衛(wèi)春峰 許瑞珩 杜海舟 謝丹莉 馬雷鵬

摘要：在互聯(lián)網(wǎng)+時代傳統(tǒng)配網(wǎng)輔助培訓系統(tǒng)逐漸顯現(xiàn)出弊端，需要向云端、向手機終端、向跨平臺的方向發(fā)展。為了設計并實現(xiàn)輕量化、跨平臺的手機應用，提出了基于HTML5開發(fā)的配網(wǎng)輔助培訓手機應用系統(tǒng)。該系統(tǒng)遵循扁平化、簡約化和友好交互的設計原則，前端界面是在HBuilder集成開發(fā)環(huán)境下采用MUI編寫而成，系統(tǒng)引擎采用LayaAir。對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)導入、輔助培訓和分析反饋三大功能模塊進行了詳細探討。最后以五防培訓的一個關卡為例驗證系統(tǒng)的效果，結果表明該系統(tǒng)具備跨平臺、便攜性、高效率等優(yōu)點。

關鍵詞：五防；手機應用；HTML5；輔助培訓；跨平臺

中圖分類號：TP319 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）32-0054-03

Abstract： Traditional distribution network assistant training system have gradually revealed drawbacks in the Internet+ era which are needed to develop toward cloud database， mobile terminals and cross-platform. In order to design and implement a lightweight， cross-platform mobile application， a distribution network assistant training application based on HTML5 is proposed. The design principles of flatness， simplicity and friendly interaction are followed in the system. MUI is used to written the front-end interface in the IDE of HBuilder and LayaAir is adopted as the system engine. The three major functional modules of data import， assistant training and analysis feedback are discussed in detail. Finally an example of the five-prevention training is taken to verify the effectiveness of the system. The results show that the system has the advantages of cross-platform， portability， and high efficiency.

Key words： five-prevention； application； HTML5； assistant training； cross-platform

1 背景

隨著設備本身可靠性的提高和運維管理理念的提升，電力系統(tǒng)中運維人員人均管理設備數(shù)逐年增長，另一方面設備新老換代、型號各有差異，對運維人員安全可靠科學地管理電網(wǎng)提出了較高的要求。為提高運維水平、協(xié)助辦公，各類輔助培訓系統(tǒng)[1-3]陸續(xù)上線，極大地提高了運維人員工作效率和學習效果。在互聯(lián)網(wǎng)+[4]廣泛推行的時代，各領域的軟件系統(tǒng)都在向云端、向手機終端、向跨平臺的方向發(fā)展，對于輔助培訓系統(tǒng)也應該更新?lián)Q代。

目前，國內(nèi)已經(jīng)有電網(wǎng)輔助培訓系統(tǒng)的研究與應用[5-6]，國外也開展了深入研究并得到良好應用[7-8]，這些應用都是基于電腦端開發(fā)，有些甚至要求只能在企業(yè)內(nèi)網(wǎng)使用，對用戶的使用環(huán)境要求較高。PSS/EE（美國PTI公司） [9]、BPA（美國邦維爾電力局） [10]、ETAP（美國OTI公司）[11]、 PSASP（中國電力科學研究院）[12]這些都是較為成熟的商用輔助軟件，具備一定的培訓功能，但是由于其業(yè)務完整性的設計理念，導致用戶需要花費大量的時間來熟悉軟件的性能，完成一次仿真實驗需要花費大量精力，從輔助學習的角度效率較低。上述系統(tǒng)在時間空間上對用戶要求較高，針對目前已有的“重”型設計，急需設計一種輕量化的、零散化的系統(tǒng)滿足用戶的多樣化需求，能夠與已有系統(tǒng)形成優(yōu)勢互補。該系統(tǒng)同時能夠滿足用戶隨用隨到、耗時較少的特點。而研發(fā)手機應用能夠滿足上述要求。近四年手機應用已經(jīng)在電力系統(tǒng)各個領域得到嘗試和應用，實踐證明相較于電腦端程序，手機應用具有其獨特的優(yōu)勢：方便攜帶、網(wǎng)絡定位、操作簡便[13-16]。對于電力系統(tǒng)現(xiàn)場操作人員，防誤閉鎖裝置[17]是保障人員安全的最后一道防線，同樣電網(wǎng)調(diào)度規(guī)程[18]能夠保證調(diào)度人員最大限度地避免誤調(diào)度，這些內(nèi)容也應該加入手機應用系統(tǒng)的功能模塊中。

結合目前的研究現(xiàn)狀和電網(wǎng)的實際需求，設計并實現(xiàn)了配網(wǎng)輔助培訓手機應用系統(tǒng)，目前已經(jīng)在嘉定供電公司得到成功應用，效果顯著。本文介紹了系統(tǒng)的架構和技術路線，結合配網(wǎng)中需要輔助培訓的內(nèi)容，著重研究了各個功能模塊的具體后臺邏輯，同時介紹了系統(tǒng)的應用情況并提出未來2.0版本需要改進的方向。

2 系統(tǒng)架構

配電網(wǎng)輔助培訓手機應用系統(tǒng)的架構如圖1所示。各類運維人員通過手機端系統(tǒng)各個輔助培訓功能模塊無線訪問云端數(shù)據(jù)庫，同時提供了電腦端訪問數(shù)據(jù)的接口。用戶端的功能模塊主要包括五防培訓、調(diào)操規(guī)程、變電五通等。在云端服務器上利用大數(shù)據(jù)分析技術結合培訓指標體系實現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘、統(tǒng)計學分析和互動行為分析等功能，同時向用戶反饋報告完成閉環(huán)邏輯，實現(xiàn)差異化培訓目標定制和個性化培訓方案推薦。

該系統(tǒng)的技術路線如圖2所示，系統(tǒng)采用HTML5[19]作為主要的開發(fā)語言，其優(yōu)勢在于統(tǒng)一的網(wǎng)絡標準、多設備跨平臺、自適應網(wǎng)頁、即時更新，相較于IOS和Android編寫App的優(yōu)點為：迭代速度快、兼容性強（全面兼容IOS和Android）、傳播途徑廣、用戶使用成本低。前端界面是在HBuilder[20]集成開發(fā)環(huán)境（IDE）下采用MUI[21]編寫而成，其中MUI為比較接近原生App體驗的前端框架，具有輕量化、高性能和多端發(fā)布的特點。系統(tǒng)的引擎采用LayaAir，其是全球性能最高的HTML5引擎之一，支持2D、3D、VR、AR類型。設計理念為扁平化、簡約化和友好交互。App的扁平化設計能夠使設計元素凸顯、界面整齊，簡化設計使重點突出、視覺效果顯著，友好交互可以減少用戶的適應時間，提高工作學習效率。

3 系統(tǒng)功能

配電網(wǎng)輔助培訓手機應用系統(tǒng)的核心功能分為手機端和服務器云端兩大類，如圖3所示，各個功能模塊具體如下：

3.1 數(shù)據(jù)導入模塊。

該系統(tǒng)的基礎數(shù)據(jù)主要包括各類導則規(guī)程文件、五防原理、設備信息等，其中導則規(guī)程包括安規(guī)、電網(wǎng)調(diào)度操作規(guī)程、變電五項通用制度等。通過制定導入接口，實現(xiàn)對常見數(shù)據(jù)格式的兼容，數(shù)據(jù)格式支持EXCEL、WORD、PDF、XML等常見格式。根據(jù)后續(xù)模塊的業(yè)務邏輯不同，對導入數(shù)據(jù)采取不同的存儲方案，例如設備信息采用存儲在云端數(shù)據(jù)庫的方式保持，導則文件則采取以文本格式在云端直接保存，用戶配置信息則直接保存在手機端本地配置文件。

3.2 輔助培訓模塊

輔助培訓模塊主要包括五防培訓、調(diào)操規(guī)程培訓、安規(guī)考試和文獻閱讀索引功能，其中五防培訓和調(diào)操規(guī)程培訓模塊遵循知識碎片化、關卡制、漸進性、拉鏈式操作的原則，示意圖如圖4所示。知識碎片化是指由于手機屏幕大小的限制，將單一基本知識點通過設計一個情景任務來體現(xiàn)，一個情景任務就是一個關卡，通過掌握知識點完成情景任務的操作從而實現(xiàn)該關卡的通過。通過前一關卡才能解鎖下一關卡，從而實現(xiàn)知識點的漸進學習。拉鏈式操作是指在一個關卡中，操作步驟只能按照既定路線前進，或者沿原路徑返回，這是由于電力系統(tǒng)實際操作中步驟操作順序也是嚴格按照順序執(zhí)行。

安規(guī)考試模塊能夠隨機生成試卷、分數(shù)統(tǒng)計、卷面設置、錯題整理等功能。文獻閱讀檢索模塊能夠顯示常見文本格式，具備快速檢索能力。

3.3 分析反饋模塊

云端服務器主要實現(xiàn)統(tǒng)計學分析、數(shù)據(jù)挖掘和報告反饋三個功能。云端服務器實現(xiàn)用戶操作和結果數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，生成不同時間跨度的統(tǒng)計報告?；诰W(wǎng)頁界面對系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)進行大數(shù)據(jù)挖掘和分析，通過算法搜索挖掘隱藏于大量數(shù)據(jù)中的信息。根據(jù)所挖掘出的相關指標，以提高培訓員工的綜合職業(yè)技能和變電運維水平為目標，采用支持向量機等機器學習方法對不同的培訓員工制定個性化培訓方案，充分開發(fā)和激活培訓員工自身的各種潛能。

4 應用實例

手機應用在開發(fā)過程中采用真機調(diào)試，在實現(xiàn)功能的基礎上通過緩存、控制變量數(shù)、懶加載（lazy-load）等優(yōu)化手段減少App加載時間，達到流暢不卡頓的用戶體驗。經(jīng)試驗在IOS和Android系統(tǒng)上運行良好。以下以五防培訓為例介紹使用效果，如圖5所示。

圖5（1）為五防培訓的初始界面，界面第一行從左到右依次為計時器、操作的體力值、該關卡對應的五防知識和暫停按鈕。第二行為該關卡的情景任務：2號主變10千伏從熱備用改為冷備用，中間為涉及的部分系統(tǒng)單線圖，右下角為圖例說明。

該情景任務涉及主變開關柜與引線柜之間的閉鎖，點擊右上角五防知識查看按鈕顯示圖5（2）界面。在明確情景任務和五防知識點的前提下，通過順序操作中間界面的接線圖完成情景任務，如圖5（3）所示。該例子中，正確操作順序為：搖出2號主變10千伏甲和2號主變10千伏乙開關小車至試驗位置，然后再搖出2號主變10千伏變壓器車式閘刀至試驗位置。該五防是避免2號主變10千伏甲或2號主變10千伏乙在運行位置時直接搖出車式閘刀，即違反了帶負荷拉合刀閘。正確操作后經(jīng)短暫延遲后自動跳轉到統(tǒng)計界面，如圖5（4）所示，顯示是否通過關卡和通關時間。

經(jīng)過多人實際試用，統(tǒng)計得出每個關卡的通關時間范圍集中在5-40s之間，平均15s左右，即通過圖形界面在較短的時間內(nèi)掌握了一個知識點，效率較高、效果良好。

5 結論與展望

研發(fā)的配電網(wǎng)輔助培訓手機應用系統(tǒng)具有跨平臺、便攜性、高效性的特點，與已有的電腦端輔助培訓系統(tǒng)優(yōu)勢互補。系統(tǒng)遵循扁平化、簡約化和友好交互的設計原則，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)導入、輔助培訓和分析反饋的功能。在上海市嘉定供電公司的實際應用中，該手機應用系統(tǒng)顯著提高了運維培訓工作的合理性和科學性。未來將不斷添加新的功能模塊，實現(xiàn)自動化、繼保培訓等功能，同時不斷優(yōu)化應用的互動性。

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【通聯(lián)編輯：謝媛媛】