARM通信处理器，以WindowsMobile6.5嵌入式实时操作系统为软件支撑平台，系统集成了EVDO的3G无线技术、内置蓝牙2.1技术、在线维持技术、遥测技术、H.264/MPEG4高度压缩数字视频编解码技术和VPN安全技术，提供远程、稳定、可靠的无线视频监控与命令授权解析；将通过500万像素摄像头采集到的视频数据利用H.264/MPEG4进行数据压缩编码，通过EVDO网络与服务器建立流媒体传输。

服务器将实时存储视频，并转发给授权的管理端，实现实时视频监控；操作端收到的钥匙箱钥匙通过蓝牙方式传送给钥匙箱，打开钥匙箱取出钥匙，实现可靠的钥匙箱管理与可视化的倒闸操作。

1.2 钥匙端

钥匙端采用高性能的32位工业级ARM9通信处理器，以WindowsMobile6.5嵌入式实时操作系统为软件支撑平台，系统集成了蓝牙2.1技术、32路钥匙箱控制电路、用于外挂USB闪存盘的USB接口，16 GB容量的T-Flash接口。钥匙端接收到钥匙开锁指令后，通过32路钥匙箱控制电路打开指定的钥匙箱，并对当前操作做详细记录。

1.3 管理端

管理端基于WindowsMobile6.5嵌入式实时操作系统作为软件平台，分操作机倒闸应用软件与管理机倒闸应用软件。倒闸应用系统软件负责传递操作人员控制指令信息给服务器部分，与服务器之间建立整个的鉴权流程，确保操作人员数据唯一与安全，并对摄像头采集到的视频数据进行编码，形成流媒体数据传送给服务器。管理机倒闸应用软件接收服务器端发送过来的流媒体数据，并对RTP数据包进行解码、回放，还实时地对服务器反馈过来的其他操作端的控制指令信息作出响应。主要包括人机交互界面模块、视频编解码模块、流媒体数据发送模块和流媒体数据接收模块。

1.4 服务器管理平台

服务器用于整个系统的软件搭建，转发、存储整个系统的操作日志，管理系统中管理人员与操作人员的权限，操作机制等。服务器包含视频转发服务器，流媒体服务器，Web服务器，MySql服务器，每个服务器负责不同的部分。

视频转发服务器负责音视频数据的高效转发。

流媒体服务器负责整个系统的视频音频储存、直播、点播。支持标准的mpeg4/h.264，rtsp流媒体服务。

Web服务器负责提供远程管理功能，具备手持终端授权管理功能。

MySql服务器为功能强大的数据库服务器，负责文件存储服务。

2 管理机特点

便携式可视化倒闸操作管理机主要是为了实现对远端(或无人职守)站点的实况、数据等的异常情况进行实时视频语音核查，并及时进行有效控制，使整个系统能够按照预设的方案进行有序的运行。

该管理机的功能特点有以下几点：

(1) 监控操作便携式通讯/录像，远程可视化监控；

(2) 操作票的电子信息化；

(3) 第三代视频监控技术-基于移动互联网，手机终端，与信息系统相结合的监控技术；

(4) 可以在便携式可视化倒闸操作管理机上进行数据维护等信息化操作，随时随地的移动办公；

(5) 安全操作——近电报警。

3 工作流程

3.1 解锁功能流程

当操作人员需要进行倒闸操作时，通过操作端登录服务器，经过系统的鉴权认证成功后，输入变电所的名称与钥匙箱编号，进行解锁命令申请。管理人员通过管理端接收到解锁申请指令后开启操作机的3G视频监控，通过视频与语音确认操作人员身份与钥匙箱环境，在合法的情况下，发送解锁指令给服务器与操作人员，操作人员通过接收到的解锁码，利用蓝牙方式开启钥匙箱，拿出钥匙，并在管理人员的视频监控下完成倒闸操作。

3.2 监控功能流程

当操作人员对特定环境下的操作需要管理人员监控时，通过视频监控申请命令，与当前在线授权的管理者建立视频连接，实现管理者对操作者的全程视频监控。

4 “便携式可视化倒闸操作管理机”功效

(1) 视频监控。管理人员通过管理端实时远方视频监控现场的操作动态(包括人员状态、操作票执行、安全工器具使用、危险源点预控等)，杜绝违章操作、随意性解锁等现象，防止误操作事故的发生。

(2) 操作信息的传输与存储。包括视频、图像、录音，对现场操作、许可、抢修、事故处理等情况进行实时存储，便于历史查询、分析、研究。

(3) 语音式近电报警，通过不同电压等级安全距离的倍量化报警，能够有效防止操作人员误入带电间隔。

(4) 移动对讲，以便随时随地进行联络沟通。

(5) 功能多、体积小、便于携带、便于使用，能进一步简化操作人员操作时所携带的工具等。

5 结论

便携式可视化倒闸操作管理机灵活、方便、易操作。集现今“三网”信息软件集成技术的长处于一体，多功能合一，轻巧灵活，是一件非常方便、易掌握，具有可转移性的实用型新装置。

根据该管理机目前试用中的情况，发现系统运维费偏高，建议下一步研究如何通过使用内网光纤加无线路由的方式来降低运维费用，从而使该项目得以更好的运用和推广。