基于信息化平臺的配網故障搶修資源智能調度

周 靜，龐臘成，葉衛華，李富鵬

（1.國網電力科學研究院，北京 100220；2.國網智能電網研究院，北京 100220；3.江蘇省電力公司，江蘇 215000）

1 引言

故障搶修是供電企業為用電客戶提供的核心服務之一。供電公司現有的配網自動化和信息化系統更多關注于電網運行狀態和生產業務的靜態管理，而一旦故障發生后，搶修過程中對搶修資源的專業化管理較為簡單。本文通過對搶修資源調度中的關鍵技術研究，對配網搶修資源實現準確定位與實時監控，使得搶修指揮人員可以在最短的時間內對搶修資源進行合理的指揮調度，最大限度縮短搶修時間。

2 配網搶修指揮平臺

2011年國家電網生配電156號文[1]中重點提出加強配網搶修指揮平臺建設。根據配網搶修指揮的業務需求，結合技術和業務兩個維度綜合考慮，配網搶修指揮平臺的功能架構圖[2]如圖1所示。

3 搶修資源智能調度研究

為進一步加快故障搶修速度，提高客戶服務的水平，本研究中充分運用通信技術手段，在目前平臺的基礎之上，重點實現搶修資源中的車載系統和移動應用智能調度。

圖1 配網搶修指揮平臺功能架構圖

3.1 車載系統管理

車載系統主要由GPRS通訊模塊、GPS定位模塊、GIS導航模塊、控制模塊及擴展模塊組成[4～8]。

GPS定位模塊用于實時獲取車輛的時空坐標；GPRS通訊模塊實現車輛與搶修指揮中心和搶修人員終端的雙向通信；GIS導航模塊將顯示交通路網地圖、搶修現場的位置及預設的最優行駛路徑等；控制模塊協調各模塊工作，接受操作人員的輸入命令，包括向管理中心進行語音呼叫或報警等。

3.1.1 車載系統與指揮中心的通信方式

車載系統通過GPS接收搶修車輛的位置信息，并利用GPRS通道將位置信息發送回車載系統服務器中，搶修指揮平臺從車載服務器中獲取車輛相關信息，使指揮中心相關人員實現對車輛的監控。根據電監會5號令[9]，車載系統服務器部署在電力網外，而搶修指揮平臺服務器部署在電力內網，要完成上述的信息交互過程，需要在電力內外網之間加上安全防護，因此需要在電力網外搭建搶修指揮外網服務器，通過此服務器將平臺所需外網數據接入電力內網。圖2給出了內外網之間的數據通信方式，表1、表2給出了數據接口描述。

圖2 車載系統通信系統部署

3.1.2 車載系統與指揮中心數據庫實現方式

表1 車輛系統接口

表2 現場視頻接口

假設車輛定位信息采集頻率是10s，數據量估算為：

每輛車每天記錄：1輛車（24×60×60s/10s/次）＝8 640條記錄；200輛車每天記錄：172.8萬條記錄；200輛車每秒寫數據庫次數：200/10=20次。可見車輛位置信息的存儲數據量非常大，讀寫數據庫非常頻繁，因此本論文采用如圖3所示技術方式實現。

圖3 車載系統技術實現方式

由于數據存儲頻繁，為避免對數據庫操作造成壓力，將數據庫緩存，然后批量存儲操作，數據緩存可選用開源的mapcache框架實現。

3.2 移動作業管理

隨著SG186工程業務應用的不斷深化以及現代化信息技術的不斷發展，電力現場移動作業愈加成為國家電網公司各級單位的建設重點[3]。

移動作業管理是以工作任務信息、設備信息、技術檔案（作業卡/書）信息為基礎，通過應用系統、無線專網、手持終端（PDA），對戶外現場搶修進行統一自動化的協調和管理。移動作業管理使得數據在現場設備及移動終端、控制中心和現場作業人員之間能夠及時有效地流動，推進電網運維工作的效率和準確性。

3.2.1 移動作業終端與指揮中心的通信

移動作業終端裝置支持實時無線通訊、電子操作票、操作錄音、電力GPS導航，實現實時在線通訊，運行、操作、維護語音風險預警，整合了各種資源。搶修指揮中心和移動作業之間的信息可通過多種通信信道直接或間接傳送至搶修指揮中心數據服務器，但必須通過安全平臺，安全平臺設備部署拓撲如圖4所示。

圖4 安全接入平臺設備部署拓撲

移動應用管理系統物理部署從總體上可分為服務端和客戶端兩部分，如圖5所示。

圖5 移動終端管理系統物理部署圖

服務端包括搶修業務應用系統、搶修指揮平臺和數據庫，被部署在內部網絡中。安全接入平臺的一端被部署在移動終端可訪問的公網中，同時另一端處于內網中，與指揮平臺業務系統相連接，安全接入平臺負責平臺應用系統和移動終端之間的通信交互，并在通信層保障安全。

客戶端包括移動電話、PDA和便攜電腦等移動終端，它們可以通過移動專有網絡、無線網絡或現有網絡訪問移動應用服務器。移動應用開發平臺被部署在終端設備上，而移動數據庫用來存儲移動應用所需的數據，也同樣被部署在其中。

移動作業終端與搶修指揮平臺的接口描述如表3和表4所示。

3.2.2 移動作業終端功能

移動作業終端功能包括故障響應管理、電子工單系統、電子操作票系統等。

3.2.3 移動作業終端安全防護

移動終端在數據存儲、傳輸、接入主站系統等環節均需實行安全防護控制。具體功能包括：安全接入防護、移動終端數據加密、服務端身份驗證、設備終端安全性、用戶權限驗證、用戶與移動終端綁定、終端安全狀態評估和終端防外聯措施。

表3 移動作業非業務流程性接口

表4 移動應用業務流程性接口

（1）安全接入防護：移動作業應用通過安全接入平臺實行安全防護，移動終端安裝加密芯片、安全專控軟件，實現移動終端與主站系統之間安全接入；

（2）移動終端數據加密：移動終端利用硬件密碼算法對數據文件、數據庫實行非對稱方式及對稱方式的高強度加密，防止在設備遺失情況下泄密；

（3）服務端身份驗證：在移動終端上安裝數字證書，通過數字證書體系實現對主站身份高強度認證。安全接入平臺對接入的移動終端身份進行高度認證和接入仲裁，確保接入合法性，審計非法接入信息；

（4）移動終端安全性：移動終端通過使用安全客戶端、安全芯片、數字證書實現終端安全加固改造，通過安全接入平臺認證時，實現終端自身安全加固，完成終端安全狀態掃描，關閉不必要端口、進程，實現終端防外聯，防止敏感信息泄露；

（5）用戶權限驗證：用戶在線登錄時，自動獲取主站系統最新的權限信息，驗證登錄用戶訪問權限。訪問權限包括數據下載權限、數據字段訪問權限、任務執行、數據提交權限等；

（6）用戶與移動終端綁定：在主站系統將用戶與移動終端進行綁定，用戶只能在指定的移動終端上登錄移動作業應用；

（7）終端安全狀態評估：通過安全客戶端、安全芯片、數字證書等完成終端安全狀態掃描、評估；

（8）終端防外聯措施：關閉不必要的端口、進程，如藍牙、紅外等。

4 結論

隨著電力公司逐步重視加強配網搶修標準化流程建設，專業化后搶修作業的要求更高，要想提高搶修作業效率，就必須加快現有信息的流轉和交互。本論文重點研究搶修過程中資源的智能調度，搶修指揮平臺結合車載系統和移動應用系統協同工作，實現了指揮中心對電力搶修車輛和搶修人員的實時定位監控、移動通訊、管理和調度。將搶修資源調度信息等在搶修資源管理系統和指揮中心平臺之間雙向傳遞，節省了許多中間環節，有效保障了故障搶修及時到位，可以節省搶修資源調度所耗費的時間，顯著提高電力搶險資源調度的工作效率，整體上提高用電服務水平。

[1]關于推進標準化配網搶修工作的意見.國網生技〔2011〕156號文.

[2]配電生產搶修指揮平臺功能規范.國網生配電〔2012〕82號.

[3]關于印發加快推進城市配電網示范工程建設工作方案的通知.國網生技〔2012〕148號文.

[4]崔巍，王本德，賈文亭.電力搶修監控調度系統中通訊方式[J]. 遼寧工程技術大學學報, 2003,22（5）：643-645.

[5]姜月忠，殷復彬.山東聊城東阿供電公司95598客服與搶修調度指揮系統[J]. 電力勘測設計, 2010,88：66-69.

[6]吳強，滕歡，王凱富.基于GPRS_GPS_GIS的電力搶修實時調度系統構建[J]. 繼電器，2005,33（17）：70-73.

[7]崔巍，王本德.電力搶修監控調度系統及其通信方式的研究[J]. 中國電力,2002,35（12）：60-62.

[8]李富鵬，周靜. GPRS技術在電力系統中的應用[J]. 電子與封裝, 2008,8（7）：39-42.

[9]龐春江，周文昌.供電企業事故搶修調度指揮系統[J]. 電力系統通信,2002,6：51-53.

[10]電力二次系統安全防護規定.電監會5號令.