电力系统的计量终端检修与远程联调智能化应用设计与实现

梁洪浩　伍少成　王波　李芬　刘洋　李鹏　李雨平

摘 要： 基于移动互联网、LBS等技术研究，设计应用于电力系统的计量终端检修与远程联调智能化应用系统，实现检修现场作业管理（现场运维作业、终端远程调试、用户数据查询、终端管理、消息服务、账户管理）、应用后台管理（运维工作管理、终端设备管理、App运营管理）等功能，全面支撑计量终端检修工作的开展，解决目前供电企业由于计量终端数量大、分布广而导致的检修与远程联调困难等问题。

关键词： 移动互联网技术; LBS技术; 计量终端检修

中图分类号： TP393文献标志码： A

Design and Implementation of Metering Terminal Maintenance and Remote Joint Adjustment Intelligent Application for Power System

LIANG Honghao1， WU Shaocheng1， WANG Bo1， LI Fen1， LIU Yang1， LI Peng1， LI Yuping2

（1. Shenzhen Power Supply Co. Ltd.， Shenzhen， Guangdong 518001， China; 2. Shenzhen Data Energy

Technology Co. Ltd.， Shenzhen， Guangdong 518057， China）

Abstract： Based on the research on mobile Internet， LBS and other technologies， an intelligent application system is designed. The system can be applied to the power systems metering terminal maintenance and remote joint adjustment， can realize on-site operation management （on-site operation and maintenance operations， terminal remote debugging， user data query， terminal management， message service， account management）， application background management （operation and maintenance work management， terminal equipment management， App operation management） and other functions. It fully supports the development of metering terminal maintenance work， and solves the problems of the current power supply companys overhaul and remote joint adjustment because of the large number and wide distribution of measurement terminals.

Key words： mobile internet technology; LBS technology; metering terminal maintenance

0 引言

随着电力体制改革的推进，我国智能电网的建设正逐渐向网格化、数字化方向发展[1]，为保证用户用电数据采集以及电费核算等工作的准确性与及时性，供电企业不断推广计量自动化终端设备使用，使终端数量剧增，计量检修人员现场维护工作面临巨大压力;如何革新计量自动化终端管理模式，使計量终端检修与远程联调更加智能化，是供电企业目前亟需解决的问题。

目前，深圳供电局计量自动化系统共接入各类负控、配变计量终端设备近10万台，计量终端设备的管理面临着保障电费核算、支撑电力市场交易、实现 “抄维合一”的三重工作压力;因此，为减少巨量检修工作量的冲击，必须考虑计量终端检修、管理新模式的研究以及配套信息化工具开发，优化计量终端的检修管理模式，提升检修工作效率。

鉴此，本文基于移动互联网、LBS等技术研究，充分借鉴国内外供电企业计量自动化终端管理经验，结合供电企业计量终端检修基层班组作业特点，在对计量终端设备故障辅助判定、检修工单自动分派规则、基于LBS技术的计量终端检修应用、计量终端参数及数据召读通信标准等关键技术进行深入研究的基础上，提出计量终端检修与远程联调智能化研究与应用解决方案，并完成计量终端检修与远程联调应用系统设计与开发实现，有效解决由于计量终端数量大、分布广而导致的检修与远程联调困难等问题。

1 系统架构设计

1.1 技术架构设计

计量终端检修与远程联调应用系统采用五层架构设计[2]，包括资源层、集成层、服务层、接入层、应用层，如图1所示。

应用层主要用于前端移动应用，主要用于检修人员统一登入、检修现场作业管理、位置定位及导航服务、检修人员工作轨迹、工作执行情况、计量终端状态查看等应用;接入层主要通过建立APN专线接入，为移动终端提供通道的通信和安全保障，同时通过多种安全策略，保障移动终端的安全有效接入、数据传输安全和企业内网安全;服务层移动作业平台核心层，主要用于移动终端管理、检修人员认证管理、系统管理以及后台应用管理等功能，为移动应用提供服务端支撑;集成层主要是建立与业务系统的数据交互通道;资源层为前端移动应用提供业务数据支撑。

1.2 系统功能架构设计

计量终端检修与远程联调应用系统功能主要分为现场作业App管理、应用后台管理（服务端）两大部分，如图2所示：

2 系统功能实现

2.1 现场作业App管理

2.1.1 现场运维作业

运维人员可在作业设备App上接收派发过来的终端异常工单，在维护过程中，支持终端位置导航，可利用扫码功能准确辨识异常终端;并支持现场工作拍照，可点选记录工单的现场处理结果，现场进行异常记录;同时支持远程相位角分析、红外抄表，使运维更加便捷;提供检修知识库机制，辅助检修人员检修工作，支持检修过程记录自动保存为知识库数据。

2.1.2 终端远程调试

运维人员可在作业设备App上快速进行终端状态召读、故障终端数据召读、参数召测、参数设置、终端对时、终端硬件复位等远程调试工作，同时支持终端采集任务查询、终端异常查询，使终端运维更加智能与可控。

2.1.3 用户数据查询

运维人员可在作业设备App上快速查看用户相关数据，包括电能量查询、瞬时量查询、用户档案查询、电表档案查询、终端档案查询，辅助运维问题判定;支持用户业务办理查询、停复电记录查询，及时掌握用户相关关注重点;并支持对参与电力市场化交易的用户进行特别标注，辅助运维人员更快捷的监测到市场化交易用户的异常情况。

2.1.4 终端管理

运维人员可通过输入终端资产号快速查询到具体终端，可通过扫码识别的方式识别终端资产号，支持查看具体终端的详细信息;为方便检修人员管理其所负责的计量终端设备，实现检修人员可以通过移动端对常出问题的终端、重点用户安装的计量终端设备、或者服役期较长的终端设备进行重点“关注”。

2.1.5 消息服务

运维人员能在作业终端（手机）的通知栏上，查收到系统自动发送的工作提醒消息、运维公告等信息，支持用户通过工作提醒、运维公告快速进行现场作业。

2.1.6 账户管理

为保证作业App安全，系统设计不提供前端注册功能，以便实现更受控、更安全的用户访问和控制;提供手机号登录、指纹登录机制;支持个人信息管理、系统问题反馈机制。

2.2 应用后台管理（服务端）

2.2.1 运维工作管理

为方便运维工作综合管控，系统设计提供基于地理地图的故障终端、运维人员、运维工作完成状态的运维工作监控机制，支持按运维班组以及运维人员，统计各状态工单数量;支持按照终端离线天数、故障结论、供电单位进行查询导出机制;提供运维工作评价功能，运维班长可对班员终端异常工单的完成情况进行评价，以便通过闭环管理的模式持续提升检修工作效率和质量。

2.2.2 终端设备管理

为保障运维安全，提供作业终端认证等级管理机制，实现SIM卡与作业终端的安装关系绑定，只有经过认证的作业终端才能进行现场作业;提供终端位置管理，支持根据终端所属变压器位置信息初始化终端位置，运维人员可在作业App上提交的位置更正信息，使终端位置更加准确。

2.2.3 App运营管理

构建了消息集中服务机制，支持向部分或全部用户发送App消息，支持编辑各类图文消息，使集中运营更加可控;同时建立了问题反馈体系，集中管理用户反馈的系统问题及建议，管理人员可对具体用户问题/建议进行回复;实现对用户集中管理：可查看App用户基本信息，并可对App用户进行锁定和解锁操作等管理操作，支持按手机号、用户状态等查询满足条件的用户。

3 系统部署架构设计

系统部署架构如图3所示。

移动终端通过VPN专网接入信息中心所处IDC安全四区，然后通过代理服务器到防火墙，连入计量管理所所处的IDC安全三区访问应用服务;IDC安全三区的应用服务可直接访问计量主站数据库以及计量系统webservice接口，并可穿過防火墙，通过IDC安全四区的代理服务访问营销系统webservice接口以及大数据平台，保障应用数据安全。

4 系统设计特点

4.1 计量终端设备故障辅助判定

在计量自动化系统显示计量终端设备不在线，并认定为故障后，计量终端检修人员需要对终端参数、终端采集的数据情况、终端用户当前是否存在在办业务（如：业扩）、终端设备所在的线路是否有停电情况，甚至需要对终端设备的厂家、安装日期及运行年限、历史故障情况等各方面进行全面了解，才能更好地决策下一步终端检修措施;为此，计量终端检修与远程联调应用在集成设计上实现汇聚并分析来自计量自动化系统、营销管理系统的相关数据，并进行可视化展现，为检修人员提供更加准确的判定依据。

4.2 检修工单自动分派

计量终端设备运行维护是供电企业设备管理工作的重要环节，是供电企业保障安全生产和生产能力的基本工作，传统计量终端设备检修工单主要是在供电企业内部运维相关应用系统中进行管理，以桌面软件的形式为主，受到专用网络和办公地点限制性较大，基于人工经验进行工单指派，线下检修与线上系统无法充分结合，无法保证检修工单分派的科学性、及时性[4];为解决上述问题，计量终端检修与远程联调应用在检修工单管理设计上综合考虑了待检修终端设备地理位置与检修人员的距离远近、检修人员当前工作任务数、待检修终端所属责任单位等因素，实现了检修工单自动分派，只需在系统后台配置检修工单分派规则，即可自动将工单信息推送至检修人员;检修人员通过手持终端APP应用接收检修工单信息即可完成检修工作，使检修工作更加便捷;同时，考虑到实际检修工作任务存在临时性调整需要，系统还适应人工调配机制，保证工单分派科学合理、工单处理的及时性。

4.3 基于LBS技术的计量终端检修应用

LBS，即Location Based Service，指的是在移动环境下，利用地理信息系统（GIS，即Geographic Information System）、空间定位和网络通信技術，为移动对象提供基于空间地理位置的信息服务[5-7];随着移动互联网技术应用不断深入，基于位置的定位服务应用已经非常成熟，在供电企业计量终端检修业务应用中，计量终端检修与远程联调移动应用设计上采用全球定位技术[8]（GPS，即Global Positioning System），结合GIS、电子地图，实现故障终端定位，并在地图上为检修人员规划合理检修路线图，使检修人员能够快速到达计划检修位置，以提高检修工作效率;利用LBS技术服务，实现了检修人员定位以及检修人员地理位置轨迹展示，并实现检修工单的执行情况监控与检修工作统计，为管理人员提供便捷的管理工具，随时掌握检修人员的工作量及工作效率，提升计量终端检修精细化管理水平。

4.4 不同计量终端参数召测及数据召读

当前我国电力系统中计量自动化终端通信普遍基于国家颁布的DL/T645—1997《多功能电能表通信规约》[9]标准，旨在统一和规范功能电能表与数据终端设备进行数据交换时的物理连接和协议;信息量的确定以DL/T614—2007《多功能电能表》[10]为依据，旨在规范多功能电能表的通信接口，完善事件记录、冻结量、负荷记录的具体抄读规则;人工抄表，实现远方信息传输，提高用电管理水平起到推进作用。

在电力系统实际应用当中，由于不同计量自动化终端生产厂家在具体设计实现上仍然存在部分差异，为了实现对不同品牌的计量终端远程维护、联调等作业支撑，计量终端检修与远程联调应用在设计上充分考虑了不同计量终端通信标准差异性，实现了对目前主流计量终端品牌的通信的全面支持，现场检修人员可对大多数的计量终端进行红外数据召读，满足计量终端远程联调的检修工作要求。

5 总结

本文所论述的“电力系统的计量终端检修与远程联调智能化应用”已在深圳供电局有限公司投入运行;在数据层面，系统充分汇集来自计量、营销系统的数据，辅助计量终端设备故障准确判断;在现场作业层面，基于LBS技术在地图上实现故障终端设备定位、检修人员位置轨迹标记，并展示检修人员当前工作状态;基于电力行业多功能表通信标准，实现终端参数召测及数据召读，协助检修人员快速完成终端检修;在应用后台管理层面，实现检修人员及移动设备管理;构建了检修工单智能分配模型，实现了检修工单自动分派;同时可对检修人员工作情况进行评价，有效促进了检修工作质量提升;综上，研究应用成果可以有效解决供电企业由于计量终端数量大、分布广而导致的检修与远程联调困难等问题，具有良好的推广应用前景。

参考文献

[1] 王村庆，赵玉富，周琪，等.电能计量装置运行现状浅析[J].电测与仪表，2010，47（7）：26-30.

[2] 李志勇，高峰.一种可扩展的基于位置服务（LBS）平台的设计[J].计算机与现代化，2011（11） ：129-132.

[3] 徐升学.电力设备管理条形码巡检系统的建立[J].信息技术，2009， 33（8）：99-101.

[4] 陈兴德，杨光，翟红翠，田晓燕.基于管理与信息融合的公司全面流程化管理[J].石油科技论坛，2016（02）：39-44.

[5] 徐辛超，徐爱功，苏丽娟.终端定位LBS系统设计与实现[J].测绘科学，2011，（3）：1009-2307.

[6] 李海燕，张岩. 移动通信网络的移动台定位技术及应用[J]. 邮电设计技术，2006（3）：27-34.

[7] 张园. 移动位置服务应用发展研究[J]. 信息通信技术，2011（2）：42-46.

[8] 刘飞岐.基于GPS定位导航的电力通信检修移动终端的研究[J].科技展望， 2016， 26（15）：53.

[9] 钱胡滨.新型单相多功能电能表的设计[J].仪器仪表标准化与计量，2015（02）：42-43.

[10] 赵阳.基于多功能电能表单表远程抄表系统的设计研究[J].电子技术与软件工程，2014（21）：90.

（收稿日期： 2019.06.20）

作者简介：

梁洪浩（1976-），男，硕士，高级工程师，研究方向：计量自动化。

伍少成（1972-），男，博士，高级工程师，研究方向：计量自动化。

王波（1973-），男，博士，高级工程师，研究方向：计量管理。

李芬（1969-），男，硕士，高级工程师，研究方向：计量管理。

刘洋（1978-），男，本科，高级工程师，研究方向：计量管理。

李鹏（1984-），男，硕士，工程师，研究方向：计量管理。

李雨平（1984-），男，本科，工程师，研究方向：计量管理。