配电网作业现场智能管控技术研究

胡军

(云南电网有限责任公司，昆明 650011)

0 前言

电力应用GIS 经历了基础的“CAD+数据库”、传统GIS，进入了“动成图+设施管理+地理信息系统”相结合的阶段，电网GIS 系统已经渗透到电力行业的各个部分，成为国外发达国家电力企业节约生产成本、提高服务水平，增强自身竞争力的重要手段。而在国内电力GIS 系统尚处于应用的初期，主要目的是提高管理水平和工作效率，将图形和数据库相结合来描述和管理各种电力设备的参数属性，为调度员提供准确的电网地理信息，根据用户的故障投诉判断发生故障的位置或地点等。

1 电力移动GIS 现状

经过多年的建设实施，目前电力行业已经初步建成了电网GIS 平台，实现了输配网图形建模、输配网业务管理、输配网业务分析等多项功能，GIS 平台在各个供电局应用不断成熟，用于辅助现场作业的移动GIS 相关应用也逐渐萌芽。

移动GIS 在电力线路巡检作业、应急抢修等方面得到初步应用，但应用单一，很多场景还未覆盖到，缺少一个全面，基础的平台。特别是配电网领域，设备量大，线路结构复杂，维护抢修工作多，按照传统的现场作业方式不仅工作量大，将电力GIS 系统、安全生产管理等系统的管理手段管理方式延伸到现场，运用信息技术规范和简化现场作业流程，实现对现场作业的管理和实时监控，具有重要意义。

1.1 系统架构方案

图1 移动GIS 系统整体架构

基于移动GIS 的配电网作业现场智能管控技术研究及应用通过对配电网现场作业整理分析，将主要现场作业的业务移动化。应用基于现有GIS 数据，与GIS 系统、生产系统制定统一化标准接口，使移动端应用能够直接和GIS 系统、生产系统直接交互，且与GIS 系统生产系统业务流程保持一致，来实现其移动端应用，通过一致、同步的方式来管控、规范化配电网现场作业。

移动端系统主要基于Android 开发的APP，运行于定制的PDA 终端设备上，实现设备台账及图纸查看、缺陷管理、数据采集、核查、电力设备GIS 展示、缺陷管理、抢修管理、配网巡视等业务功能。应用系统的服务端基于J2EE 四层架构设计实现，通过B/S 方式进行访问，降低系统开发和部署的难度，基础功能主要实现GIS 引擎、移动地图服务、接口跳转、信息推送、认证管理、轨迹管理、安全接入管理、指标管理、权限管理等功能。

1.2 网络拓扑结构方案

基于移动GIS 的配电网作业现场智能管控技术研究及应用网络拓扑方案主要由:移动应用接入区、移动应用管控区、业务系统前置区、内业务系统等部分组成。每一部分的功能如下所述:

移动应用接入区，主要负责配网移动生产应用的接入，使用APN 拨号方式或者内网WIFI 连接进入各供电局分布式部署移动应用管控区;

移动应用管控区，主要负责对APN 拨号进入的终端及应用进行安全审核，主要通过验证登录IMEI 号是否是合法授权设备进行验证;

业务前置区，业务前置区主要部署了供电局安全生产前置服务器。供电局安全生产前置服务器主要负责对供电局层面部署的应用进行安全认证、数据的抽取及管理，同时需要承担移动GIS地图服务及对省公司大集中系统的安全认证数据抽取及管理。安全生产业务前置机完成主网、配网所有安全生产相关的移动应用的数据交换和应用安全管理;

图2 移动GIS 系统网络拓扑方案

内部业务系统区，通过安全生产前置服务器连接进入内网的配网安全管理系统、GIS 系统、技术监督系统、气象预警系统。各个业务系统对接入的用户进行合法性认证及相应的权限认证。

2 配电网系统设计与实现

2.1 系统功能模块设计

基础模块:完善的移动配网GIS 用户界面、基础GIS 应用，如:展示电网设备的沿布图、拓扑关系、台账信息;

数据采集核查:配电网设备数据的采集或者核查，模块严格按照GIS 的数据要求进行开发，包括10 kV、400 V 的配电网线路设备数据、拓扑顺序、包含关系数据等;

设备图纸查看:同步GIS 台账数据在移动端进行展现，离线、在线查看线路单线图，站房详图;

配网巡视管理:生产管理系统为移动巡视系统提供基础数据如巡视标准、设备台账数据，移动终端从生产管理系统下载任务巡视并执行，执行完成以后进行上传;

缺陷管理:移动终端与配网生产系统对接，实现缺陷的汇报及处理;

故障抢修管理:与配网巡视相同，移动终端实现抢修任务下载，执行抢修任务并上传结果。

2.2 数据集成方案

2.2.1 整体方案

移动GIS 终端与生产系统和GIS 系统的交互首先通过移动服务平台，在移动平台进行判别、过滤、分流并进行转发，对口到各个供电局的GIS 系统及生产管理系统，各系统的返回信息也同样通过移动平台进行转发，发送到对应的移动终端上进行展现。

图3 移动GIS 系统数据集成整体方案

2.2.2 移动GIS 与生产系统数据集成

移动GIS 与生产系统数据集成内容主要有:配网巡视、移动抢修、缺陷管理几个现场作业的数据交互。

2.2.3 移动GIS 与GIS 系统数据集成

移动GIS 与GIS 系统数据集成主要是实现配电网设备基础数据的交互，包括台账数据，地理位置数据，拓扑数据、图纸等数据的同步下载，见图4。

图4 与配网GIS 系统集成方案

2.3 系统实现方案

2.3.1 基础模块方案

基础模块功能主要是实现配电网数据在移动端的展现和定位，类似与GIS 系统导航树功能，以在线或离线地图为背景，查看配电沿布图，查看功能位置、设备的台账，技术参数，线路、站房类设备的图纸，以及移动端用户的登录认证，消息推送等，基础功能主要用于辅助其他现场作业的业务。

2.3.2 数据采集核查方案

数据采集主要针对GIS 端没有的新投运的配电网设备台账数据进行采集，包括配电架空线路数据采集、配电电缆数据采集和配电站房等设备的经纬度、拓扑顺序、台账、技术参数等信息进行采集。

2.3.3 配网巡视方案

配网巡视是与配网生产管理系统进行集成，在生产系统新建任务、新增标准，然后由移动终端进行同步下载，或者在移动端新建巡视任务，在移动端执行巡视任务，最后将结果回传到配网生产管理系统，形成闭环。

2.3.4 缺陷管理方案

缺陷管理主要有缺陷信息下载处理，缺陷信息填报处理，所有的步骤与生产管理系统同步，按照固化的表单信息进行填写。

2.3.5 抢修管理方案

移动端同步配网生产管理系统的抢修任务，在移动端进行执行，执行完成后将执行结果回传到生产管理系统。

2.3.6 服务平台方案

移动端服务平台提供日志管理、认证管理、信息推送、接口转发、终端管理等功能。

3 结束语

目前现场作业移动信息化还处于起步阶段，通过基于移动GIS 的配电网作业现场智能管控技术研究及应用可以看出移动终端在配电网现场作业中的广阔应用场景。随着电力行业信息化建设不断完善，移动GIS 应用也能在电力行业诸多领域中具有广泛的推广及应用价值。

［1］李海艳.移动GIS 的概念体系研究［D］.2006.

［2］赵小厂.基于移动GIS 和GPRS 技术的数据采集系统研究［D］.2011.5.

［3］毛为民，卢有飞.电网企业移动现场作业信息平台的研究与实践计算机时代［J］.计算机时代，2013，8.

［4］任大江.基于GIS 的10kV 配电网管理系统的研究［D］.华北电力大学，2009.

［5］许颖，魏峰远.移动GIS 关键技术及开发模式探讨［J］.测绘与空间地理信息，2008，4.

［6］王勇.地理信息系统在配电网管理中的应用［J］.科技资讯2013，5.