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目前電網中現(xiàn)有系統(tǒng)與設備間缺乏全面靈活的貫穿模式,在現(xiàn)有運維檢修中,從管理到一線、從后臺到前端均需要有效的融合手段?,F(xiàn)有電力系統(tǒng)軟件中針對不同工作通常各自獨立,在互聯(lián)互通方面還有一定不足。當前電力系統(tǒng)中應用的主流軟件主要可分為兩類,即分布式軟件和辦公應用類軟件。分布式軟件目前較多側重的是采集、組織和分析電力系統(tǒng)中智能設備獲取的電子數(shù)據,而部分設備需要可編程等功能,這樣就可以為運維和調控人員提供實時的技術支持。辦公類軟件則是圍繞電力企業(yè)經營活動所需的軟件,通常包含客戶信息系統(tǒng)、會計事務系統(tǒng)、運行分析系統(tǒng)、企業(yè)資源管理系統(tǒng)、交互信息響應系統(tǒng)、氣象天氣系統(tǒng)和地理定位信息系統(tǒng)等輔助類的系統(tǒng)。目前針對電力系統(tǒng)運檢管控系統(tǒng)的開發(fā)主要集中在輸電線路專業(yè),缺少統(tǒng)一協(xié)調的開發(fā)模式,同時缺少對作業(yè)現(xiàn)場工作模式的關注和雙向穿透的實現(xiàn) 。
面對電力生產工作的新要求,綜合專業(yè)管理手段以及“互聯(lián)網+”和大數(shù)據理念,依托國網運檢智能管控體系建立運檢智能管控系統(tǒng),同時深度融合現(xiàn)有軟件開發(fā)思想 將多系統(tǒng)進行整合,將電力檢修工作進行抽象提煉,在虛擬的平臺上進行系統(tǒng)展示,將傳統(tǒng)電網運行方式同軟件架構和項目進程思想進行了結合。主網運檢智能管控系統(tǒng)是智能管控體系的后臺,用以掌握設備的運行狀態(tài)和人員的工作狀態(tài),便于指揮中心和各級管理人員統(tǒng)攬全局,并實時穿透,作為技術平臺提供支撐和服務。平臺主要分為4 個主菜單和若干子菜單,移動終端是智能管控體系的前端,將輸電、變電、電纜、帶電等專業(yè)各班組生產作業(yè)與職責、流程、制度、標準、考核等要素進行緊密融合,以“互聯(lián)網+ ”思維研發(fā)具備“作業(yè)管控、班組管理、專家系統(tǒng)”等功能的班組移動作業(yè)終端系統(tǒng)(簡稱“掌上檢修”),對班組主要作業(yè)及人員進行監(jiān)控、指揮及管理,積極推進班組轉型,促進基層資源配置方式和業(yè)務組織模式的轉型,實現(xiàn)檢修公司班組人員在工作中的作業(yè)執(zhí)行與流程,作業(yè)執(zhí)行與職責,作業(yè)執(zhí)行與制度、標準,作業(yè)執(zhí)行與績效考核,作業(yè)執(zhí)行與風險控制等5個方面的一致性,從而實現(xiàn)班組管理的標準化、集約化、精益化。
本文將討論面向“互聯(lián)網+ ”的主網運檢智能管控體系的設計目標和分層結構,并結合系統(tǒng)分析主網運檢智能管控體系的應用實例。
1、主網運檢智能管控系統(tǒng)設計
1.1系統(tǒng)架構
系統(tǒng)部署在內網IV區(qū),由數(shù)據接入、數(shù)據庫、GIS服務、應用服務及前端展示(瀏覽器部分)等模塊組成。數(shù)據接入模塊負責將相關系統(tǒng)的數(shù)據經處理后存入主網運檢管控系統(tǒng)數(shù)據庫。對于PMS2.0、OMS 、統(tǒng)一GIS平臺等數(shù)據中心對外提供服務的數(shù)據,采用由相關服務直接訪問數(shù)據中心相關數(shù)據表的方式。對于變電站智能運營系統(tǒng)等數(shù)據中心尚未對外提供服務的數(shù)據,數(shù)據接入模塊采用業(yè)務系統(tǒng)提供數(shù)據訪問SDK、數(shù)據庫直連的方式。對于移動作業(yè)平臺,由于涉及到實時交互,通過插件進行封裝,在瀏覽器中直接與移動作業(yè)平臺進行交互,但相關的靜態(tài)數(shù)據通過數(shù)據接入模塊存入主網管控數(shù)據庫 。數(shù)據庫包括關系型數(shù)據和空間數(shù)據兩部分,通過選取雙重數(shù)據庫保持最佳的數(shù)據服務。
GIS服務負責進行空間邏輯計算和提供空間數(shù)據相關服務,通過應用服務對外提供頁面服務。Web服務負責進行業(yè)務運算和提供業(yè)務訪問服務。前端展示采用PM S2.0推薦使用的Google瀏覽器,對系統(tǒng)的瀏覽包括數(shù)據動態(tài)加載、根據性能優(yōu)化需要的緩存部分和需要與相關業(yè)務系統(tǒng)進行實時交互的插件部分,可實現(xiàn)快速瀏覽。系統(tǒng)總體架構如圖1 所示。
1.2功能架構
根據北京電力公司“2+2+2”(即兩個穿透、兩個透明、兩個管控)的業(yè)務需求 ,充分融合生產管理特點和現(xiàn)場作業(yè)流程匹配,主網運檢管控系統(tǒng)的功能模塊如圖2所示,包括7個主模塊和若干子模塊,功能需求根據現(xiàn)場應用設計,同時基于現(xiàn)有系統(tǒng)開發(fā),可與現(xiàn)有系統(tǒng)進行交互,可以通過點擊的方式進入其他功能系統(tǒng)模塊。
移動應用APP通過電力無線虛擬專網接入內網安全接入平臺與移動應用內網服務端,以進行通信和數(shù)據交互。內網PC客戶端直接連接內網系統(tǒng)服務端實現(xiàn)系統(tǒng)后臺管理,移動應用內網服務端通過與數(shù)據中心進行數(shù)據交換,實現(xiàn)移動APP和PC后臺管理兩種模式客戶端服務的支撐功能。系統(tǒng)將人員行為進行了提煉,轉化為計算機的流程性展示,將現(xiàn)場作業(yè)關鍵步驟進行濃縮,并且自動匹配現(xiàn)場作業(yè)的流程和軌跡等信息,將工作任務提供給管控平臺進行系統(tǒng)展示,實現(xiàn)了對檢修作業(yè)的抽象化,從后臺指導前端工作,以軟件進程匹配現(xiàn)場檢修過程。
系統(tǒng)利用數(shù)據中心作為中間緩存區(qū),在數(shù)據交互過程中無需關注具體的業(yè)務功能實現(xiàn),系統(tǒng)的模塊化程度高,這樣可實現(xiàn)內網與信息專網的可靠隔離,保證系統(tǒng)的信息安全 。
2、軟件設計體系結構
主網運檢管控系統(tǒng)采用B/S架構,基于SG-UAP平臺開發(fā),關系型數(shù)據庫采用Oracle,空間數(shù)據庫使用PostgreSQL,軟件體系分層結構如圖3所示,分為數(shù)據資源層、交換層、邏輯層、服務層以及展示層。數(shù)據資源層包括本系統(tǒng)的業(yè)務數(shù)據、數(shù)據中心、公司主網檢修其他業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據存儲,交換層提供系統(tǒng)與數(shù)據庫的數(shù)據交互服務,邏輯層用于系統(tǒng)的任務調度、邏輯計算,服務層提供數(shù)據的訪問和交換服務,展示層負責對相關數(shù)據進行展示。
3、系統(tǒng)應用實例
在設計過程中充分考慮到了不同層次的管理需要 ,并且將系統(tǒng)進行了權限和功能的匹配。
通過總覽界面(見圖4)可以了解當日檢修公司的工作現(xiàn)場情況,直觀掌握當日整體檢修的工作承載力、工作站線、風險現(xiàn)場以及作業(yè)現(xiàn)場等重要信息,可全局性地了解當日的檢修工作情況,其中包括常見的系統(tǒng)運行情況、缺陷情況、作業(yè)現(xiàn)場情況、負荷曲線情況、人員承載力情況以及保供電的主要任務情況等。
信息監(jiān)視主界面如圖5所示,通過信息監(jiān)視界面可掌握現(xiàn)場應用的輸電、變電、電纜、帶電作業(yè)等工作情況和現(xiàn)場的主要數(shù)據回傳。每個界面設計均以九宮格的方式進行展示,選取典型的工作場景和工作內容,并著重提示現(xiàn)場超期、在線監(jiān)測告警等信息。同時融合了主流的經驗性和規(guī)程性的判據,為現(xiàn)場作業(yè)提供可依照的參考。信息監(jiān)視界面同時融合了停電和不停電作業(yè)現(xiàn)場,結合了運維工作和檢修工作,實現(xiàn)了當日全計劃、全現(xiàn)場工作的展示理念。
在系統(tǒng)設計中,主要基于應用導向,針對現(xiàn)場關注的時間節(jié)點通過VPN網絡實時回傳現(xiàn)場狀態(tài),重點關注關鍵任務環(huán)節(jié)的實現(xiàn)和質量情況。流程界面如圖6所示。
GIS地圖可顯示當前巡視任務涉及的輸電線路段,通過監(jiān)控流程調閱任務執(zhí)行情況,比如時間(點擊APP上的出發(fā),可以看到出發(fā)的時間已顯示在這個地方) ,巡視人員到達后點擊到達可同步顯示到達的情況,包括巡視進度等,可以顯示整個作業(yè)的進度。
通過管控系統(tǒng)和移動終端可直接掌握巡檢現(xiàn)場工作情況,查看巡視軌跡,以及檢查是否按照標準作業(yè)流程開展巡視工作。軌跡監(jiān)控功能可比對每條輸電線路當前和歷史的巡視軌跡,設定閾值并可自動告警提示,也可通過后臺發(fā)送信息到現(xiàn)場移動終端,以便與現(xiàn)場人員互動。
生產指揮界面(見圖7)是針對管理人員設計的,分為現(xiàn)場管理、缺陷管理、應急管理、計劃管理、政治供電五大模塊,覆蓋了安監(jiān)、運檢的主要工作內容,相關功能為傳統(tǒng)運檢職能提供支撐,可以實現(xiàn)多系統(tǒng)和傳統(tǒng)工作方式的融合,直觀地對檢修現(xiàn)場和工作進度等信息進行直觀展示,同時可以實現(xiàn)與PMS系統(tǒng)的動態(tài)鏈接和準實時讀取。