基于移动客户端的配网接线图移动浏览功能的研究及应用

崔承勋 徐颖斯 洪晓弟 吴群体

摘 要：配网接线图是配电网设计、施工、巡视、消缺过程中工作人员所必须的参考物。受限于电力企业二次安防的规定，配网接线图仅能在办公机器或打印成纸质文件进行查阅。随着南网移动应用平台的建设完成，在解决内外网安全访问的前提下，本文开发基于移动客户端的配网接线图移动浏览功能，通过手机实现配网接线图的随时随地浏览和查阅。该方案已在某地市局成功部署，现场应用证明可以大大提高配网接线图查阅的便捷性，效果良好，在行业内具备实用性和推广性。

关键词：配电网；接线图；移动互联网；SVG

中图分类号：TM715

配网接线图是电网对某一条或多条电力馈线连接方式的图形化展现，其中包括馈线、环网柜、配网开关、配变、配网终端等信息，是配电网设计、施工、巡视、消缺过程中工作人员所必须的参考物。目前配网接线图的维护主要有三种方式。一种是利用Autocad软件维护，一种在GIS系统中进行维护，一种是在配网自动化系统中进行维护。配网工作人员在现场工作时如果需要参考配网接线图必须事先打印纸质接线图。这种模式一方面需要工作人员在现场工作前事先打印图纸，无形中给工作人员增加工作量和准备时间，另一方面纸质图纸容易破损，难以重复利用。此外GIS系统和配网自动化系统维护的接线图仅能在供电局企业内部网络上已安装GIS或配网调度自动化客户端的工作站或办公电脑上进行浏览和监视，在出差、工作交流等非办公场合一旦脱离相关的运行环境，工作人员就无法及时的获取配网接线信息，给工作交流带来极大的不便。

随着移动互联网和智能手机的快速发展，使通过移动客户端随时随地浏览配网接线图成为可能。但出于二次安防的考虑，长期以来供电企业禁止移动互联网访问企业内部网，个别供电局则通过联通或移动的专网线路自己搭建内外网交互平台，这种方式成本大，开发工作复杂，难以推广。

2016年南方电网开展移动应用平台建设，该平台满足跨系统的数据共享和信息自动交互的需求，实现了对移动应用的统一登录认证及用户信息同步，确保移动智能设备与用户的合法性，并建立SSLVPN加密通道用于保证业务数据的安全性，解决了目前企业内外网无法访问的技术难题，使得通过手机客户端访问企业内部网获取配网接线图信息成为可能。

本项目基于南方电网移动应用平台，共享Autocad和配网GIS的接线图图形数据，具备图纸上传、图纸导入、图纸查询、图形浏览、设备定位、实时工况监视等功能，工作人员在工作前无需打印图纸，在工作现场或非办公场合利用移动客户端通过移动应用平台即可实现配网接线图的随时随地移动浏览，减少了工作人员事先准备时间，拓展了传统的配网接线图应用场景，使现场工作和业务交流更方便、更高效。

1 技术方案

基于移动客户端的配网接线图移动浏览系统包括服务端、移动端、安全移动应用平台三个组成部分。其中服务端包括登录认证服务器、应用服务器，移动端包括智能手机或平板电脑。安全移动应用平台包括前置服务器、内外网安全交互平台、后置服务器。如下图所示。移动终端通过互联网接入安全移动应用平台的前置服务器，前置服务器通过内外网安全交换平台连接到后置服务器，后置服务器和企业内部服务总线相连，服务端的应用服务器和登录认证服务器通过企业内部服务总线和后置服务器相连。移动终端支持目前主流的智能手机，操作系统支持android和ios。安全移动应用平台通过前置服务器、内外网安全交换平台、后置服务器实现内外网数据的安全访问；服务端由登录认证服务器和应用服务器组成。登录认证服务器实现登录用户的权限认证。应用服务器通过接口从配网自动化系统III区服务器获取配网接线图数据，同时也可以由用户在工作站上上传接线图数据。

2 数据流程

基于移动客户端的配网接线图移动浏览系统采用互联网接入模式，数据请求流程如下图所示：

1）用户通过移动终端、安全移动应用平台与登录认证服务器建立连接。

2）用户通过移动终端输入相应的账户信息、密码信息，并通过安全移动应用平台传输至登录认证服务器，登录认证服务器确认用户的身份后方可登录到系统。

3）应用服务器将接线图列表推送到移动客户端。

4）用户在移动终端上点击一条接线图，通过移动应用平台向应用系统发送获取配网接线图文件请求，应用系统将配网接线图图形文件通过移动应用平台返回给移动应用客户端。

5）移动客户端通过移动应用平台向应用系统发送实时量测数据请求，应用系统将实时量测数据通过移动应用平台返回给移动应用客户端。

3 基于SVG格式的配网接线图

3.1 SVG

SVG是ScalableVectorGraphic的英文缩写，意指可扩展的矢量图形，它是一种基于XML的开放的矢量图像，是完全用纯文本来描述的为网络而设计的图像格式。SVG具有以下一些优点：基于XML标准；高质量的美观图像；可任意缩放；可扩展的文件格式、易于WEB方式展现等。此外SVG提供了丰富的消息触发及事件响应函数，通过捕捉这些消息可以实现图形的控制和交互功能。

目前主流的浏览器均支持SVG文件，从而大大简化了WEB开发难度。为了便于配网接线图的WEB浏览以及不同系统之间的图形共享，目前配网自动化系统均可将配网接线图自动导出成SVG格式的图形，并利用FTP自动上传到指定的服务器上。

3.2 HTML5概述

HTML5是HTML最新的修订版本，2014年10月由万维网联盟（W3C）完成标准制定，是下一代 HTML 标准。目前大部分现代浏览器已经具备了HTML5 支持。HTML5 支持内联 SVG，能够将 SVG 元素直接嵌入 HTML 页面中，无需安装SVG插件，从而大大减轻了基于WEB的SVG配網接线图展现功能开发工作量。

4 主要功能

4.1 配网接线图导入和上传

目前配网接线图主要通过Autocad软件或配网自动化系统软件进行绘制。Autocad绘制的接线图可以保存成PDF格式，配网自动化系统绘制的接线图可以自动导出成SVG格式。本项目支持SVG格式图形文件的自动导入和PDF格式图形文件的手工上传两种方式。

本项目的应用服务器部署在安全III区，和配网自动化的WEB服务器互联，配网自动化系统将配网接线图自动导出成SVG格式，通过FTP方式自动上传到应用服务器的指定目录下。

此外还支持网页方式的PDF图纸上传功能。用户选择一个或多个PDF格式的图形文件，网页上点击上传，即可将选中的图形文件上传到服务器指定目录下。

4.2 基于移动客户端的配网接线图浏览

移动客户端采用分级、分类方式展现配网接线图列表。分级方式是指按供电分局-变电站-馈线逐级点击后显示馈线列表。分类方式是指可以按单线图、环网图等图形类型显示馈线列表。

用户在移动客户端界面上点击馈线对应的供电分局，然后界面切换到该供电分局对应的变电站列表，继续点击馈线对应的变电站，界面切换到该变电站的馈线列表，在馈线列表上点击需要浏览的单线图，系统调用浏览器自动打开PDF/SVG格式的图形文件。同时具备图形放大、缩小、移动、设备查找等功能。

4.3 配网实时工况显示

配网自动化系统中的配网接线图不仅描述配网的静态连接方式，还可以展现配网的实时运行工况。同样，在移动客户端上也应该具备配网接线图浏览和实时运行工况监视功能。但对于SVG文件来讲，它本身只是一个静态的文件而已，无法获取实时数据。本项目利用js获取SVG文件对象，通过调用SVG文档对象的函数获取SVG文件中量测点对应的ID，根据量测点ID从配网自动化系统获取对应的实时量测值，将量测值回写到SVG文档对象中，即可在配网接线图上实现实时工况的显示。

5 示范应用

本论文研究成果在中山供电局得到应用。中山供电局目前共有馈线1700多条，通过手机移动客户端浏览单线图无需工作前打印图纸，可以减少工作人员准备时间和工作量。为现场工作人员的工作提供实时参考，改变传统的纸质图纸参考模式，使现场工作更高效，应用前景广阔。

6 总结

移动互联网的快速发展大大改变了人民的生产生活方式，也必将深刻的影响电力企业的日常管理方式。本文提出的基于移动客户端的配网接线图移动浏览功能解决了企业内外网数据安全访问问题，确保数据和系统安全，实现了配网接线图和实时配网运行工况数据的移动浏览和监视，相关工作人员通过移动客户端可以随时随地查看配网主接线图，掌握配网实时运行工况，拓展了传统的配网接线图的应用场景，提高工作效率。

总之，随着移动互联网技术的进一步发展和配网建设的进一步推进，新的互联网技术将越来越多的应用到配网日常管理工作中，进一步提升现有配网管理工作的智能化、自动化、规范化水平。

参考文献：

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作者简介：崔承勋（1989-），男，广东中山人，电气工程师，主要从事配网自动化、调控一体化方向工作；徐颖斯（1988-），女，广东中山人，电气工程师，主要从事电气运行和电力系统自动化工作；洪晓弟（1979-），男，广东中山人，电气工程师，主要从事电力系统调度自动化、配网自动化方向工作；吴群体（1982-），女，广东中山人，电气工程师，主要从事电力系统调度自动化、配网自动化方向工作。