李榕桂

(福建網(wǎng)能科技開發(fā)有限責(zé)任公司，福建 福州350003)

隨著國內(nèi)國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，電力供需矛盾的日益加大，對電力行業(yè)運維服務(wù)的可靠性提出了更加嚴格的要求，各級運維人員對現(xiàn)場運維的及時性和消缺率更加重視。如何提供快速、高效、高質(zhì)量的服務(wù)，是擺在電力相關(guān)企業(yè)面前的“三座大山”。同時信息化作為推進電力企業(yè)實現(xiàn)發(fā)展戰(zhàn)略目標的核心保障體系，作用日益突出，這其中更需要進一步推動運維綜合管理系統(tǒng)的深化應(yīng)用工作。為此，不管從技術(shù)角度還是從應(yīng)用角度上來說，需要建立一套統(tǒng)一、直觀、智能化的運維管理系統(tǒng)，自動實現(xiàn)資源整合，定位跟蹤，預(yù)測分析對于降低運維成文，提高運維響應(yīng)速率都有深遠的意義，以期達到從“受理為主的被動運維”向“預(yù)防為主的主動服務(wù)”模式轉(zhuǎn)變。伴隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)[3]的深入應(yīng)用，給各行各業(yè)都帶來了新的變革。以物聯(lián)網(wǎng)智能終端為主導(dǎo)的邊緣化產(chǎn)品慢慢的在智慧運維中占據(jù)了重要的地位，結(jié)合高科技的智能化產(chǎn)品，不僅實現(xiàn)了遠程圖像、數(shù)據(jù)的高可靠性的采集和分析；同時基于流媒體技術(shù)的智能終端系列產(chǎn)品更是實現(xiàn)了實時動態(tài)數(shù)據(jù)、圖像等高保真?zhèn)鬏?，為電力運維工作帶來新局面。

1 基于現(xiàn)場檢測裝置的運維輔助裝置應(yīng)用研究

基于手持可伸縮“智慧眼”智能裝置，有效避免現(xiàn)場作業(yè)時不必要的爬桿、登梯操作，解決“最后一公里”夠不著的尷尬，以及解決鏈路斷層監(jiān)控難點。智能終端產(chǎn)品集成紅外抄表、圖像識別、無線通訊等技術(shù)模塊，滿足現(xiàn)場作業(yè)需求。

1.1 檢測裝置+絕緣伸縮桿。“智慧眼”感知設(shè)備，采用“云-網(wǎng)- 邊- 端”系統(tǒng)架構(gòu)，整合現(xiàn)有的通信協(xié)議和軟硬件資源。“云”端建立運維監(jiān)控中心，集數(shù)據(jù)采集、視頻流媒體服務(wù)于一體；“終端”應(yīng)用于現(xiàn)場低壓補抄表、現(xiàn)場抄表核對、故障排查與檢修，集成紅外抄表模塊，抄表核對一鍵直達，借助4G/5G 等無線傳輸方式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)云端共享，借助圖像識別、數(shù)據(jù)網(wǎng)格化、大數(shù)據(jù)檢索技術(shù)，實現(xiàn)故障現(xiàn)象預(yù)分析；絕緣伸縮桿采用絕緣玻璃鋼材質(zhì)，能夠更好的保護作業(yè)人員；內(nèi)置電壓感應(yīng)裝置，快速識別危險區(qū)域并告警提示；借助4G/5G 及藍牙傳輸方式，依托視頻流媒體服務(wù)，實現(xiàn)現(xiàn)場與監(jiān)控中心視覺同步，集成圖像識別技術(shù)，智能匹配數(shù)據(jù)庫，快速定位故障及解決辦法。

1.2“云- 網(wǎng)- 邊- 端”遠程運維服務(wù)。采用“云- 網(wǎng)- 邊- 端”系統(tǒng)架構(gòu)，整合現(xiàn)有的通信協(xié)議和軟硬件資源，通過建設(shè)運維監(jiān)控中心，借助圖像識別、RTSP 實時視頻傳播技術(shù)，實現(xiàn)故障快速定位，以及遠程專家團隊第一視角輔助運維，提高現(xiàn)場作業(yè)效率。

2 基于邊緣計算的智能終端監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用研究

一款基于多通信方式通用環(huán)境采集及視頻監(jiān)控裝置，支持多種通信方式，可接入各類智能設(shè)備，適用于多種復(fù)雜場景，提供完整的設(shè)備運行狀態(tài)及運行環(huán)境監(jiān)控解決方案，同時對于老舊設(shè)備及場所，提供協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊設(shè)備，減少現(xiàn)場布線工作量，易與安裝與維護。通過Wifi、ZigBee、RS485、RJ45 等多種通訊方式與數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)進行通訊；數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)對采集數(shù)據(jù)進行整理，并根據(jù)預(yù)設(shè)閥值及場景進行環(huán)境調(diào)節(jié)及告警；同時數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)通過專網(wǎng)或公網(wǎng)，與前置機進行通信，實現(xiàn)對目標場所的環(huán)境數(shù)據(jù)采集。對采集數(shù)據(jù)通過大數(shù)據(jù)分析及深度挖掘，基于事件驅(qū)動模型，實現(xiàn)對目標場所的風(fēng)險評估與異常預(yù)警。

2.1 聯(lián)動控制?；陬A(yù)設(shè)環(huán)境閥值及聯(lián)動場景，數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)對環(huán)境數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)的進行采集與分析，實現(xiàn)環(huán)境自我調(diào)節(jié)功能，當環(huán)境參數(shù)出現(xiàn)異常時，網(wǎng)關(guān)通過ZigBee3.0 通訊協(xié)議采集現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)，經(jīng)處理確認后，可自動控制執(zhí)行設(shè)備調(diào)節(jié)環(huán)境參數(shù)；根據(jù)預(yù)設(shè)聯(lián)動場景，實現(xiàn)對異常圖像視頻的及時告警。構(gòu)建具備智能判斷與自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力的多通信方式入網(wǎng)和分布式管理的智能化監(jiān)控系統(tǒng)，見圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

2.2 融合通信[4]。與現(xiàn)有技術(shù)相比,集成環(huán)境采集與視頻監(jiān)控與一體，方便現(xiàn)場部署，提高安裝效率；通過ZigBee 轉(zhuǎn)換模塊，降低老式RS485、RJ45 等有線設(shè)備的接入難度，減少現(xiàn)場布線工作；采用事件驅(qū)動模型，結(jié)合人員、設(shè)備、事件三維數(shù)據(jù)，構(gòu)建高效的分析算法，實現(xiàn)對目標場所的風(fēng)險評估與異常預(yù)警；重構(gòu)底層采集設(shè)備遙信及喚醒機制，實現(xiàn)設(shè)備低功耗穩(wěn)定運行。

3 基于現(xiàn)場故障分析終端實現(xiàn)現(xiàn)場故障研判在智能運維系統(tǒng)中的應(yīng)用

基于現(xiàn)場故障分析終端通過WIFI、藍牙、電力線載波通信和RS485 總線技術(shù)實現(xiàn)運維檢測自動化管控，可通過該設(shè)備實現(xiàn)屏顯故障、數(shù)據(jù)異常、事件異常、通信故障、時鐘故障5 類20種常見故障的檢測分析，通過移動終端及手機實現(xiàn)運維一體化管控APP 軟件實現(xiàn)現(xiàn)場運維管理工作的信息化和智能化，很好地解決了電力用電信息采集運維[2]、計量周轉(zhuǎn)柜和其他智能設(shè)備相關(guān)運維時候，由于檢測工具檢測功能單一，不具備綜合檢測功能，不方便攜帶等原因?qū)е碌倪\維效率低等問題。現(xiàn)場故障分析終端可實現(xiàn)與運維服務(wù)系統(tǒng)無縫對接，解決了現(xiàn)場用電用戶來回奔波、或多設(shè)備儀器攜帶所帶來的人工和設(shè)備成本，有效的支撐了終端產(chǎn)品鏈路故障現(xiàn)場定位分析的空白。

4 基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的智慧運維系統(tǒng)應(yīng)用研究

基于構(gòu)建故障工單智能派發(fā)模型、運維設(shè)備風(fēng)險評估[1]及預(yù)警模型和運維多維度質(zhì)量評價模型，通過安全通信模塊保證APP 通信安全，基于大數(shù)據(jù)分析工具，實現(xiàn)快速異常預(yù)分析，迅速判斷現(xiàn)場故障類別和實時位置信息，實現(xiàn)工單智能派發(fā)，故障現(xiàn)象預(yù)分析、預(yù)告警和供應(yīng)商評價管理。

4.1 故障工單智能派發(fā)模型開發(fā)

針對大量運維數(shù)據(jù)、系統(tǒng)人員歷史數(shù)據(jù)、當前故障點位置及人員位置進行多維度分析，甄別各類異常的嚴重程度，輸出運維效用值模型，通過應(yīng)用移動作業(yè)終端下載數(shù)據(jù)模型，自動判斷異常處理的先后次序，逐步提升異常工單處理的完成率和工作成效的可控性，從而進一步提高系統(tǒng)設(shè)備可用率和數(shù)據(jù)完整性。對于單個產(chǎn)品運維效用值來說，主要有：故障類型、緊急程度、異常持續(xù)時間、人員位置和人員工作繁忙度等5 個方面影響。

4.2 運維設(shè)備風(fēng)險評估及預(yù)警模型

通過對歷史工單進行多維度、大批量數(shù)據(jù)分析，歸納數(shù)據(jù)規(guī)律，發(fā)現(xiàn)各維度下異常工單發(fā)生大概率的異常原因，并綜合考慮各維度下相同異常原因發(fā)生概率，輸出單個異常原因概率比值，對比各個異常原因比值的大小，從而對未來發(fā)生類似故障現(xiàn)象起到預(yù)分析作用，提升運維效率。

4.3 運維多維度質(zhì)量評價模型

終端產(chǎn)品質(zhì)量評價模型：根據(jù)運維情況對各終端廠商的終端質(zhì)量進行量化分析，利用各終端廠商的運行終端數(shù)、確認終端問題數(shù)、異常終端占比、更換終端數(shù)、終端時鐘異常數(shù)等數(shù)據(jù)，建立終端產(chǎn)品質(zhì)量分析評價指標。

供應(yīng)商模塊質(zhì)量評價：根據(jù)運維情況對運維產(chǎn)品配件進行量化分析，利用各配件廠商的使用數(shù)、確認模塊問題數(shù)、異常模塊占比、更換模塊數(shù)、異常數(shù)等數(shù)據(jù)，開展各廠商的產(chǎn)品模塊質(zhì)量分析，建立供應(yīng)商產(chǎn)品及配件質(zhì)量分析評價指標。

基于智能終端的物聯(lián)網(wǎng)智慧運維管理系統(tǒng)的研究，通過軟硬件結(jié)合的模式，引進大數(shù)據(jù)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)、多模式通信技術(shù)等大大提升了運維人員現(xiàn)場多業(yè)務(wù)故障定位，預(yù)判、分析和解決的能力，有效提高了運維的效率，節(jié)約運維成本，大大提高了用戶滿意度，具有持續(xù)的可發(fā)展的市場前景。