便攜式可視化倒閘操作管理機的研制

徐 衛(wèi)，陳錦翔，張小輝

(1.海安縣供電公司，江蘇 海安 226600；2.南通市供電公司，江蘇 南通 226006；3.如東縣供電公司，江蘇 如東 226400)

隨著地方經濟的快速發(fā)展，變電站的數(shù)量越來越多，倒閘操作也隨之增多，同時，隨著“大運行”模式的推廣應用，尤其是檢修人員參與操作、單人操作，因此對變電倒閘操作安全管理提出了更高的要求。多年來，電力系統(tǒng)在“安規(guī)”、“兩票三制”、防止誤操作、標準化作業(yè)等方面做了大量的管理和培訓工作，在一定程度上提高了變電倒閘操作人員對規(guī)程條文的理解和遵章操作，以及抵制違章的自覺性。

分析近年來的事故案例發(fā)現(xiàn)，部分變電倒閘操作人員對現(xiàn)場危險點分析、危險源辨識和預控還存在不到位的現(xiàn)象，誤操作事故還時有發(fā)生；同時，由于變電站多、操作量大、設備質量良莠不齊、人員素質參差不齊，給倒閘操作的安全可控、能控、在控帶來困難。特別是09版“安規(guī)”提出“運行管理部門防誤操作裝置專責人到現(xiàn)場核實無誤并簽字”的要求，對于幾十個甚至上百個變電站，解鎖批準人很難按要求履職到位。

研制便攜式可視化倒閘操作管理機，可以解決管理者全時段實時對現(xiàn)場倒閘操作、事故處理過程中危險源點進行有效管控的難題；解決單人操作時的遠方監(jiān)護和監(jiān)督的難題；解決常年來防誤解鎖中難以杜絕的不規(guī)范現(xiàn)象，降低相關誤操作事故發(fā)生的幾率；解決新“安規(guī)”要求運行管理部門防誤裝置專責人在防誤解鎖確認執(zhí)行上難以實現(xiàn)的一大難題；同時，還能夠有效地解決解鎖批準人短時間內可以處理幾個變電站解鎖的難題，從而達到縮短操作時間的目的。

1 研制內容

“便攜式可視化倒閘操作管理機”是一個工作在雙工狀態(tài)下的收發(fā)信機(雙頻電路)。包括無線接收機、發(fā)射機、控制模塊、近電報警器及人機界面和電源。

“便攜式可視化倒閘操作管理機”有射頻與邏輯音頻電路兩大部分。其中射頻電路包含從天線到接收機的解調輸出，與發(fā)射的I/Q調制到功率放大器輸出和的電路。邏輯音頻包含從接受解調到接收音頻輸出、發(fā)射話音拾取(送話器電路)到發(fā)射I/Q調制器及邏輯電路部分的中央處理單元、數(shù)字語音處理及各種存儲電路。

印刷電路板的結構分為邏輯系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)、電源系統(tǒng)3個部分。在便攜式可視化倒閘操作管理機中，這3個部分相互配合，在邏輯控制系統(tǒng)的統(tǒng)一指揮下，形成便攜式可視化倒閘操作管理機的各項功能。雙頻電路通常是增加一些DCS1800的電路，但其中相當一部分電路是DCS與WCDMA通道公用的。

“便攜式可視化倒閘操作管理機”的研制包含操作端、鑰匙端、管理端、服務器管理平臺共4個部分。

1.1 操作端

操作端采用高性能的32位工業(yè)級ARM通信處理器，以WindowsMobile6.5嵌入式實時操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺，系統(tǒng)集成了EVDO的3G無線技術、內置藍牙2.1技術、在線維持技術、遙測技術、H.264/MPEG4高度壓縮數(shù)字視頻編解碼技術和VPN安全技術，提供遠程、穩(wěn)定、可靠的無線視頻監(jiān)控與命令授權解析；將通過500萬像素攝像頭采集到的視頻數(shù)據(jù)利用H.264/MPEG4進行數(shù)據(jù)壓縮編碼，通過EVDO網(wǎng)絡與服務器建立流媒體傳輸。

服務器將實時存儲視頻，并轉發(fā)給授權的管理端，實現(xiàn)實時視頻監(jiān)控；操作端收到的鑰匙箱鑰匙通過藍牙方式傳送給鑰匙箱，打開鑰匙箱取出鑰匙，實現(xiàn)可靠的鑰匙箱管理與可視化的倒閘操作。

1.2 鑰匙端

鑰匙端采用高性能的32位工業(yè)級ARM9通信處理器，以WindowsMobile6.5嵌入式實時操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺，系統(tǒng)集成了藍牙2.1技術、32路鑰匙箱控制電路、用于外掛USB閃存盤的USB接口，16 GB容量的T-Flash接口。鑰匙端接收到鑰匙開鎖指令后，通過32路鑰匙箱控制電路打開指定的鑰匙箱，并對當前操作做詳細記錄。

1.3 管理端

管理端基于WindowsMobile6.5嵌入式實時操作系統(tǒng)作為軟件平臺，分操作機倒閘應用軟件與管理機倒閘應用軟件。倒閘應用系統(tǒng)軟件負責傳遞操作人員控制指令信息給服務器部分，與服務器之間建立整個的鑒權流程，確保操作人員數(shù)據(jù)唯一與安全，并對攝像頭采集到的視頻數(shù)據(jù)進行編碼，形成流媒體數(shù)據(jù)傳送給服務器。管理機倒閘應用軟件接收服務器端發(fā)送過來的流媒體數(shù)據(jù)，并對RTP數(shù)據(jù)包進行解碼、回放，還實時地對服務器反饋過來的其他操作端的控制指令信息作出響應。主要包括人機交互界面模塊、視頻編解碼模塊、流媒體數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和流媒體數(shù)據(jù)接收模塊。

1.4 服務器管理平臺

服務器用于整個系統(tǒng)的軟件搭建，轉發(fā)、存儲整個系統(tǒng)的操作日志，管理系統(tǒng)中管理人員與操作人員的權限，操作機制等。服務器包含視頻轉發(fā)服務器，流媒體服務器，Web服務器，MySql服務器，每個服務器負責不同的部分。

視頻轉發(fā)服務器負責音視頻數(shù)據(jù)的高效轉發(fā)。

流媒體服務器負責整個系統(tǒng)的視頻音頻儲存、直播、點播。支持標準的mpeg4/h.264，rtsp流媒體服務。

Web服務器負責提供遠程管理功能，具備手持終端授權管理功能。

MySql服務器為功能強大的數(shù)據(jù)庫服務器，負責文件存儲服務。

2 管理機特點

便攜式可視化倒閘操作管理機主要是為了實現(xiàn)對遠端(或無人職守)站點的實況、數(shù)據(jù)等的異常情況進行實時視頻語音核查，并及時進行有效控制，使整個系統(tǒng)能夠按照預設的方案進行有序的運行。

該管理機的功能特點有以下幾點：

(1) 監(jiān)控操作便攜式通訊/錄像，遠程可視化監(jiān)控；

(2) 操作票的電子信息化；

(3) 第三代視頻監(jiān)控技術-基于移動互聯(lián)網(wǎng)，手機終端，與信息系統(tǒng)相結合的監(jiān)控技術；

(4) 可以在便攜式可視化倒閘操作管理機上進行數(shù)據(jù)維護等信息化操作，隨時隨地的移動辦公；

(5) 安全操作——近電報警。

3 工作流程

3.1 解鎖功能流程

當操作人員需要進行倒閘操作時，通過操作端登錄服務器，經過系統(tǒng)的鑒權認證成功后，輸入變電所的名稱與鑰匙箱編號，進行解鎖命令申請。管理人員通過管理端接收到解鎖申請指令后開啟操作機的3G視頻監(jiān)控，通過視頻與語音確認操作人員身份與鑰匙箱環(huán)境，在合法的情況下，發(fā)送解鎖指令給服務器與操作人員，操作人員通過接收到的解鎖碼，利用藍牙方式開啟鑰匙箱，拿出鑰匙，并在管理人員的視頻監(jiān)控下完成倒閘操作。

3.2 監(jiān)控功能流程

當操作人員對特定環(huán)境下的操作需要管理人員監(jiān)控時，通過視頻監(jiān)控申請命令，與當前在線授權的管理者建立視頻連接，實現(xiàn)管理者對操作者的全程視頻監(jiān)控。

4 “便攜式可視化倒閘操作管理機”功效

(1) 視頻監(jiān)控。管理人員通過管理端實時遠方視頻監(jiān)控現(xiàn)場的操作動態(tài)(包括人員狀態(tài)、操作票執(zhí)行、安全工器具使用、危險源點預控等)，杜絕違章操作、隨意性解鎖等現(xiàn)象，防止誤操作事故的發(fā)生。

(2) 操作信息的傳輸與存儲。包括視頻、圖像、錄音，對現(xiàn)場操作、許可、搶修、事故處理等情況進行實時存儲，便于歷史查詢、分析、研究。

(3) 語音式近電報警，通過不同電壓等級安全距離的倍量化報警，能夠有效防止操作人員誤入帶電間隔。

(4) 移動對講，以便隨時隨地進行聯(lián)絡溝通。

(5) 功能多、體積小、便于攜帶、便于使用，能進一步簡化操作人員操作時所攜帶的工具等。

5 結論

便攜式可視化倒閘操作管理機靈活、方便、易操作。集現(xiàn)今“三網(wǎng)”信息軟件集成技術的長處于一體，多功能合一，輕巧靈活，是一件非常方便、易掌握，具有可轉移性的實用型新裝置。

根據(jù)該管理機目前試用中的情況，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運維費偏高，建議下一步研究如何通過使用內網(wǎng)光纖加無線路由的方式來降低運維費用，從而使該項目得以更好的運用和推廣。