基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統在新鄉配網中的應用分析

侯博文

（河南省電力公司新鄉供電公司，河南 新鄉 453000）

隨著中國經濟的高速發展，電力已經深入到經濟發展的方方面面，成為不可或缺的一種資源，一旦在社會生產中出現停電事故，便會造成巨大的經濟損失，在這種情況下，保證配電網的安全運行就顯得格外重要。即便如此，在配電過程中，由于種種原因，也難免會出現一些異常情況，這就需要配電搶修能夠做到快速高效，才能將損失減少到最低。為了防患于未然，配電網的日常巡線工作也是非常重要的。

供電公司日常的一個重要工作就是配電工作，而配電搶修和巡線管理工作又是配電工作中最重要的工作內容，該工作大部分是在戶外進行的，在工作的同時需要攜帶大量的紙質圖紙以供戶外查詢。隨著城市建設的快速發展，配電網絡日益龐大復雜，僅僅依靠紙質圖紙來進行配電工作的弊病已經日顯突出，如工作效率低、戶外精確定位困難、后續工作處理耗時耗力等。在目前這種情況下，我們經過大量的考察和分析，一致認為基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統能夠很好的解決以上問題，從而大大提高配電搶修和巡線管理的工作效率，繼而節省配電工作的人力、物力、財力。

1 公司配電工作現狀簡介

新鄉供電公司配電服務中心主要承擔新鄉市區10 kV配電線路、配電設備及低壓接戶線的運行、維護、檢修工作。

客戶服務中心主要負責專用客戶業務報裝、勘察等管理工作。

新鄉供電公司集團公司各部門主要負責配電工程施工與大的搶修工作。

1.1 配電工作與變電運行專業和變電檢修專業比較

（1）工作現場分散不集中，且都為室外作業。

（2）工作地點不確定，對搶修人員的道路熟悉程度要求高。

（3）接線方式復雜無標準接線模版，倒閘操作多運行方式變換頻繁。

（4）每一項現場工作各有特點，典型作業少，重復性工作少。

（5）與客戶接觸頻繁，直接關乎優質服務的承諾執行情況。

1.2 現階段工作模式存在的不足

（1）配電專業的資料管理，仍是將資料存放在班組（中心）資料柜內或臺式電腦中，給現場作業人員的及時調閱資料帶來極大的不便。

（2）與95598、調度、中心、用戶聯系仍是電話，獲取的信息再以紙筆方式記錄。此工作模式在度夏等工作高峰期，容易造成記錄的漏記或錯記。

（3）為方便現場作業，搶修人員經常隨車攜帶一本10 kV單線負荷圖（一季度更新一次）或普通的記事本。但紙質資料易損壞、丟失，并且線路接線方式、設備的變更不能得到及時更新。

（4）當故障報修時，現場情況完全依賴95598接線員的電話口述或傳呼短信息。

（5）在事故處理時，設備情況及運行方式完全依賴調度員的電話令。

（6）現場工作的開展完全依賴于作業人員的工作經驗和責任心。

（7）工作票辦理程序落后、繁瑣。

2 與配電自動化的集成

基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統要解決的問題是電力故障、監控調度中心和搶修資源之間的有效配置問題。

2.1 與其它系統之間的信息共享

（1）系統信息的集成

基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統作為配電生產工作管理的一部分，和配電自動化系統、GIS系統、客戶服務中心等系統有十分緊密的聯系，許多基礎數據可以直接取自相關的系統，從而實現資源共享、減少投資的目的。

基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統和其它系統之間的關系，如圖1所示。

圖1 新鄉基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統與其它系統的數據共享

配網故障信息獲取：信息源包括客戶服務系統以及配電自動化系統，電力在搶修實時調度系統與之互連，這樣調度員就能根據它們提供的信息準確獲取故障信息、判斷故障點并盡快做出搶修決策。

（2）故障的定位

其一，是根據客戶服務系統提供的信息人工進行定位；

其二，是利用配電自動化系統的實時監測與報警功能及時獲取故障信息。

（3）制定搶修決策

利用地理數據，以及從配電自動化系統傳過來的電網結構數據、拓撲數據、實時數據，可以在電力搶修實時調度系統將可能出現故障的設備在屏幕上，以高亮度顯示出來，將受影響的區域也以高亮度顯示出來，并統計失電用戶總數。可以從系統中調出與事發現場電路設備一一對應的接線分布圖，查到各種設備的屬性數據和所處位置以及開關的開合狀態，并由此初步確定事故原因及事故處理決策。

（4）搶修車輛實時定位

在搶修決策制定后，控制中心通信服務器以Polling方式立即向所有裝有GPSPDA的搶修車輛發出定位請求，PDA得到請求后，立即將當前搶修車輛的GPS位置和狀態由GPRS網絡發回監控中心。

（5）最優搶修車選擇

系統根據電力故障特點、搶修車配置及二者的距離遠近在全區進行最優搶修車輛搜索。選擇的原則是路線最短、車輛處于空閑狀態及備品備件滿足。然后通過GIS數據庫的網絡分析得到最佳搶修車行車路徑。

（6）搶修進度追蹤

調度中心實時發派搶修工單并利用大屏幕電子地圖對搶修車輛進行監控調度和指揮。對發生異常和故障的車輛實施增援救助和搶修。通過對搶修現場信息的綜合分析,智能化的制定現場搶修決策，完成搶修任務，搶修任務完成后搶修工單被傳回控制中心進行工單歸檔。

2.2 與配電自動化系統的集成

新鄉供電局已經建設有配電自動化系統，因此，基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統必須充分利用現有的配電GIS、配電自動化的資源，與配電自動化有效集成，實現基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統功能。

圖2 新鄉配電自動化系統與基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統的集成

結合新鄉供電局配電自動化系統的結構，設計如下與配電自動化集成在一起的基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統。

3 系統結構

3.1 硬件結構

系統主體結構主要包括搶修車輛（帶PDA）、前置通信服務器、監控中心等部分。系統硬件結構，如圖3所示。

圖3 系統硬件結構

其中，

（1）DAS網絡：指配電自動化系統的網絡，電力搶修實時調度系統從DAS網絡獲取的實時數據。

（2）MIS網絡：指電業局的MIS系統網絡，在電力搶修實時調度系統可以向MIS網絡發布車輛的實時狀況。

（3）GIS數據服務：提供GIS數據和電力設備的屬性數據。

（4）應用服務器：存放車輛調度系統數據存儲及調度應用服務。

3.2 軟件結構

系統軟件結構，如圖4所示，

圖4 系統軟件結構

說明：

搶修車輛的PDA獲取GPS數據后，通過GPRS網絡傳輸給前置機服務器，車輛調度系統訪問前置機服務器獲取車輛GPS數據并在GIS圖上顯示車輛當前的位置；車輛調度系統通過短信或者電話的方式通知搶修車輛執行搶修任務，搶修車輛在搶修的過程中，通過PDA的IE瀏覽器查看缺陷設備情況，處理完畢后，填寫處理情況和缺陷單并提交到車輛搶修中心。

4 系統功能介紹

系統功能模塊主要包括PDA、前置通訊、應用服務、監控工作站等幾大模塊。系統利用分布于實時地理信息上的設備詳細情況、實時運行狀態和設備間的動態拓撲關系來實現對配電網設備的靜態管理、動態管理、運行維護等，并為配電生產管理提供基礎信息。下面以系統的管理功能、PDA功能、前置通訊功能為例，來闡述系統的功能。

4.1 管理功能

（1）搶修管理

PDA用戶通過IE登陸到配電搶修及巡線管理系統主界面并常時在線，當配電搶修中心接到搶修任務時，迅速制訂搶修策略并下發搶修單，然后通過服務器發布到各個PDA用戶，PDA用戶就可以及時看到屬于自己的搶修任務，然后迅速趕往搶修地點，搶修完畢后，通過PDA及時填寫搶修情況并提交到后臺服務器，監控中心就能及時的了解現場的搶修情況，以便做出進一步的處理，從而大大提高了工作效率。

搶修管理流程如圖5所示。

圖5 配電搶修流程

（2）巡線及缺陷管理

首先，配電巡線管理中心人員通過配電巡線管理系統制訂巡線任務，并分配給不同的PDA巡線工作人員；然后，PDA用戶通過IE登陸到配電搶修及巡線管理系統主界面并常時在線，然后登陸到巡線管理子系統，打開巡線管理任務列表并找到自己的巡線任務，之后根據巡線任務的內容進行巡線，巡線完畢，填寫巡線任務單并提交到后臺服務器。巡線及缺陷管理流程如圖6所示。

圖6 巡線及缺陷管理流程

4.2 PDA功能

PDA主要由GPS接收模塊、GPRS模塊、WINDOWS MOBILE操作系統及靈圖導航軟件組成。能與監控中心進行信息與語音的雙向傳輸。

當監控中心下達定位信息召喚命令時，啟動GPS接收模塊接收衛星信號，并將GPS數據通過GPRS模塊發送給前置機服務器。

GPRS模塊用于接收監控中心命令，并將車輛GPS數據上傳至監控中心。當GPRS模塊登陸上GPRS網絡后，其自動連接到前置機服務器，并保持和維護鏈路的連接，隨時監測鏈路的連接情況，一旦發生異常則自動重新建立鏈路。

WINDOWS MOBILE操作系統支持GPS數據獲取程序的運行，GPRS通訊程序的運行以及靈圖導航軟件的運行。靈圖導航軟件可以根據用戶指定的地點，實時導航車輛的運行。

4.3 前置通訊功能

前置機通訊服務器作為各個PDA數據的接收端和提供端，需要在當地電信公司申請一個固定的網絡地址，PDA通過GPRS向這個固定的網絡地址發送數據。

前置機通訊服務器作為Socket服務器，PDA作為Socket客戶端，Socket服務端平時以給定的端口號處于等待連接的狀態。Socket客戶端根據服務端提供的端口號和服務端的網絡IP地址主動連接服務器。當連接成功后，PDA通過GPRS網絡向前置機通訊服務器發送數據，前置機通訊服務器根據PDA提供的通訊協議對數據進行分析，然后保存到內存中供車輛監控系統使用。前置機通訊服務器接收車輛監控系統對PDA下發的數據，然后根據PDA提供的通訊協議把數據打包并通過GPRS網絡發送給PDA。

前置機通訊服務器也作為監控系統的車輛實時數據服務器，前置機通訊服務器作為Socket服務器，車輛監控系統作為Socket客戶端，通過局域網連接。Socket服務端平時以給定的端口號處于等待連接的狀態，Socket客戶端根據服務端提供的端口號和服務端的主機IP地址主動連接服務器，當連接成功后，Socket客戶端就會按照一定的格式向服務端發送數據請求或數據，服務端根據客戶端發送的數據請求給客戶端發送相應的數據或者接收并轉發客戶端發送過來的數據。

前置機通訊服務器還把對PDA的設定數據（如跟蹤設定數據等）保存到數據庫和內存中，數據庫中保存的設定數據供前置機通訊程序初始化讀取用，內存中保存的設定數據供其他的監控系統工作站同步顯示用；前置機通訊服務器還把從PDA接收的報警數據和車輛GPS信息數據及時地保存到數據服務器的數據庫中，作為歷史數據查詢用。

在前置機通訊服務程序采用多線程編程技術，根據監控工作站的數據請求，給各個監控工作站發送數據，Socket連接的建立和斷開都由Socket客戶端決定，前置機通訊服務程序只需響應客戶端的數據請求即可。

前置機服務器還作為搶修和巡線管理系統的WEB服務器，PDA通過IE瀏覽器進入搶修和巡線管理系統，從而進行搶修情況的實時填寫。

4.4 系統優點與可靠的技術支持

（1）系統在國外已有成功使用的案例。

（2）系統使用到了GPS、GPRS、GIS三項成熟的技術，并在國內都已成功商業化運行多年，技術可靠。

（3）系統專業針對性強，與配電自動化系統、95598客服系統聯系緊密，許多基礎數據可以實現資源共享，從而減少設備投資。

（4）系統信息源包括客服務系統及配電自動化系統，通過與調度監控系統相連，調度員及現場人員就能獲取故障信息、判斷故障點并做出搶修決策。

（5）該系統具有GPS全球定位、導航功能，結合95598與配電自動化系統獲取故障設備的地理信息，引導搶修人員以最優方案到達現場。提高搶修人員反應速度，確保優質服務45分鐘到達現場的承諾。此功能還可擴展出：車輛定位、最優搶修車選擇、搶修進度跟蹤、軌跡查詢等管理用途。

（6）該系統是集數據庫、GPS導航、配電調度管理、GPRS無線數據傳輸等功能與一身，功能擴展空間大。

綜上所“PDA實時在線配電搶修及巡線管理系統”對提高配電工作效率、提高配電管理水平、并從根本上優化配電工作模式，對配電工作有著直接促進作用。

5 結束語

基于PDA的實時在線配電搶修及巡線管理系統要解決的問題是電力故障、監控調度中心和搶修資源之間的有效配置問題。在未來投入使用過程中，除了要完善相關硬件及軟件的配置問題，還要注重相關人員的操作使用培訓。

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