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(shí)代傳統(tǒng)配網(wǎng)輔助培訓(xùn)系統(tǒng)逐漸顯現(xiàn)出弊端，需要向云端、向手機(jī)終端、向跨平臺(tái)的方向發(fā)展。為了設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)輕量化、跨平臺(tái)的手機(jī)應(yīng)用，提出了基于HTML5開發(fā)的配網(wǎng)輔助培訓(xùn)手機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)遵循扁平化、簡(jiǎn)約化和友好交互的設(shè)計(jì)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(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入、輔助培訓(xùn)和分析反饋三大功能模塊進(jìn)行了詳細(xì)探討。最后以五防培訓(xùn)的一個(gè)關(guān)卡為例驗(yàn)證系統(tǒng)的效果，結(jié)果表明該系統(tǒng)具備跨平臺(tái)、便攜性、高效率等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：五防；手機(jī)應(yīng)用；HTML5；輔助培訓(xùn)；跨平臺(tái)

中圖分類號(hào)：TP319 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(shè)備本身可靠性的提高和運(yùn)維管理理念的提升，電力系統(tǒng)中運(yùn)維人員人均管理設(shè)備數(shù)逐年增長(zhǎng)，另一方面設(shè)備新老換代、型號(hào)各有差異，對(duì)運(yùn)維人員安全可靠科學(xué)地管理電網(wǎng)提出了較高的要求。為提高運(yùn)維水平、協(xié)助辦公，各類輔助培訓(xùn)系統(tǒng)[1-3]陸續(xù)上線，極大地提高了運(yùn)維人員工作效率和學(xué)習(xí)效果。在互聯(lián)網(wǎng)+[4]廣泛推行的時(shí)代，各領(lǐng)域的軟件系統(tǒng)都在向云端、向手機(jī)終端、向跨平臺(tái)的方向發(fā)展，對(duì)于輔助培訓(xùn)系統(tǒng)也應(yīng)該更新?lián)Q代。

目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有電網(wǎng)輔助培訓(xùn)系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[5-6]，國(guó)外也開展了深入研究并得到良好應(yīng)用[7-8]，這些應(yīng)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(duì)用戶的使用環(huán)境要求較高。PSS/EE（美國(guó)PTI公司） [9]、BPA（美國(guó)邦維爾電力局） [10]、ETAP（美國(guó)OTI公司）[11]、 PSASP（中國(guó)電力科學(xué)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(xùn)功能，但是由于其業(yè)務(wù)完整性的設(shè)計(jì)理念，導(dǎo)致用戶需要花費(fèi)大量的時(shí)間來熟悉軟件的性能，完成一次仿真實(shí)驗(yàn)需要花費(fèi)大量精力，從輔助學(xué)習(xí)的角度效率較低。上述系統(tǒng)在時(shí)間空間上對(duì)用戶要求較高，針對(duì)目前已有的“重”型設(shè)計(jì)，急需設(shè)計(jì)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(shì)互補(bǔ)。該系統(tǒng)同時(shí)能夠滿足用戶隨用隨到、耗時(shí)較少的特點(diǎn)。而研發(fā)手機(jī)應(yīng)用能夠滿足上述要求。近四年手機(jī)應(yīng)用已經(jīng)在電力系統(tǒng)各個(gè)領(lǐng)域得到嘗試和應(yīng)用，實(shí)踐證明相較于電腦端程序，手機(jī)應(yīng)用具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：方便攜帶、網(wǎng)絡(luò)定位、操作簡(jiǎn)便[13-16]。對(duì)于電力系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)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(yīng)該加入手機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的功能模塊中。

結(jié)合目前的研究現(xiàn)狀和電網(wǎng)的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了配網(wǎng)輔助培訓(xùn)手機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，目前已經(jīng)在嘉定供電公司得到成功應(yīng)用，效果顯著。本文介紹了系統(tǒng)的架構(gòu)和技術(shù)路線，結(jié)合配網(wǎng)中需要輔助培訓(xùn)的內(nèi)容，著重研究了各個(gè)功能模塊的具體后臺(tái)邏輯，同時(shí)介紹了系統(tǒng)的應(yīng)用情況并提出未來2.0版本需要改進(jìn)的方向。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

配電網(wǎng)輔助培訓(xùn)手機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的架構(gòu)如圖1所示。各類運(yùn)維人員通過手機(jī)端系統(tǒng)各個(gè)輔助培訓(xùn)功能模塊無線訪問云端數(shù)據(jù)庫，同時(shí)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(xùn)、調(diào)操規(guī)程、變電五通等。在云端服務(wù)器上利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)結(jié)合培訓(xùn)指標(biāo)體系實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析和互動(dòng)行為分析等功能，同時(shí)向用戶反饋報(bào)告完成閉環(huán)邏輯，實(shí)現(xiàn)差異化培訓(xùn)目標(biāo)定制和個(gè)性化培訓(xùn)方案推薦。

該系統(tǒng)的技術(shù)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(shì)在于統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)、多設(shè)備跨平臺(tái)、自適應(yīng)網(wǎng)頁、即時(shí)更新，相較于IOS和Android編寫App的優(yōu)點(diǎn)為：迭代速度快、兼容性強(qiáng)（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(yàn)的前端框架，具有輕量化、高性能和多端發(fā)布的特點(diǎn)。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(shè)計(jì)理念為扁平化、簡(jiǎn)約化和友好交互。App的扁平化設(shè)計(jì)能夠使設(shè)計(jì)元素凸顯、界面整齊，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)使重點(diǎn)突出、視覺效果顯著，友好交互可以減少用戶的適應(yīng)時(shí)間，提高工作學(xué)習(xí)效率。

3 系統(tǒng)功能

配電網(wǎng)輔助培訓(xùn)手機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的核心功能分為手機(jī)端和服務(wù)器云端兩大類，如圖3所示，各個(gè)功能模塊具體如下：

3.1 數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊。

該系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要包括各類導(dǎo)則規(guī)程文件、五防原理、設(shè)備信息等，其中導(dǎo)則規(guī)程包括安規(guī)、電網(wǎng)調(diào)度操作規(guī)程、變電五項(xiàng)通用制度等。通過制定導(dǎo)入接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(wù)邏輯不同，對(duì)導(dǎo)入數(shù)據(jù)采取不同的存儲(chǔ)方案，例如設(shè)備信息采用存儲(chǔ)在云端數(shù)據(jù)庫的方式保持，導(dǎo)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(jī)端本地配置文件。

3.2 輔助培訓(xùn)模塊

輔助培訓(xùn)模塊主要包括五防培訓(xùn)、調(diào)操規(guī)程培訓(xùn)、安規(guī)考試和文獻(xiàn)閱讀索引功能，其中五防培訓(xùn)和調(diào)操規(guī)程培訓(xùn)模塊遵循知識(shí)碎片化、關(guān)卡制、漸進(jìn)性、拉鏈?zhǔn)讲僮鞯脑瓌t，示意圖如圖4所示。知識(shí)碎片化是指由于手機(jī)屏幕大小的限制，將單一基本知識(shí)點(diǎn)通過設(shè)計(jì)一個(gè)情景任務(wù)來體現(xiàn)，一個(gè)情景任務(wù)就是一個(gè)關(guān)卡，通過掌握知識(shí)點(diǎn)完成情景任務(wù)的操作從而實(shí)現(xiàn)該關(guān)卡的通過。通過前一關(guān)卡才能解鎖下一關(guān)卡，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)的漸進(jìn)學(xué)習(xí)。拉鏈?zhǔn)讲僮魇侵冈谝粋€(gè)關(guān)卡中，操作步驟只能按照既定路線前進(jìn)，或者沿原路徑返回，這是由于電力系統(tǒng)實(shí)際操作中步驟操作順序也是嚴(yán)格按照順序執(zhí)行。

安規(guī)考試模塊能夠隨機(jī)生成試卷、分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)、卷面設(shè)置、錯(cuò)題整理等功能。文獻(xiàn)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(wù)器主要實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析、數(shù)據(jù)挖掘和報(bào)告反饋三個(gè)功能。云端服務(wù)器實(shí)現(xiàn)用戶操作和結(jié)果數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，生成不同時(shí)間跨度的統(tǒng)計(jì)報(bào)告?；诰W(wǎng)頁界面對(duì)系統(tǒng)后臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)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(guān)指標(biāo)，以提高培訓(xùn)員工的綜合職業(yè)技能和變電運(yùn)維水平為目標(biāo)，采用支持向量機(jī)等機(jī)器學(xué)習(xí)方法對(duì)不同的培訓(xùn)員工制定個(gè)性化培訓(xùn)方案，充分開發(fā)和激活培訓(xùn)員工自身的各種潛能。

4 應(yīng)用實(shí)例

手機(jī)應(yīng)用在開發(fā)過程中采用真機(jī)調(diào)試，在實(shí)現(xiàn)功能的基礎(chǔ)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(shí)間，達(dá)到流暢不卡頓的用戶體驗(yàn)。經(jīng)試驗(yàn)在IOS和Android系統(tǒng)上運(yùn)行良好。以下以五防培訓(xùn)為例介紹使用效果，如圖5所示。

圖5（1）為五防培訓(xùn)的初始界面，界面第一行從左到右依次為計(jì)時(shí)器、操作的體力值、該關(guān)卡對(duì)應(yīng)的五防知識(shí)和暫停按鈕。第二行為該關(guān)卡的情景任務(wù)：2號(hào)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(wù)涉及主變開關(guān)柜與引線柜之間的閉鎖，點(diǎn)擊右上角五防知識(shí)查看按鈕顯示圖5（2）界面。在明確情景任務(wù)和五防知識(shí)點(diǎn)的前提下，通過順序操作中間界面的接線圖完成情景任務(wù)，如圖5（3）所示。該例子中，正確操作順序?yàn)椋簱u出2號(hào)主變10千伏甲和2號(hào)主變10千伏乙開關(guān)小車至試驗(yàn)位置，然后再搖出2號(hào)主變10千伏變壓器車式閘刀至試驗(yàn)位置。該五防是避免2號(hào)主變10千伏甲或2號(hào)主變10千伏乙在運(yùn)行位置時(shí)直接搖出車式閘刀，即違反了帶負(fù)荷拉合刀閘。正確操作后經(jīng)短暫延遲后自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到統(tǒng)計(jì)界面，如圖5（4）所示，顯示是否通過關(guān)卡和通關(guān)時(shí)間。

經(jīng)過多人實(shí)際試用，統(tǒng)計(jì)得出每個(gè)關(guān)卡的通關(guān)時(shí)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(shí)間內(nèi)掌握了一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，效率較高、效果良好。

5 結(jié)論與展望

研發(fā)的配電網(wǎng)輔助培訓(xùn)手機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)具有跨平臺(tái)、便攜性、高效性的特點(diǎn)，與已有的電腦端輔助培訓(xùn)系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。系統(tǒng)遵循扁平化、簡(jiǎn)約化和友好交互的設(shè)計(jì)原則，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)導(dǎo)入、輔助培訓(xùn)和分析反饋的功能。在上海市嘉定供電公司的實(shí)際應(yīng)用中，該手機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)顯著提高了運(yùn)維培訓(xùn)工作的合理性和科學(xué)性。未來將不斷添加新的功能模塊，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、繼保培訓(xùn)等功能，同時(shí)不斷優(yōu)化應(yīng)用的互動(dòng)性。

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