云技术在电能表现场作业与业务监控系统中的应用

何培东　张君胜　张嘉岷　杨凯麟　白泰

摘要： 文章介绍了移动云应用技术在智能电能表现场作业与业务集中监控系统中的应用，解决了以往因为缺少必要的技术手段，使智能电能表装换无法实现现场实时下载运行参数并上传用户档案信息；现场实时对智能电表进行用电数据和运行参数的比对巡查和远程费控业务的集中监控；不能为电力用户现场实时提供开卡、写卡、充值和充值故障的处理的服务等问题。

Abstract： This paper introduces the application of mobile cloud application technology in the intelligent watt-hour meter on-site operation and business centralized monitoring system， which makes it possible to download the running parameters in real time and upload users file information on site in Intelligent watt-hour meter installation； It realizes the real-time inspection of electricity data and operation parameters of smart meters and centralized monitoring of remote control business； It can provide card activating， card writing， recharging and recharging error treatment service for electricity users on site in real time.

關键词： 移动云；智能电能表；现场作业；业务集中监控；远程技术

Key words： mobile cloud；intelligent watt-hour meter；on-site work；centralized monitoring of business；remote technical

中图分类号：TP84 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）07-0100-03

0 引言

在智能电能表现场安装及用户服务上，因为缺少必要的技术手段，使智能电能表装换无法实现现场实时下载运行参数并上传用户档案信息；不能进行现场实时对智能电表进行用电数据和运行参数的比对巡查和远程费控业务的集中监控；不能为电力用户现场实时提供开卡、写卡、充值和充值故障的处理的服务。四川省电力科学院联合深圳科曼信息技术有限公司，经过探索和实践，将移动云虚拟技术和多功能移动作业终端应用到智能电能表现场作业与业务集中监控系统中，应用到各个不同职能部门的管理终端上，实现了智能电表装换的实时集中管理。通过移动作业终端，把SG186和营业大厅服务功能，延伸到居民社区和用户家里，进一步提高了智能电表装换的有效管控和用户的服务质量。

1 智能电能表现场作业与业务集中监控系统的构成与部署

1.1 系统硬件组成

国网四川省电力公司计量中心采用一个云系统，可支持500个移动作业终端同时在线。系统在原有电力内网的基础上部署。系统硬件构成部署如下：

硬件部分：局端设备为一台移动云服务器，一台移动云数据库服务器，一台移动云VPN设备以及其他网络设备。现场设备为移动手持作业终端。

1.2 系统搭建

智能电能表现场作业与业务集中监控系统的系统架构见图1。

系统搭建局端设备主要是移动云VPN设备、移动云服务器与数据库服务器。数据远程通信依赖于VPN设备提供加密、服务器认证、消息完整性、CAB应用发布等功能，使现场移动作业终端通过2G/3G移动网络远程、安全接入移动云系统，保证数据通过公网传输的安全。移动云系统通过内网和接口与SG186（含开卡写卡密钥系统）及掌机主站（含设置密钥系统）连接，实现各个系统之间的数据交互。内部管理的操作人员采用C/S模式访问云系统，移动作业终端通过B/S模式与云系统通信，以降低数据的通信量适应GPRS模式下低带宽通信。

移动作业终端通过移动网络下载任务，在现场完成任务操作。内置有2种不同的安全模块，分别用于对智能电表和购电卡的的加解密业务，保证了对智能电表的运行参数设置和购电卡充值数据读写的合法性。

1.3 系统功能设计

1.3.1 智能电表装换功能

依据原有系统生成智能电表装换任务，手持终端下载装换工单，并读取装换电表的数据采集，同时进行止度读取、客户确认、拆装电表、新表施封、电价调整、施封、档案上传工作。所有数据无需人工输入，保证智能电表装换数据的准确性，同时避免了人员往返传递数据如系统再返回现场操作造成的效率底下，人工成本高的问题。

1.3.2 智能电表巡查功能

依据原有系统生成智能电表巡查任务，手持终端下载装换工单，并读取巡查电表的数据采集，上传采集的用电数据和运行数据，移动云系统读取SG186系统被存查电表的数据比对，如发现问题，云系统将发出修改数据指令和正确运行数据，手持终端执行运行参数数据的修改。

1.3.3 现场用户购电费控业务功能

现场作业终端完成购电费控功能包括：用户开卡、写卡、充值和充值故障处理功能。此项功能的设计由作业终端发起，并请求云系统生成任务，然后执行，有别于其他功能的任务是由云系统主动生成下发。

1.3.4 智能电表业务集中监控功能

通过现场终端进行的各种业务与操作，其环境、对象、过程、结果等全参数数据都被终端设备采集并上传主站系统。主站对数据进行分层加工，处理或预处理成事务型数据与分析型数据。这些数据被用于直接的监控与决策支持。从而提高管理水平与服务质量。

1.3.5 移动作业终端功能

移动作业终端依据现场的业务需求，设计具备激光红外、普通远红外、GPRS通讯、蓝牙通讯、RFIDD读写、条码扫描、GPS定位、摄像头、IC卡接口、数据安全认证等功能。可以与高空红外读表仪、蓝牙打印机配套使用。

采用大屏幕高分辨率显示和高可靠性的触摸屏和各种输入输出接口，是一款具备完成计量现场操作功能的综合性手持设备，如抄表、开关控制、密钥更新等功能。拥有多项专利技术的创新型设计，外观新颖，性价比极高，符合电力行业的大多数应用需求。

1.4 业务工作流程设计

除现场用户购电费控业务功能的流程外的源头为作业终端发起外，其他业务任务全部有云系统生成，其工作流程见图2。

1.5 云端软件设计

云端服务器操作系统采用linux，数据库系统可采用Oracle 10g。云端软件包括业务应用、支撑平台、系统接口和移动终端云操作接口组成。图3为云端软件的逻辑架构。

①现场作业云系统的研究是以营销系统等相关系统提供的数据为基础，通过移动云技术，为本地费控智能电表现场作业与业务集中监控提供技术支撑。

②现场作业云系统由业务应用、支撑平台、系统接口、终端操作云接口、现场手持终端系统组成，各部分功能如下：

1）业务应用管理操作采用B/S，其中业务应用内容包括任务产生、权限（用户）管理、评价考核、电表转壮业务管理、费控业务、监控管理等服务。由原有系统产生档案信息和任务基本信息，现场作业云系统依据需要执行的任务内容生成任务并下达。电表换装业务（包括止度读取、客户确认、拆装电表、新表施封与电价调整、新表档案上传）和费控业务（包括开卡、写卡、充值及充值故障处理）的任务下达和执行结果。业务集中监控，通过移动终端现场采集智能电表用电数据和运行数据，与原有系统的设置数据进行比对分析，发现问题后将远程下發密钥（公钥或私钥）和正确的设置数据到移动终端，移动终端现场重新设置。

2）支撑平台由档案管理、密钥管理、购电数据管理、用电数据分析和运行数据分析模块组成。档案管理的数据来源为SG186系统，所有现场业务操作依据档案数据和现场条码或RFID数据比对正确后作为现场业务操作的开始，档案数据包括用户信息、表计编号、资产号、运行数据等。密钥管理模块负责密钥的收取和下发。购电数据包括电卡开卡、写卡、充值及充值故障处理等。档案数据与运行参数结合，通过任务单的要求完成现场智能电表换装业务。用电数据与运行数据的比对分析，为业务集中监控。

3）移动终端云操作接口为远程C/S接口。

4）现场主要指手持终端的应用操作程序。其中通过条码和RFID读取电表编号，实现快速定位由SG186数据与读取的数据快速比对定位。

5）系统接口是与营销系统、掌机主站系统及其他相关系统的接口。

2 实施效果

本项目的研究成果已经应用在国网成都供电公司、国网德阳供电公司、国网内江供电公司和国网绵阳供电公司的工作当中，并已经稳定正常的运行之中，公司工作人员和用户反馈良好。采用移动云系统后，智能电表的装换工作效率提高了1.64倍，装换智能电表的人工降低了39%。系统使用后不仅提高了工作效率，降低了装换电表的成本，还同时免除了用户往返营业厅开户和写卡，提高了服务质量，取得了良好的社会效益。

项目首次研制出基于移动云技术的电能表现场业务系统，解决了长期以来智能电表换装因为人为数据的抄录和输入造成档案数据错误，避免了因为数据错误造成的用户投诉。提高了管理效益和社会效益，应用效果良好因此具有很好的推广应用价值。

3 结束语

随着技术的进步，新技术新方法在电力行业的应用越来越多，其中移动云技术的应用满足了智能电表现场作业的要求，对电力现场作业的智能化和服务质量的提升具有十分重要的意义。

参考文献：

[1]刘鹏.云计算[M].三版.2015.

[2]朱中文，周韶园.智能电能表的概念、标准化和检测方法初探[J].电测与仪表，2011（06）.

[3]曹敏，黄玫，王媛.智能电能表的发展与难点问题探讨[J]. 陕西电力，2010（12）.