電網建設云平臺研究綜述與實踐

杜亮　王琨　郭靖

摘 要：隨著電網建設規模的日益增大，應用信息化手段和智慧終端管理電網建設現場的“人、機、料、法、環”等作業關鍵要素，已經成為行業發展的共識。云平臺作為近幾年“大云物移智”技術的新興產物，成為數據存儲、集成、整合、分析與展現的載體，本研究立足電網建設云平臺技術，通過梳理對云平臺的相關研究，總結對云平臺研究的現狀和不足，并通過對云平臺在電網建設現場實際應用的介紹來為電網建設云平臺的推廣應用提供借鑒與參考。

關鍵詞：電網建設；云平臺；數據；信息化；智能化

中圖分類號：TM734 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）35-0048-03

Abstract： With the increasing scale of power grid construction， the application of information technology and smart terminal management of power grid construction site "people， machines， materials， law， environment" and other key operating elements has become the consensus of the industry development. Cloud platform， as a product of "big bada， cloud computing， Internet of Things （IoT）， mobile Internet， and artificial intelligence" technology emerging in recent years， has become the carrier of data storage， integration， incorporation， analysis and presentation. This research is based on the technology of building cloud platform in power grid， and through dealing with the related research of cloud platform， summarizes the status and deficiencies of cloud platform research. Through the introduction of the actual application of cloud platform in power grid construction site， it is intended to provide reference for the promotion and application of cloud platform in power grid construction.

Keywords： power grid construction； cloud platform； data； informatization； intelligence

前言

隨著信息技術的發展和建筑行業對工程現場管理要求的逐漸提升，工程現場不同程度地實施了一些信息化系統，這對建筑工地管理水平的提升具有很大幫助。但是，在建筑工地信息化過程中，可以發現目前大多數信息系統是孤立的，形成很多信息孤島。數據格式缺乏統一標準，信息化管理流程缺乏統一規范。在信息的收集、共享與利用平臺、手段方面與國外還有明顯的差距，有些數據存在重復輸入、數據信息落后無法真實反映實際信息等現象，信息數據封閉導致信息的流通性差，這些都是信息化數據管理中缺乏統一的標準的具體體現，已經成為信息化管理在建筑工程中發展的主要障礙。

云平臺技術的出現為用戶提供了一種數據存儲、集成、整合、分析與展現的新方式，解決了信息數據共享與應用的難題，其以大容量、安全性、穩定性和便捷性等優勢在電力、建筑、教育等多個行業進行了應用。本研究將電網建設云平臺作為研究重點，著重介紹云平臺在電力行業的實踐應用，希望為行業發展提供相關借鑒和參考。

1 云平臺研究綜述

本研究以萬方數據庫和CNKI數據庫為數據來源支撐，通過檢索查詢云平臺研究應用相關研究論文，總結概括在云平臺具體應用中具有的共同特征，通過分析研究現階段應用中具有的局限性和不足，給出解決方向和建議。本研究查詢到在近5年的時間里，兩大文獻檢索平臺上共出現建設管理云平臺為關鍵搜索字段的相關的文獻50余篇，與電網云平臺相關的文章僅7篇，筆者將就這7篇文章展開分析。

賀文在其文章《智慧工地云平臺研究》[1]中重點研究智慧工地云平臺的組成部分，包括將現場各子系統的數據集成在云平臺上，助力城市智慧化建設，實現政府、企業和市民三方的數據互通與聯動。王薇、韓彩紅在其文章《智慧工地云平臺的架構》[2]重點介紹云平臺的技術架構及主要功能，從數據應用角度對云平臺的作用展開分析，并分析了使用云平臺后所帶來的經濟、安全、環保和科技效益。許洪強在其文章《調控云架構及應用展望》[3]提出依托云計算、大數據等先進IT技術構建生產控制云（簡稱調控云），形成“資源虛擬化、數據標準化、應用服務化”的調控技術支撐體系，該體系能夠提升多級調控系統協同處置能力、信息化支撐能力及全局資源共享能力，全面保障電網安全優質運行和調度管理精益高效運轉。盧有飛在其文章《時空大數據云平臺支撐智能電網建設》[4]中就云平臺的構成及其在電網運行狀態中發揮的功能進行了研究，重點是電網運檢階段的監督管理。黃漢華在其文章《基于云平臺的廣西電力省地一體化通信運行管控系統設計》[5]中對廣西電網通信運行管控系統完成了現狀分析，然后從系統管理、應用規模和安全性的相應需求上進行分析，進而完成了省地一體化通信運行管控系統的架構設計。根據需求分析和系統的性能需求，提出應用云平臺架構集中部署省地一體化通信運行管控系統的為建設模式。成了云平臺的架構設計，并應用云數據庫HBASE存儲歷史告警信息，對數據分析的功能進行了設計。最后完成了對經濟效益分析和魯棒性測試。李明、林彬在其文章《基于云平臺的電力工程項目管理系統的設計與實現》[6]中，在電力工程項目管理特點的基礎上設計一個分層的電力工程項目管理系統模型，詳細介紹該模型的功能結構以及基于云計算平臺——Google Sites 的系統實現方法。該方法體現了利用云平臺來搭建網絡化的電力工程項目管理系統的便捷性與高效性，為電力工程項目管理的信息化和網絡化建設提供了一種新的參考。王有元、蔡雅楠等在文章《基于云平臺的變電站設備智能診斷系統》[7]中研究了一種基于云平臺的變電站設備智能診斷系統，該系統由智能傳感器、診斷云平臺和變電站中心控制站組成，充分利用云平臺資源，并行分析狀態數據，提高故障診斷的可靠性。

綜合上述文獻研究可以發現，目前的研究皆在充分了解云平臺相關技術的基礎上，對云平臺在相關領域的應用做出了研究介紹，并對其應用前景展開了相關描述，但對云平臺在電網建設過程中的研究幾乎處于空白。在實際的管理過程中，電網建設階段因其涉及眾多人、機、料、法、環等關鍵要素，成為安全管理的重點和難點所在。探討云平臺在電網建設過程中的應用，對電網建設過程的安全、質量、進度管理等都具有非常實際的現實意義。

2 電網建設云平臺應用實踐

在電網建設云平臺與工程現場實際應用的結合中，新疆信息產業有限責任結合2018年基建十二項配套措施要求，充分利用人員管理系統和視頻監控系統的數據資源，開發基于“云”端應用的智慧基建信息云平臺，全力打造電力基建輸變電工程項目現場管控信息全方位展示平臺，實現了整個建設工程現場生態圈的信息交互、資源共享和應用系統集成，讓輸變電施工現場管理更信息化、智能化，為電網建設云平臺的應用推廣提供了參考。

2.1 系統構成

電網建設云平臺系統的數據交互示意圖如圖1所示，其中電網建設云平臺和大屏展示系統屬于數據展現端，現場系統和硬件控制系統屬于數據處理端，GPS定位設備、視頻監控設備和人員車輛閘機屬于數據采集端。

2.2 系統功能及應用效果

（1）實時視頻監控管理，現場數據全面監管

設置在工程現場的視頻監控系統實時傳輸現場畫面至云平臺系統，項目管理人員可實現對現場施工狀態的實時監管和歷史視頻數據信息的調取查看。視頻監控攝像頭可對現場不文明施工或違章行為進行抓拍和預警，最大程度減少了現場違章問題的出現。通過對現場各視頻布置點位上傳的數據信息的監管和查看，項目部管理人員可同時掌控不同施工現場的安全、質量、進度情況，實現快速溝通、信息共享、作業流程管理等功能。此外，通過單兵監控的語音對講功能，管理人員可快速了解現場問題并進行及時溝通和解決。

（2）完善分包隊伍管理模塊，加強準入管理

分包隊伍管理模塊可實現企業信息管理和企業人員管理兩部分功能。在云平臺系統中對分包隊伍進行智慧監管，可以縱向構建從企業資質審核到企業人員管理的監管鏈，進一步加強分包隊伍的準入管理。

（3）人臉識別技術融入，強化關鍵人員全過程管控

將人臉識別技術融入視頻監控攝像頭和人員閘機設備中，實現工程現場關鍵人員的智能化實時監測與預警。通過人臉識別認證可實現關鍵人進出場記錄，查看施工現場同進同出人員、到崗到位人員身份信息，智能識別關鍵人員現場違章行為，人員管控精細化程度進一步加深。

（4）人車工器具全要素管理，科學監管各要素安全狀態

在人車工器具管理模塊可實現關鍵人信息管理、人員數據分析、車輛數據分析、人員定位管理和工器具管理。目前已經實現作業人數統計、作業車輛統計、關鍵人信息錄入的功能；人員定位管理已實現人員的實時定位、歷史定位和人員軌跡管理。將人員管理系統、視頻監控系統、機具監管系統等子系統統一集成到電網建設云平臺上進行管理，用科學可視化手段監管人的不安全行為和物的不安全狀態，實現對人員、車輛、機具等管理要素的智能化管控。

（5）現場施工可視化管理，數據信息全方位呈現

現場施工管理模塊可實現施工制度管理、計劃管理、兩票管理、開工管理、過程管理、關鍵階段作業管理、風險作業登記管理和違章整改管理的功能。

該功能模塊的開發將現場施工全過程管理進行統一分析及量化呈現，用豐富可視化的數據模型清晰展現施工過程各管理維度的數據信息，加強了施工過程數據的互通互聯，在過程管理精益化的同時提升了管理的便捷度。

（6）創新數據統計模式，推動管理方式升級

數據統計分析的開發為同期建設現場的分析決策提供統一的運行環境、高效的分析計算能力、便捷的數據查詢訪問服務、清晰的數據資源服務目錄、靈活的數據分析挖掘，改變了過去分析型應用數據按需要人工錄入和數據反復抽取、冗余存儲的局面，以“數據為中心”支撐數據分析應用，實現了“搬數據”向“搬計算”的轉變，推動業務創新，推進公司信息化建設邁上新臺階。

全方位的實時統計工程現場數據，包括在建工程數量、關鍵人姓名及本月到崗次數、單個標段關鍵人員匹配度、到崗率、修改次數統計等，對全疆所有工程進行數據分析，針對性的解決各個不同現場所出現的問題。

（7）GPS定位跟蹤，人員位置全景展現

通過全景展示技術將全疆變電站地理位置信息融入云平臺系統中，在地圖中可查看每個標段工程下的工程現場圖。應用GPS衛星行為技術，與人員身份信息進行綁定，可實現關鍵人定位軌跡的可視化展現，可查看單個人或是多個人的軌跡路線，并與視頻進行聯動，展現相關人員現場施工畫面。

3 前景展望

綜合以上研究，目前電網建設云平臺的發展階段大致分為三個階段：

第一階段為起步階段，這一階段主要利用剛出現的數字化信息技術進行簡單應用，如人員車輛的出場統計，異常的告警等。

第二階段為現階段，局部智能化，集成化較低。一方面由于大數據、云計算、物聯網、移動互聯網技術以及AI技術的發展，已經為智慧工地云平臺發展奠定了一定的物質基礎。這些領域已經以工程優化管理為目的，圍繞著工程設計和施工等環節中涉及的“人、機、物、料、環”進行了應用。由于各個技術發展的客觀水平限制以及管理理念和集成化技術的限制等諸多因素，應用還達不到理想中的全智能化水平。

第三階段為全智能化階段，也是電網建設云平臺發展的主要方向。在該階段工程智能化水平進一步提升、各工程項目信息數據達到互通互聯、協同交互，以實現整體工程的全局化、自動化、智能化管控。

參考文獻：

[1]賀雯.智慧工地云平臺研究[J].科技展望，2017（21）：12.

[2]王薇，韓彩紅.智慧工地云平臺的構架[J].建設科技，2017（14）：99-100.

[3]許洪強.調控云架構及應用展望[J].電網技術，2017，41（10）：3104-3111.

[4]盧有飛.時空大數據云平臺支撐智能電網建設[J].中國電力企業管理，2018（13）：76-77.

[5]黃漢華.基于云平臺的廣西電力省地一體化通信運行管控系統設計[D].華北電力大學（北京），2017.

[6]李明，林彬，李作明.基于云平臺的電力工程項目管理系統的設計與實現[J].科技管理研究，2014，34（23）：162-166.

[7]王有元，蔡亞楠，王燦，等.基于云平臺的變電站設備智能診斷系統[J].高電壓技術，2015，41（12）：3895-3901.