李云松，陳亞琨，王一妹

（鄭州電力高等?？茖W(xué)校信息通信系，河南鄭州，450004）

0 引言

隨著5G技術(shù)的快速發(fā)展，電網(wǎng)智能化的程度越來越高，電力通信設(shè)備在維護(hù)電力系統(tǒng)安全有效的生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行、統(tǒng)一管理和防止電力系統(tǒng)事故等方面有著非常重要的作用。電力通信檢修通常是對(duì)電力通信設(shè)備如光接入設(shè)備、光纖光纜、光傳輸設(shè)備、程控交換設(shè)備、數(shù)字復(fù)用設(shè)備、通信電源等進(jìn)行定期檢修、更新改造等，保證設(shè)備正常運(yùn)行，提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。目前，電力通信檢修主要通過人工檢測(cè)并用紙質(zhì)記錄的方法，但電力通信設(shè)備較多，檢修數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)記錄易丟失等，導(dǎo)致信息查找效率低下?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的電力通信檢修系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集數(shù)字化，設(shè)備管理的信息化與智能化。

物聯(lián)網(wǎng)已成為我國一大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，在國家電網(wǎng)中有許多重要的應(yīng)用。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在陜西、浙江、河南等9家電力公司上線運(yùn)行；基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能電表、智能用電信息采集系統(tǒng)已覆蓋全國多數(shù)城區(qū)；基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能充換電站網(wǎng)絡(luò)服務(wù)管理系統(tǒng)在全國多地同步實(shí)施，并且制定了工程設(shè)計(jì)規(guī)范和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系。

電力通信檢修業(yè)務(wù)能充分應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)集成的視頻識(shí)別技術(shù)、Zigbee技術(shù)等，結(jié)合設(shè)備檢修、處缺、巡視、維護(hù)等《電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化管理辦法》，將設(shè)備作業(yè)項(xiàng)目、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、作業(yè)方法、作業(yè)步驟、安全措施等應(yīng)用到開發(fā)的軟件管理平臺(tái)中，通過掌上PDA采集檢修并記錄檢修信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)檢修過程的標(biāo)準(zhǔn)化管理，提升電力通信網(wǎng)的可靠性運(yùn)行。

1 檢修系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架

■1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用射頻識(shí)別技術(shù)、紅外感應(yīng)技術(shù)、激光掃描器等傳感設(shè)備，將世界萬物互聯(lián)，通過特定的通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層利用各種傳感器、讀卡器等對(duì)物體識(shí)別并采集數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)層利用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)等各種網(wǎng)絡(luò)，將采集信息精準(zhǔn)安全地傳遞到網(wǎng)管中心服務(wù)器或云計(jì)算平臺(tái)。應(yīng)用層將服務(wù)器及云平臺(tái)的數(shù)據(jù)按照使用者的要求進(jìn)行分析和處理，滿足物流監(jiān)控、遠(yuǎn)程醫(yī)療及智能電網(wǎng)等應(yīng)用的智能化管理的需要。物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

■1.2 檢修流程設(shè)計(jì)

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力通信設(shè)備檢修，首先通過RFID射頻識(shí)別技術(shù)來識(shí)別通信設(shè)備。RFID射頻識(shí)別技術(shù)是一種近距離無線通信系統(tǒng)，識(shí)別精度高，能同時(shí)識(shí)別和感知多個(gè)電力通信設(shè)備信息。一套R(shí)FID系統(tǒng)主要包含讀寫器、電子標(biāo)簽和天線三個(gè)部分，每個(gè)電子標(biāo)簽粘貼在一個(gè)通信設(shè)備上面，每個(gè)電子標(biāo)簽包含了設(shè)備的名稱，生產(chǎn)的廠家、日期和購買價(jià)格、所在機(jī)房名稱，入庫的日期、編號(hào)、登記人等相關(guān)信息。通過集成讀寫器的PDA設(shè)備掃描每個(gè)設(shè)備的電子標(biāo)簽，來識(shí)別通信設(shè)備的名稱。

掌上PDA安裝的系統(tǒng)管理軟件，上傳了每個(gè)設(shè)備的作業(yè)指導(dǎo)書，根據(jù)檢修時(shí)間、設(shè)備型號(hào)、作業(yè)任務(wù)、作業(yè)步驟等實(shí)施檢修，然后記錄檢修的數(shù)據(jù)信息，包括日期、設(shè)備運(yùn)行情況、故障情況、檢修人員姓名等。檢查檢修的數(shù)據(jù)是否完備、記錄是否規(guī)范后，通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)，把數(shù)據(jù)上傳到通信站點(diǎn)辦公終端服務(wù)器管理系統(tǒng)中，以備領(lǐng)導(dǎo)、檢修員工和相關(guān)部門通過電腦端網(wǎng)頁端進(jìn)行查詢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)通信設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、故障缺陷等，基于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)思想，電力通信檢修工作流程如圖2所示。

圖2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的檢修工作流程圖

2 管理系統(tǒng)平臺(tái)開發(fā)

■2.1 C/S架構(gòu)設(shè)計(jì)

為了方便通信設(shè)備檢修數(shù)據(jù)上傳，需要開發(fā)良好的軟件管理系統(tǒng)。通信設(shè)備檢修數(shù)據(jù)上傳和查看分為兩個(gè)方面：一個(gè)是掌上PDA識(shí)別設(shè)備并檢修，上傳檢修數(shù)據(jù)去數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；另一個(gè)是領(lǐng)導(dǎo)和管理人員通過瀏覽器查看服務(wù)器資源，了解設(shè)備運(yùn)行情況。按照這個(gè)情況，采用的有兩種平臺(tái)模式：客戶機(jī)/服務(wù)器架構(gòu)(Client/Server,C/S)與瀏覽器/服務(wù)器架構(gòu)(Browser/Server,B/S)。C/S架構(gòu)是把需要采集到的數(shù)據(jù)信息任務(wù)交給客戶端和服務(wù)器來處理，基于RFID和無線ZigBee網(wǎng)絡(luò)組成的局域網(wǎng)，數(shù)據(jù)采集響應(yīng)速度快，使用 C/S架構(gòu)進(jìn)行開發(fā)，主要完成實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的入庫登記、檢修、更新、報(bào)廢、統(tǒng)計(jì)等功能。如圖3所示。

圖3 電力通信檢修管理系統(tǒng)C/S構(gòu)架

■2.2 B/S架構(gòu)設(shè)計(jì)

客戶端領(lǐng)導(dǎo)和員工通過個(gè)人電腦和手機(jī)來瀏覽訪問網(wǎng)頁，對(duì)通信設(shè)備檢修管理系統(tǒng)平臺(tái)各種業(yè)務(wù)功能進(jìn)行操作，平臺(tái)采用B/S構(gòu)架開發(fā)。通過系統(tǒng)功能分析，業(yè)務(wù)流程及邏輯實(shí)現(xiàn)，將系統(tǒng)功能搭建在瀏覽器網(wǎng)頁開發(fā)中?；贐/S開發(fā)的管理系統(tǒng)模塊包括作業(yè)信息公告、作業(yè)項(xiàng)目、作業(yè)步驟、設(shè)備故障、設(shè)備維護(hù)等。如圖4所示。

圖4 電力通信設(shè)備管理系統(tǒng)B/S構(gòu)架設(shè)計(jì)

3 檢修系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)電力通信檢修系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了檢修過程的無紙化、記錄數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期化、設(shè)備操作的標(biāo)準(zhǔn)化、查詢數(shù)據(jù)的高效化等，主要有以下四個(gè)方面優(yōu)勢(shì)：

（1）實(shí)時(shí)掌控電力通信設(shè)備的運(yùn)行情況。領(lǐng)導(dǎo)和管理者可以在辦公室或移動(dòng)端通過網(wǎng)頁查看設(shè)備檢修信息，實(shí)時(shí)掌握設(shè)備的型號(hào)、工作性能、維護(hù)歷史。

（2）提高了數(shù)據(jù)查詢效率。利用掌上電腦集成的RFID讀寫器能準(zhǔn)確識(shí)別檢修設(shè)備，記錄并保存檢修、處缺、巡視等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化的信息管理，提高了數(shù)據(jù)查詢的速度，便于設(shè)備檢修的集中管理。

（3）完善的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。每次檢修能按照作業(yè)計(jì)劃書操作步驟，并建立一次歷史記錄，方便運(yùn)維人員查詢，以后的設(shè)備維護(hù)提供借鑒依據(jù)和原因排查。

（4）減少了誤操作及操作不當(dāng)?shù)目赡埽岣吡藱z修工作的效率,對(duì)電力通信運(yùn)維工作的安全提供了有效的管理方式和保障手段。

4 結(jié)論

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電力通信檢修系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)檢修管理的信息化及數(shù)字化，有利于提高檢修的效率，方便了運(yùn)維人員的查詢，為電力通信運(yùn)維工作的安全提供了有效的管理方式，有助于電網(wǎng)的安全運(yùn)行。