偏遠地區(qū)人工抄表的降損管理技術研究

摘 要：臨滄地處云南邊陲，地廣山高，區(qū)內(nèi)用電戶分散，老式電表、智能電表并存。為方便抄表工作、杜絕“估抄、漏抄、不按時抄表”等不負責任行為，臨滄電力引入電子地圖，北斗定位，伸縮式圖像紅外采集儀，抄表打票定位一體化智能抄表終端等技術，建立抄表服務器管理平臺，保證抄表數(shù)據(jù)正確，能真正體現(xiàn)線路線損，從而找出降低線損的方法。

關鍵詞：定位；電子地圖；智能抄表；路徑回放

引言

臨滄地區(qū)地處云南邊陲，地廣山高，區(qū)內(nèi)用電戶分散，老式電表、智能電表并存，只有小部分區(qū)域上了集抄，短時間內(nèi)集抄無法大面積推廣，抄表仍然是以人工為主。

在抄表工作中，發(fā)現(xiàn)存在很多估抄，漏抄，不按抄表路線和例日抄表的情況，導致線損異常波動及電量損失。造成這一情況的原因主要有：第一，很多電表安裝位置過高，抄表人員不借助工具無法采集到電表讀數(shù)。借助梯子等工具攀爬至高處抄表，一是增加了觸電、跌落等安全隱患，二是找不到適合工具時很容易放棄讀數(shù)直接估抄；第二，臨滄地區(qū)陽光強烈，在白天通過紅外方式抄表時，信號受到嚴重干擾，讀取數(shù)據(jù)慢甚至無法正確收到紅外數(shù)據(jù)；第三，區(qū)內(nèi)用戶分散，抄表人員容易對位置偏遠到達困難的零星用戶漏抄和估抄。

為了克服上述困難，電力公司基于抄表行為管控，降低抄表人員勞動強度，引入降損智能抄表系統(tǒng)，集合紅外抄表，抄表定位，圖像無線傳輸，抄表線路回放等技術，進行降損管理及工具研究。

1 系統(tǒng)設計原理

降損智能抄表系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

智能抄表系統(tǒng)由智能抄表終端、伸縮式圖像紅外采集儀和服務器管理平臺組成。

智能抄表終端通過紅外信號的方式采集紅外電表的數(shù)據(jù)，對于不能用紅外方式采集的機械表，保留了手工錄入功能，在采集數(shù)據(jù)的同時記錄抄表地點GIS信息，對抄表點定位。針對安裝位置較高的電表，采用伸縮式圖像紅外采集儀，伸縮式圖像紅外采集儀可延伸至2.5米，加上人的高度一般可以看到4米多的電表圖像，通過WIFI傳輸至抄表終端屏幕顯示。抄表完成后可以通過抄表終端內(nèi)置的3G/4G或USB連線將抄表數(shù)據(jù)傳至服務器管理平臺，管理平臺具有抄表數(shù)據(jù)回溯分析，抄表人員抄表路徑回放等功能，可以查看抄表人員抄表路徑，核實抄表數(shù)據(jù)真實性。

1.1 智能抄表終端

1.1.1 智能抄表終端功能

（1）電表數(shù)據(jù)采集（包括手工錄入機械表表碼與自動采集紅外電表數(shù)據(jù)）。

（2）初次抄表時自動初始化抄表GIS（地理信息系統(tǒng)）庫，將營銷系統(tǒng)導出的數(shù)據(jù)與定位信息形成關聯(lián)，生成包含GIS信息的抄表數(shù)據(jù)庫，在進行抄表數(shù)據(jù)錄入時自動寫入該表的GIS信息，并記錄下抄表時間。

（3）對于安裝在比較偏僻地方的電表，可在建立GIS時對電表的安裝環(huán)境拍照（可以將安裝電表的整體墻面外觀拍下），拍照后照片編號會自動保存到該電表的記錄里，方便日后的查閱導航。

（4）抄完數(shù)據(jù)后，可通過3G或4G網(wǎng)絡把數(shù)據(jù)上傳到服務器，對于海頤新系統(tǒng)沒有無線接口，就可以用數(shù)據(jù)線連接進行數(shù)據(jù)導入。

（5）在智能抄表終端內(nèi)，存在至少兩個抄表數(shù)據(jù)庫，一個是從海頤營銷系統(tǒng)導入的原始數(shù)據(jù)，另一個是智能抄表終端初始化時建立的包含GIS信息的抄表數(shù)據(jù)庫。在進行抄表時，抄表數(shù)據(jù)會同時錄入這兩個數(shù)據(jù)庫。

1.1.2 定位模塊

在定位過程中，我們發(fā)現(xiàn)包括手機在內(nèi)的很多定位終端會發(fā)生無法定位（一般周圍有強干擾源）和漂移問題，定位誤差在幾百米至上千公里，使用一般的智能設備進行定位抄表，將無法得到準確的信息。在H9600智能抄表終端中，采用“北斗+GPS+格拉斯”三合一芯片，增加信號接收的靈敏度，同時采用干擾源屏蔽技術，智能抄表終端的定位芯片遠離CPU等電磁輻射器件，保證定位模塊的穩(wěn)定。

一般的電子地圖都經(jīng)過加密處理或者電子地圖本身不準確，我們根據(jù)人工抄表的特點，自動計算兩次抄表間的距離和時間，修正錯誤的GIS數(shù)據(jù)。若修正后的結果仍存在較大誤差，可以采用就近信息定位。有的電表在樓道或地下室，智能抄表終端無法接收衛(wèi)星信號，可以就近采集附近坐標，比如剛進入樓道前的地理坐標作為引導坐標。

單一GPS定位模式的定位效果和“北斗+GPS+格拉斯”三合一芯片效果比較如圖2、圖3所示。

在抄表時，抄表人員首先打開智能抄表終端，從營銷系統(tǒng)下載數(shù)據(jù)，打開定位系統(tǒng)，通常北斗定位需要兩顆衛(wèi)星以上，GPS定位需要四顆以上才能準確定位。智能抄表終端在48小時內(nèi)沒使用過的區(qū)域開啟后，定位系統(tǒng)需要重新搜尋星歷，冷啟動一般需要3-5分鐘，定位時間長。為了解決這個問題，智能抄表終端內(nèi)設有含流量的手機卡，可采用AGPS網(wǎng)絡輔助定位系統(tǒng)，在15秒內(nèi)完成定位。

1.2 伸縮式圖像紅外采集儀

伸縮式圖像紅外采集儀類似高清照相機，攝像頭裝在絕緣伸縮桿上，具有拍照、紅外數(shù)據(jù)采集和WIFI功能，與智能抄表終端采用WiFi通訊，無需手機卡。

抄表時，打開抄表儀電源，抄表儀會啟動攝像機和WiFi模塊，同時打開智能抄表終端WiFi功能，連接到抄表儀WiFi信號，這時抄表儀采集到的圖像就會自動傳輸?shù)街悄艹斫K端上并顯示出來。如果電表所處的環(huán)境比較暗，可以通過點擊智能抄表終端上APP的背光按鈕，打開抄表儀上的補光燈，為采集清晰的電表數(shù)據(jù)圖片提供有效光源。

伸縮式圖像紅外采集儀結構如圖4所示。

（1）臨滄地區(qū)光照強烈，對紅外抄表有較大干擾。因此紅外通訊模塊設計時，加大紅外發(fā)射功率，采用深色鏡片濾波，減少干擾。（2）抄表儀采用35Kv等線絕緣桿，內(nèi)置5000mAh鋰電池，重量為750g，完全伸展開長度約為2.3m。在完全展開采集電表圖像時，通常會遇到桿子抖動引起的圖像晃動。為了解決這個問題，在伸縮桿上增加支撐的支架，在進行遠距離抄表時可用支架固定位置，支撐距離恰好在鏡頭調焦范圍內(nèi)，如此在遠距離采集電表圖像時可以清晰觀察和拍攝圖像。支架結構如圖5所示。（3）在黑暗處打開背光燈時，背光容易在電表箱表面的鏡片處形成反射光斑，影響視線。所以攝像頭采用傾斜補光，通過攝像頭與背光燈形成一定夾角，使視線域與光斑域隔開一段距離，從而使表碼或銘牌圖像有效區(qū)沒有光斑出現(xiàn)。由于抄表儀使用場合一般都帶電，存在安全隱患，抄表儀采用35Kv絕緣材料作為伸拉桿，并將充電電池置于桿頂，遠離抄表儀手握位置，提高帶電作業(yè)的安全性。

1.3 服務器系統(tǒng)管理平臺

服務器系統(tǒng)管理平臺以Java語言為開發(fā)工具，采用SQLSever數(shù)據(jù)庫存放電表用戶信息及抄表路徑。服務器系統(tǒng)管理平臺主要功能是電表定位信息初始化、用戶信息建檔與管理、抄表人員信息管理、抄表路徑回放、定位。

2 現(xiàn)場測試及效果

2.1 服務器系統(tǒng)管理平臺測試

在電腦上運行系統(tǒng)管理平臺，通過USB連接智能抄表終端進行抄表數(shù)據(jù)上下傳、抄表軌跡回放以及估抄分析等操作，測試結果符合設計預期目標。管理平臺界面如圖6所示和圖7所示。

2.2 智能抄表終端現(xiàn)場抄表測試

在城中村使用智能抄表終端進行現(xiàn)場抄表和定位測試，測試人員現(xiàn)場測試照片如圖8所示。

經(jīng)過現(xiàn)場測試，智能抄表終端紅外抄表功能，定位功能，路徑回放功能都符合設計預期目標。智能抄表終端操作界面截圖如圖9、圖10所示。

2.3 伸縮式圖像紅外采集儀現(xiàn)場抄表測試

與智能抄表終端一起在同一個城中村對伸縮式圖像紅外采集儀進行了現(xiàn)場抄表測試。測試人員現(xiàn)場測試照片如圖11所示。測試過程中，紅外抄表反應靈敏，成功率達到100%。白天測試時，攝像頭拍攝照片可以清晰顯示電表讀數(shù)。采集儀拍到的照片如圖12所示。夜晚測試時，使用補光燈進行電表照片拍攝，由于在設計時攝像頭與補光燈形成了一定的夾角，補光燈沒有在電表讀數(shù)區(qū)域形成光斑影響閱讀。夜晚拍攝照片和智能抄表終端收到采集儀圖像的截圖如圖13和圖14所示。

3 結束語

文章所述降損管理技術完成了服務器系統(tǒng)管理平臺、智能抄表終端、伸縮式圖像紅外采集儀的設計，通過北斗衛(wèi)星定位（BDS）、輔助GPS技術（A-GPS）。通過整套系統(tǒng)的配合，抄表人員從營銷系統(tǒng)下載抄表數(shù)據(jù)，在智能抄表終端完成初始化，再到現(xiàn)場抄表，抄表時系統(tǒng)自動將抄表GIS信息錄入數(shù)據(jù)庫，生成運動軌跡，對人員的抄表時間、順序等進行管控，通過3G網(wǎng)絡傳回《管理系統(tǒng)》服務器，同時將數(shù)據(jù)接回海頤營銷系統(tǒng)，完成整個抄表過程。確保抄表人員一定要到現(xiàn)場抄表，保證了抄表數(shù)據(jù)的準確性和及時性，同時降低勞動強度和安全隱患，有效減少了線損異常波動及電量損失，實現(xiàn)了系統(tǒng)研究目的。

參考文獻

[1]國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會，公安部.電力設備保護條例實施細規(guī)[Z].1999-03-18.

[2]國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局，國家標準化管理委員會.電力安全工作規(guī)程[Z].2011-07-29.

[3]國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會.DL/T645-2007.多功能電能表通信協(xié)議[Z].2007-12-03.

作者簡介：陳棟（1989-），男，湖北黃岡人，助理工程師，本科學歷，主要從事變電運行工作。

華瓊（1975-），女，云南大理人，工程師，本科學歷，主要從事變電運行工作。

施金潤（1979-），男，云南臨滄人，高級工程師，研究生學歷，主要從事企業(yè)管理工作。