史洪云 王時春 余永瑞 歐進永

摘 要：從購置、驗收、試驗、保管、使用、報廢全流程出發(fā)，分析電力工器具管理過程中的功能需求以及數(shù)據(jù)格式，然后設(shè)計開發(fā)電力工器具管理系統(tǒng)，并利用二維碼技術(shù)實現(xiàn)電力工器具流轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)獲取和過程記錄，保障了電力工器具的安全使用和高效管理。

關(guān)鍵詞：電力工器具;全流程管理;二維碼

0? ? 引言

電力工器具是維系電網(wǎng)安全的重要支撐，安全工器具（如絕緣手套、絕緣靴、驗電棒及各種檢測儀器）更是關(guān)系到電力檢修人員的生命安全，因此，加強電力工器具的管理至關(guān)重要。目前，電力工器具的管理現(xiàn)狀普遍落后，缺乏較為系統(tǒng)的制度流程和系統(tǒng)工具作為支撐，工器具的使用和預(yù)防性試驗等記錄以人工登記為主，紙質(zhì)資料積壓，查閱難度大[1]。

針對上述現(xiàn)狀，本文先從電力工器具的購置、驗收、預(yù)防性試驗、保管、使用、報廢全過程的角度，分析電力工器具管理的軟件功能需求和數(shù)據(jù)模型，然后基于此設(shè)計開發(fā)電力工器具管理系統(tǒng)，并基于二維碼技術(shù)實現(xiàn)工器具流程數(shù)據(jù)的記錄。

1? ? 電力工器具全過程管理分析

電力工器具的管理一般包括招采購置、到貨驗收、預(yù)防性試驗、入庫保管、使用與歸還、報廢等環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)的關(guān)系及數(shù)據(jù)模型如圖1所示。

在招采購置環(huán)節(jié)，對工器具的最遲到貨時間、到貨地點以及產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)等提出要求并錄入系統(tǒng)。此外，應(yīng)實現(xiàn)與招采等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入，在到貨驗收階段可以進行參數(shù)比對。

在到貨驗收階段，必須對工器具進行嚴(yán)格的查驗。通過調(diào)用技術(shù)參數(shù)等與實物進行逐項對比，建立入庫臺賬，并將臺賬數(shù)據(jù)與二維碼進行關(guān)聯(lián)。

定期對工器具進行預(yù)防性試驗是為了保證工具的使用安全。在建立工器具入庫臺賬時，需要錄入工器具的預(yù)防性試驗周期，定時對工器具進行試驗;工器具的使用記錄數(shù)據(jù)也要作為預(yù)防性試驗的依據(jù)。

在使用和歸還階段，支持工器具入庫狀態(tài)、借出和歸還信息的查詢，做到使用和保管責(zé)任可追溯。

在使用階段出現(xiàn)損壞，或者在預(yù)防性試驗階段出現(xiàn)不符合繼續(xù)使用標(biāo)準(zhǔn)的情況，應(yīng)及時對工器具進行報廢處理，并保留臺賬和使用過程信息。

2? ? 二維碼及電力工器具臺賬數(shù)據(jù)編碼

2.1? ? 二維碼技術(shù)原理

二維碼是利用若干個與二進制數(shù)據(jù)相對應(yīng)的幾何圖形記錄數(shù)據(jù)信息。通過圖形輸入或光電掃描設(shè)備識讀進行信息處理。

目前技術(shù)最為成熟的是QR Code二維碼，其生成過程一般包括數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)編碼、糾錯編碼、構(gòu)造數(shù)據(jù)信息、構(gòu)造矩陣、掩膜以及生成格式和版本信息。數(shù)據(jù)分析主要是選擇編碼的字符類型和糾錯等級。數(shù)據(jù)編碼是將數(shù)據(jù)字符轉(zhuǎn)換為位流，構(gòu)成碼字序列。糾錯編碼是將碼字序列分塊，根據(jù)糾錯等級和分塊的碼字，產(chǎn)生糾錯碼字。構(gòu)造數(shù)據(jù)信息是將序列按次序分塊。構(gòu)造矩陣是將探測圖形、分隔符、定位圖形、校正圖形等填充到二維碼矩陣區(qū)域中。掩膜是使二維碼圖形中的深色和淺色區(qū)域最優(yōu)分布。最后生成格式和版本信息并放入相應(yīng)區(qū)域內(nèi)[2]。

2.2? ? 電力工器具臺賬數(shù)據(jù)編碼

QR Code二維碼除版本、格式信息、數(shù)據(jù)和容錯密鑰等固有信息外，還可以承載約2 kb數(shù)據(jù)信息，傳輸能力有限，因此需要對數(shù)據(jù)進行信息編碼、分包、解碼和合并處理[3]。

本文的電力工器具臺賬數(shù)據(jù)由消息頭和消息體兩個部分組成。消息頭包括安全驗證、傳輸請求、傳輸內(nèi)容、邏輯控制和差錯校驗等信息;消息體即電力工器具臺站交換數(shù)據(jù)，支持用戶自定義結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

此外，為了保證數(shù)據(jù)安全，本文還對數(shù)據(jù)進行了加密。由于非對稱加密算法的加解密速度比對稱加密慢[4]，本文所述系統(tǒng)采用AES對稱加密算法對數(shù)據(jù)進行加密，并根據(jù)數(shù)據(jù)的重要程度合理選擇密鑰的長度，以保證加密的安全性需求。

3? ? 電力工器具管理系統(tǒng)軟硬件設(shè)計

3.1? ? 電力工器具管理系統(tǒng)硬件設(shè)計

為了兼顧數(shù)據(jù)安全及使用便捷，電力工器具管理系統(tǒng)硬件分為互聯(lián)網(wǎng)側(cè)和內(nèi)網(wǎng)側(cè)，前者由防火墻、交換機、移動端組成，后者由二維碼掃描儀和管理員主機組成?；ヂ?lián)網(wǎng)側(cè)通過掃描電力工器具攜帶的二維碼進行權(quán)限驗證，獲取脫敏數(shù)據(jù)。內(nèi)網(wǎng)側(cè)為管理員提供臺賬和使用過程數(shù)據(jù)管理。電力工器具管理系統(tǒng)的硬件如圖2所示。

3.2? ? 電力工器具管理系統(tǒng)軟件設(shè)計

電力工器具管理系統(tǒng)有系統(tǒng)登錄、主界面、工器具信息、工器具借取記錄、倉庫記錄、預(yù)防性試驗記錄、數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)查詢導(dǎo)出、系統(tǒng)設(shè)置等功能。軟件功能如圖3所示。

系統(tǒng)登錄模塊提供用戶登錄和權(quán)限校驗，內(nèi)網(wǎng)用戶可以查看工器具詳細信息，互聯(lián)網(wǎng)用戶只能查看脫敏數(shù)據(jù)，管理員可以錄入和修改數(shù)據(jù)。工器具信息管理提供工器具臺賬數(shù)據(jù)錄入和修改等功能。工器具借取記錄提供借用和歸還功能。倉庫記錄提供倉庫保存工器具情況的登記和查詢。工器具預(yù)防性試驗記錄管理提供工器具試驗數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)同步實現(xiàn)與招采等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入和推送。數(shù)據(jù)查詢導(dǎo)出實現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的條件查詢和Excel導(dǎo)出。系統(tǒng)設(shè)置提供用戶自定義配置功能。

電力工器具管理系統(tǒng)最重要的功能模塊是工器具的借取記錄管理，其軟件流程如圖4所示。

4? ? 結(jié)語

根據(jù)電力工器具全過程管理的制度流程進行系統(tǒng)分析、設(shè)計與實現(xiàn)，并利用二維碼進行各個流程間的數(shù)據(jù)交換，可以有效提升電力工器具的管理水平，保證電力工器具管理的各環(huán)節(jié)準(zhǔn)確、清晰，減輕管理人員的工作壓力，保障電力工器具的安全使用。另外，良好的工器具管理制度能夠為系統(tǒng)開發(fā)和運維提供重要的依據(jù)和需求指導(dǎo)，而高效、易用、功能全面的電力工器具管理系統(tǒng)又可以反過來輔助管理制度的推行和完善。

[參考文獻]

[1] 于春輝，鄭義斌，翟晨龍，等.二維碼技術(shù)在工器具管理中的應(yīng)用[J].山東電力技術(shù)，2019，46（3）：77-80.

[2] 朱珺，關(guān)廣東.基于二維碼的跨域信息安全交換系統(tǒng)設(shè)計[J].電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗，2021，39（3）：19-23.

[3] 張維進，紀(jì)萍，聶萬慶，等.二維碼技術(shù)在油田電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].上海電氣技術(shù)，2020，13（4）：26-28.

[4] 楊月媛，陳弘，白冰峰，等.基于二維碼技術(shù)的工器具預(yù)防性試驗信息管理[J].數(shù)字通信世界，2021（1）：147-148.

收稿日期：2021-07-29

作者簡介：史洪云（1980—），男，貴州畢節(jié)人，高級工程師，研究方向：輸電線路運維。