李宏偉 楊光 王予疆 嚴燕 朱惠娣

(國網(wǎng)河南省電力公司鄭州供電公司)

二維碼在變電精益化管理中的應(yīng)用研究

李宏偉 楊光 王予疆 嚴燕 朱惠娣

(國網(wǎng)河南省電力公司鄭州供電公司)

由于電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，變電站二次設(shè)備日益增多，在一定程度上加大了工作人員的工作量與工作難度。為了更加方便地管理變電設(shè)備，本文通過對變電站的保護裝置的分析與研究，規(guī)范變電站設(shè)備的名稱及標識，采用數(shù)字掃描裝置和二維碼技術(shù)的應(yīng)用，來合理有效地解決設(shè)備增加帶來的運維人員工作量大的問題。實現(xiàn)了智能手機等終端設(shè)備對變電設(shè)備數(shù)據(jù)的分布式在線瀏覽與功能審批等功能，有效解決了保護設(shè)備管理困難，不能高效利用的企業(yè)難題。

變電站；設(shè)備管理；二維碼技術(shù)；數(shù)字掃描

0 引言

“三集五大”是實現(xiàn)國家電網(wǎng)公司建設(shè)“一強三優(yōu)”現(xiàn)代公司目標的戰(zhàn)略途徑，隨著“三集五大”工作的推進，變電運維工區(qū)由原來以變電運行為主的工作職能向由維護檢修為核心的工作職能轉(zhuǎn)變。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，變電站二次設(shè)備日益增多[1-3]，在一定程度上加大了工作人員的工作量與工作難度。負責對變電站進行維護管理的變電運維部門正面臨著飛速增益和支持不足的矛盾。主要矛盾包括以下幾個方面：運維班組人員減少、管理維護站點增多；班組人員需掌握的設(shè)備信息量成倍增長，同時維護工作需要更加專業(yè)化、巡視標準化要求更高；維護與巡視工作中，現(xiàn)場調(diào)閱設(shè)備資料與歷史缺陷等必要信息十分不便；設(shè)備狀態(tài)、評價等動態(tài)化信息無法及時掌控。

因此需要探討一種有效的方法對變電設(shè)備信息[4]進行高效管理與利用，二維碼在大信息量儲存與移動終端的良好互動等方面的性能優(yōu)異，是智能設(shè)備高效便捷管理的重要技術(shù)支撐[5]。二維碼技術(shù)發(fā)展十分迅速在社會各個領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛[6-11]。故可以通過對變電站的保護裝置的分析與研究，規(guī)范變電站設(shè)備的名稱及標識，采用數(shù)字掃描裝置和二維碼技術(shù)的應(yīng)用，來合理有效地解決設(shè)備增加帶來的運維人員工作量大的問題。

1 二維碼技術(shù)

1.1 二維碼技術(shù)原理

二維條碼/二維碼（2-dimensional bar code）是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號信息的。在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成計算機內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個與二進制相對應(yīng)的幾何形體來表示文字數(shù)值信息，通過圖像輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動識讀以實現(xiàn)信息自動處理。它具有條碼技術(shù)的一些共性：每種碼制有其特定的字符集；每個字符占有一定的寬度；具有一定的校驗功能等。同時還具有對不同行的信息自動識別功能及處理圖形旋轉(zhuǎn)變化點。

在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成計算機內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個與二進制相對應(yīng)的幾何形體來表示文字數(shù)值信息，通過圖像輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動識讀以實現(xiàn)信息自動處理。在許多種類的二維條碼中，常用的碼制有：Data Matrix，MaxiCode,Aztec，QR Code，Vericode，PDF417，Ultracode，Code 49，Code 16K等，QR Code碼是1994年由日本DW公司發(fā)明。QR來自英文“Quick Response”的縮寫，即快速反應(yīng)的意思，源自發(fā)明者希望QR碼可讓其內(nèi)容快速被解碼。QR碼最常見于日本、韓國，并為目前日本最流行的二維空間條碼。但二維碼的安全性也正備受挑戰(zhàn)，帶有惡意軟件和病毒正成為二維碼普及道路上的絆腳石。發(fā)展與防范二維碼的濫用正成為一個亟待解決的問題。

二維碼是一種比一維碼更高級的條碼格式。一維碼只能在一個方向（一般是水平方向）上表達信息，而二維碼在水平和垂直方向都可以存儲信息。一維碼只能由數(shù)字和字母組成，而二維碼能存儲漢字、數(shù)字和圖片等信息，因此二維碼的應(yīng)用領(lǐng)域要廣得多。

二維條碼/二維碼可以分為堆疊式/行排式二維條碼和矩陣式二維條碼。 堆疊式/行排式二維條碼形態(tài)上是由多行短截的一維條碼堆疊而成；矩陣式二維條碼以矩陣的形式組成，在矩陣相應(yīng)元素位置上用“點”表示二進制“1”， 用“空”表示二進制“0”，“點”和“空”的排列組成代碼。

1.2 二維碼在設(shè)備管理中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的設(shè)備管理中，設(shè)備臺賬繁重[12]，數(shù)據(jù)量龐大繁瑣，運維人員在現(xiàn)場核對設(shè)備信息及運行情況，工作量非常大。而條碼標識的信息量小，保密防偽性低，電子標簽設(shè)備成本又高。二維碼具有操作簡單、物美價廉的優(yōu)點；其次可以包含數(shù)字、文字、圖象，信息容量大；此外，該技術(shù)的保密防偽性強，可靠性高，技術(shù)已經(jīng)相當成熟。通過智能終端安裝的二維碼軟件[13]，可以用隨身攜帶的智能終端對現(xiàn)場各類設(shè)備進行比對查詢，提高工作效率。

1.3 二維碼變電設(shè)備標識特點

為了加強變電站設(shè)備運行管理，規(guī)范設(shè)備的名稱和標識，方便現(xiàn)場變電站相關(guān)人員開展日常的運行、使用、維護及巡視工作，方便智能化信息化集成裝置的使用，確保變電站設(shè)備運行狀態(tài)良好,此系統(tǒng)也一并研究如何統(tǒng)一設(shè)計變電站設(shè)備的名稱及標識，使其規(guī)范化，并能夠有效地結(jié)合智能終端，為變電站相關(guān)工作員的日常工作帶來現(xiàn)代化、信息化時代的便利。

1）高密度編碼，信息容量大：可容納多達1850個大寫字母或2710個數(shù)字或1108個字節(jié)，或500多個漢字，比普通條碼信息容量約高幾十倍。

2）編碼范圍廣：該條碼可以把圖片、聲音、文字、簽字、指紋等可以數(shù)字化的信息進行編碼，用條碼表示出來；可以表示多種語言文字；可表示圖像數(shù)據(jù)。

3）容錯能力強，具有糾錯功能：這使得二維條碼因穿孔、污損等引起局部損壞時，照樣可以正確得到識讀，損毀面積達50%仍可恢復信息。

4）譯碼可靠性高：它比普通條碼譯碼錯誤率百萬分之二要低得多，誤碼率不超過千萬分之一。

5）可引入加密措施：保密性、防偽性好。

6）成本低，易制作，持久耐用。

7）條碼符號形狀、尺寸大小比例可變。

8）二維條碼可以使用激光或CCD閱讀器識讀。

9）配合智能終端，可以輕松完成所有設(shè)備的巡視工作，查看巡視指導。

10）配合智能終端，可以在維護工作中，及時查看維護說明及要求。

11）配合智能終端，可以在操作工作中，查看操作提示，圖文指導讓操作標準化、規(guī)范化。

12）配合智能終端，可以隨時查閱此設(shè)備之前發(fā)生的缺陷。

2 二維碼設(shè)備管理設(shè)計思路

二維碼在變電設(shè)備管理中的功能如圖1所示，具體的功能介紹如下：

1）查詢功能。變電站內(nèi)設(shè)備標牌和銘牌上，制作好的臺賬信息旁附帶有二維碼，此二維碼本身包含有設(shè)備的基本信息。工作人員可以使用其他二維碼掃描工具快速查看此類信息，更豐富的功能則依賴本系統(tǒng)研發(fā)的APP來實現(xiàn)。

2）定位功能。變電站設(shè)備數(shù)量日益增多，即使有紙質(zhì)的記錄，傳統(tǒng)的巡視中也難免有疏漏。本系統(tǒng)研究將所有的設(shè)備通過二維碼掃描來實現(xiàn)設(shè)備的定位及查詢，這樣即可避免工作中的疏漏。

3）指導書功能。變電人員對日益增多的變電設(shè)備了解不可能面面俱到，而在巡視中又無法及時查閱相關(guān)的資料，有了設(shè)備上的二維碼和智能終端，所有設(shè)備的資料可以一次性同步到終端，輕輕一掃，即可查閱該設(shè)備詳細的臺賬信息、安裝圖、巡視指導書、操作要點等信息?？旖莘奖悖瑴p少了誤操作的可能，從而讓變電站工作人員的安全也得到了提升。

4）維護要求說明書。變電的維護工作種類多而且頻繁，每一項的要求都不盡相同，細小的差別極易導致工作出現(xiàn)疏忽。本系統(tǒng)研究基于設(shè)備上的二維碼，掃碼即可調(diào)閱設(shè)備相關(guān)的維護要求和說明，降低維護工作失誤的可能性。

5）操作提示卡。變電站各式各樣的設(shè)備，操作方法繁多而且瑣碎。本系統(tǒng)研究基于二維碼的操作提示功能，在智能終端上展示具體的操作步驟，并可以配以圖文說明，讓工作人員的操作完成標準化、流程化、規(guī)范化。

6）缺陷查看。維護和巡視中發(fā)現(xiàn)的缺陷，登記之后，再次巡視或維護時會有提醒。將此前發(fā)現(xiàn)的缺陷關(guān)聯(lián)到維護和巡視中，能夠讓每一位工作人員都能及時復查缺陷，盡快對其做出處理，降低發(fā)生事故的可能性。

圖1 二維碼在變電設(shè)備管理中的功能

3 二維碼設(shè)備管理系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)主界面

二維碼設(shè)備管理系統(tǒng)主界面如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)主界面

3.2 系統(tǒng)功能模塊

（1）功能模塊一：設(shè)備掃碼查詢

掃描設(shè)備的二維碼后的顯示如圖3所示。

圖3 設(shè)備掃碼查詢功能

設(shè)備臺賬信息已經(jīng)錄入APP自帶數(shù)據(jù)庫，設(shè)備狀態(tài)及評價可以點擊選擇并提交，再次進入會自動顯示。

（2）功能模塊二：設(shè)備資料多維度管理

掃描二維碼后顯示如圖4所示。

點擊三個項目中的任何一個，可以打開添加圖片的頁面，選擇圖片或拍攝照片后，點擊提交，圖片就會顯示在列表中。點擊查看圖片，查看后點擊關(guān)閉即可。

（3）功能模塊三：設(shè)備缺陷管理

掃描二維碼后顯示如圖5所示。

點擊加號，即可添加缺陷。輸入完成提交，列表中會顯示當前缺陷。長按此條缺陷，會彈出狀態(tài)選擇，如果選擇已消除，缺陷狀態(tài)后隨之更改。

圖4 設(shè)備資料多維度管理

4 結(jié)束語

本文通過對變電站保護裝置的分析與研究，規(guī)范變電站設(shè)備的名稱及標識，采用數(shù)字掃描裝置和二維碼技術(shù)的應(yīng)用，來合理有效地解決設(shè)備增加帶來的運維人員工作量大的問題。實現(xiàn)了智能手機等終端設(shè)備對變電設(shè)備數(shù)據(jù)的分布式在線瀏覽與功能審批等功能，有效解決了保護設(shè)備管理困難不能高效利用的企業(yè)難題。

圖5 設(shè)備缺陷管理

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2017-07-04）