电力系统通信调度值班自动化技术研究

2021-05-22邢文韬王晓勇赵衍恒

山东电力高等专科学校学报 2021年2期

邢文韬，王晓勇，赵衍恒

（1.山东协和学院，山东济南 250109；2.国网山东省电力公司，山东济南 250001；3.国家电网有限公司技术学院分公司，山东济南 250002）

0 引言

电力系统通信网的安全可靠直接影响电网安全，通信调度作为通信网的核心指挥枢纽尤为关键。通信调度涉及多个业务管理系统，包括通信管理系统（Transmission Management System，简称TMS）、电量报表系统、调度信息管理系统（Management Information System，简称MIS）和调度报表系统。如果全依托人工进行操作，步骤繁琐，容错率低。

国内外通信调度指挥工作的值班日志记录缺乏相应的使用后台进行多系统交互的软件。调度电话作为通信调度员与现场人员的日常交流工具，其使用量大，使用率高。云坐席相对模拟电话具备来电排队、一键拨出、快速灵活组会、多个来电任意接听等功能，特别适合调度电话的应用场景。本文研究开发了一款能在多系统内进行联动并同步的自动化日志记录平台及智能调度台，可减少人工操作环节，有利于提高值班人员工作效率。

1 通信调度值班存在的问题

1.1 通信调度值班日志记录现存问题

调度值班日志及交接班记录作为当班运行、检修、缺陷、故障情况及工作内容、系统变动情况等的真实反映，是调度值班工作的重要环节。通信调度值班日志及交接班记录由当班主值负责填写，严禁出现任何纰漏。当前电力系统通信调度过程中，以TMS系统数据为基础［1］，检修工作通过该系统检修工单进行，故障及缺陷录入该系统生成缺陷工单。通信调度过程中需要采集多个生产管理系统如电量报表系统、调度MIS系统、调度报表系统等的数据。整理每天值班日志过程中，调度值班人员需要重新录入、核对相关信息，工作十分繁琐。因此，为了提高电力系统通信调度智能指挥的实时性和准确率，降低调度值班人员的负担，实现电网运行操作安全和效率的协调统一，亟需对值班日志、交接班记录与检修工单、缺陷工单的数据交互进行研究［2］。

1.2 通信调度电话系统现存问题

调度电话作为通信调度与现场联系协调、调度指挥、缺陷排查、故障处理最频繁的沟通渠道，其重要意义无可比拟。据统计，当日常检修10 h左右时，调度电话使用次数为90次/天；当日常检修达到20 h左右时，调度电话使用次数高达200次/天。按照平均每次通话90 s计算，每日通话时长5 h以上，其繁忙程度可见一斑。目前通信调度电话为模拟电话，多个电话进入仍为占线形式，播出号码为数字拨出或通讯录查找，需多人沟通时还会在中间担任“传话员”的角色。基于以上需求，调度电话亟需实现来电排队、一键拨出、快速灵活组会、多个来电任意接听等功能。

2 通信调度值班日志的研究

2.1 平台数据交互分析

根据电力二次系统的特点，电力系统分为2个大区和4个安全区。2个大区分别为生产控制大区和管理信息大区。生产控制大区分为安全区Ⅰ（控制区）和安全区Ⅱ（非控制区）；信息管理大区分为安全区Ⅲ（生产管理区）和安全区Ⅳ（管理信息区）［3］，共4个安全区。安全区Ⅰ典型系统包括调度自动化系统、变电站自动化系统、继电保护、安全自动控制系统等。安全区Ⅱ典型系统包括水库调度自动化系统、电能量计量系统、继电保护及故障录波信息管理系统等。安全区Ⅲ典型系统包括调度生产管理系统、统计报表系统等。安全区Ⅳ典型系统包括办公自动化系统（OA）、客户服务系统等。TMS系统所在区域属安全区Ⅲ，微应用系统所在区域也属安全区Ⅲ。理论上，微应用系统可以直接与TMS系统进行信息互传，但由于中间存在物理隔离，微应用系统无法直接从TMS系统上读取信息［4］。

2.2 数据交互的实现

2.2.1 调度数据整合的技术架构

微应用智能值班平台中应用的各种数据来自TMS系统的第二种工作票、检修工单和缺陷工单等部分，由于工单数据来源于TMIS（Telecommunication Management Information System，简称TMIS）系统及TMS系统不同的模块，存在异构数据，需要对数据进行整合处理［5］。

1）数据对象注册。微应用平台抽取TMS、TMIS的数据之后，进行数据对象注册，向数据对象注册机申请数据对象ID和命名注册，对疑似重复数据进行识别和匹配，避免出现重复注册的情况，已完成注册的数据对象保存于注册对象列表中。

2）模型整合。完成数据对象注册之后，调度平台抽取TMS、TMIS系统数据模型，通过主数据列表和匹配列表将TMS、TMIS原有系统的数据模型进行清洗，将原有的ID和NAME转换为全局注册ID和NAME［6］，形成统一的数据中心数据对象的识别ID编号。完成ID编码转换之后，如果存在异构数据模型还应进行同构化数据处理，去除多余的字段，完成数据模型拼接，形成电力系统通信调度智能指挥平台的完整全景数据模型，将其加载在数据中心供调度平台调用。

2.2.2 基于服务总线的调度平台数据交互

微应用平台的数据交互主要是与TMS、TMIS系统数据交互，与TMS、TMIS系统通用数据交互访问服务通过ESB企业服务总线实现［7］。

1）微应用平台与TMS系统数据交互。微应用平台与TMS、TMIS系统数据交互通过ESB服务总线实现。根据 SOA（Service-Oriented Architecture，简称SOA）思想和ESB架构，在TMS、TMIS业务系统间设置适配器，将各个业务的接口统一转成Web Service模式，通过统一的接口规范Web Service对外提供服务，业务系统间通过服务的请求实现数据交互。基于ESB的数据交互模型如图1所示。

图1 基于ESB的数据交互模型

由图1可见，ESB通信转换层将业务系统功能封装成对外的Web Service，同时将外部的Web Service请求转换成业务系统自身的可识别数据交换请求，合理分配数据适配器，实现整个服务的粒度化操作，将这些功能封装成可以供其他业务系统调用的服务接口，将功能服务提交到UDDI（ESB处理层的注册中心）。ESB信息处理层实现SOAP消息的封装管理、消息处理和消息监听等功能。用户通过用户层根据自己的权限访问服务内容，提出数据交换请求。依据XSLT（XML格式转换规则）将数据请求通过统一的XML文档在系统间传输［8］。

2）关键词抽取及整合模型如图2所示。微应用系统采用Wrapper完成文档预处理，文档检索模块根据界面脚本从TMS的检修票、工作票、缺陷单中获取内容后，将信息进行编码和转换。信息块抽取模块进入XSLT中进行模式处理，在XSLT中采用XPath表达式进行关键词比对，实现非必要信息的排除，完成后缀数组的标签转换、搭建等功能。筛选器根据预定义的模式长度、首标签、覆盖率等选择标准，从预置模板中匹配最合理的字段进行表达，表达结果存储到XML文件中。由于不同网管系统对同一个属性可能会用不同的名称进行描述，文字映射模块将这些名称用本体中已定义的名字替代，并根据标题模板生成文档标题。采集到的信息分别由标题生成模块和内容生成模块合并处理，最终存储到微应用服务器中，待值班人员读取［9］。

图2 关键词抽取及整合模型

3 智能调度台的研究

通信调度电话目前使用模拟电话实现，仅有接听电话、未接来电显示及电话簿等功能。现计划使用IMS系统承载数字IP电话，配合触控调度台使用。IMS系统是IP多媒体子系统，是一种全新的多媒体业务形式，它能够满足现在的终端客户更新颖、更多样化的多媒体业务需求。IMS系统采用业务、控制、承载完全分离的水平架构，对终端的要求不限于固定电话单一接入模式，同时具有接入无关等特性。一方面解决了软交换技术还无法解决的问题，如用户移动性支持、标准开放的业务接口、灵活IP多媒体业务提供等；另一方面，其接入无关性使得IMS成为固定和移动网络融合演进的基础［10］。

IMS还提供了与ISDN/PSTN传统电路交换网络的互联机制。因此，IMS提供服务的终端除了移动终端之外，还包括固定的电话终端、多媒体智能终端、PC机的软终端等。

基于IMS系统，通信调度电话可以实现如下功能：

1）来电排队。使用呼叫等待功能，当占线过程中来电时，通信调度电话将进入保持状态，显示后续来电号码，并可选择继续保持接听或选择新来电接听。

2）一键拨出。采用触控显示调度台，可将IMS服务器上的通讯录及常用号码、最近去电和来电、未接来电显示在屏幕上，一触即拨。

3）多个来电任意接听。当多个电话同时来电时，在触控调度台上显示各个来电号码，可以进行选择性接听，未选择号码进入保持状态，若对方挂断则进入未接来电组，接听完其他电话后可进行回拨。

4）快速灵活组会。若需多方进行会谈商榷，可选择会议模式，将需呼出号码进行组会，同时呼出。