配電網工程現場管控掌上終端系統總體構架設計

莊良文，潘本仁，張妍 ，桂小智

(1.許昌開普檢測研究院股份有限公司，河南 許昌 461000； 2. 國網江西省電力有限公司電力科學研究院，南昌 330096)

0 引 言

近年來，配電網工程建設任務日益繁重，與輸變電工程相比具有點多、面廣、環境復雜多樣、建設管理隊伍技術素質不高、現場作業隨意性大等突出問題。同時，由于施工工作面廣，管理人員力量配置比嚴重不足，現場安全、質量監督管理要求難以管控，導致現場安全管控難度加大。為提高現場工作管控能力與水平，提升現場工作質量，有必要建設配網工程的終端管控。

目前，終端管控技術已在軌道交通、生產作業、警務安全等領域已取得一定建設成效[1-5]。針對電力建設以及投運中的移動管控研究，文獻[6]探索了一種通過手機APP對配電線路施工質量質檢的新模式，確保配電線路零缺陷投運。文獻[7]對比分析了目前常用的輸電線路在線監測系統的通信方式，利用OFDM調制和LDPC編碼，提出了基于LDPC編碼的OFDM無線專網通信系統，為輸電網的建設提供了重要的通信手段。文獻[8]介紹了一種基于移動平臺的手持式一體化電力數據采集分析裝置，實現了現場側和中心側的數據和資源共享，有效提高了現場運維的專業化和智能化水平，提升了運檢工作效率和設備狀態管控能力。

針對配電網管理建設已取得一定經驗和實際應用[9-12]。文獻[9]針對配電網運維管控的定位與業務需求，提出了配電網運維管控平臺在運檢業務管控督辦、指標評價分析以及綜合信息展現等方面的功能定位。文獻[10]有效整合了某實際配電網的管理系統，將集抄系統、負控系統、GIS和EMS中的數據，并通過Web平臺和可視化潮流平臺進行監控與分析。但上述配網管控多應用有線通信互聯媒介，無線通信終端技術可作為下一步研究方案。

文章主要工作是將配電網工程現場管控技術與無線掌上終端技術相結合，提出其總體構架設計方案。所構建的配網工程管控APP及支撐系統，涵蓋了項目管理、施工前期、施工過程、工程竣工驗收的工程全過程管控，能夠有效提升配網工程的管控水平。

1 總體構架

配網工程管控APP及支撐系統的主要作用是維護項目批次及工程信息，匯總參建隊伍、參建人員、作業計劃及物資信息并形成配網工程信息數據庫，通過移動應用終端采集施工現場信息，采用標準通用的軟硬件平臺(SG-UAP開發平臺[13]、移動開發平臺)，實現施工作業的遠程管控，規范工程施工工序流程，以實時監督現場信息為手段，做到施工現場一目了然，工程進度真實準確，發現問題及時反饋，督促整改，監督施工工藝質量。配網工程管控系統總體架構圖如圖1所示。

圖1 系統總體架構圖Fig.1 Overall architecture diagram of distribution network engineering control system

2 構架遵從

2.1 應用構架

配網工程管控APP及支撐系統的總體功能主要包括配網工程的項目信息管理、參建隊伍管理、節點計劃管理、兩票管理、施工前期管理、施工過程管理、工程完工管理、統計分析、輔助結算、智能預警及配網工程管控APP等功能。應用功能架構如圖2所示。

圖2 應用功能構架圖Fig.2 Architecture diagram of application function

2.2 技術構架

系統遵循 J2EE 技術路線[14]，應用面向服務架構(SOA) 和 Weblogic 中間件，將軟件、平臺、基礎設施整合建立標準體系并提供服務支持，按照數據層、數據集成層、應用層、展現層劃分，以實現多層技術體系架構，通過 Web 服務接口實現與其他系統的集成。技術架構如圖3所示。

圖3 技術功能構架圖Fig.3 Architecture diagram of technology function

2.3 技術路線

系統遵循 Java EE技術體系[15]，采用組件化、動態化的軟件技術，利用一致的可共享的數據模型，通過一體化企業級平臺的應用集成，保證各接口組件能夠協同工作與各層次集成，最終實現數據共享和重用，達到滿足業務需求的目標。技術選型見表1。

表1 系統技術選型Tab.1 System technology selection

3 系統應用層級

配網工程管控APP及主站支撐系統能夠實現省公司-地市-縣三級業主管理人員的應用功能，實現監理及施工人員的應用功能。各角色、層級的主要應用場景如下：

(1)省公司層(業主)

實時掌控全省配電網工程建設進度、建設情況，實現三級穿透管控，及時發現配電網工程建設過程中的問題，監督施工工藝質量，實現施工作業的遠程管控，以實時監督現場信息為手段，做到施工現場一目了然，工程進度真實準確，提升配電網建設水平。

(2)市公司層(業主)

實時掌控本單位及所屬縣的配電網工程建設進度、建設情況，及時發現配電網工程建設過程中的問題，監督施工工藝質量，實現施工作業的遠程管控，以實時監督現場信息為手段，做到施工現場一目了然，工程進度真實準確，輔助工程結算及資料歸檔，同時對參建單位進行評價，建立參建隊伍業績檔案，實現配電網工程的全閉環管理，有效提升配電網建設水平。

(3)縣公司層(業主)

實時掌控本縣的配電網工程建設進度、建設情況，及時發現配電網工程建設過程中的問題，監督施工工藝質量，實現施工作業的遠程管控，以實時監督現場信息為手段，做到施工現場一目了然，工程進度真實準確，輔助工程結算及資料歸檔，同時對參建單位進行評價，建立參建隊伍業績檔案，實現配電網工程的全閉環管理，提升配電網建設水平。

(4)監理人員

實現施工“月、周、日”計劃審核，以現場檢查為核心，全過程記錄作業內容、時間和監理人員到位情況，提高監理到位情況，嚴控施工逃避監管，實時上傳現場信息。

(5)施工人員

實現施工“月、周、日”計劃管理，以現場檢查為核心，全過程記錄作業內容、時間和工程施工人員到位情況，規范工程施工工序流程，以實時監督現場信息為手段實現施工作業的遠程管控。

4 移動APP應用功能介紹

移動APP應用針對施工人員、監理人員、業主單位、配網工程管理人員提供了不同角色。并根據不同的角色進行功能及展示方式的實現。考慮到不同施工單位人員手機終端的差異，移動APP支持不同的硬件構架，支持IOS與Android操作系統。

掌上工程管控APP可集成實現功能詳細列于表2。表2中，除了集成“施工前期、物資管理、二維碼掃描識別、安全隱患、知識庫管理”等通用模塊，針對特定需求對象(業主、監理和施工)，不同版本的APP分別集成了與之對應的獨立功能。

表2 移動終端APP主要功能集成Tab.2 Main function integration of mobile terminal APP

5 部署方案

系統分為內網主站應用系統、APP應用接口服務以及APP應用三個部分，同時將支撐系統的相關數據傳入PMS2.0系統[16]。系統軟硬件配置詳見表3和表4。

表3 數據庫服務器配置表Tab.3 Configuration table of database server

表4 應用服務器配置表Tab.4 Configuration table of application server

5.1 配網工程管控APP(業主內網版)部署架構

業主人員(含省、市、縣管理人員)可使用基于信息內網的配網工程管控APP(業主內網版)應用。該應用以定制終端為載體，通過安全接入平臺通道及統一權限平臺認證，與內網的配網工程APP管控支撐系統應用實現數據接口交互。具體布置圖詳見圖4。

圖4 配網工程管控APP部署架構(業主內網版)Fig.4 Distribution network engineering control APP deployment architecture (owner′sintranet version)

5.2 配網工程管控APP(業主外網版)部署架構

業主人員(含省、市、縣管理人員)也可使用是基于外網的配網工程管控APP(業主外網版)應用。該應用以個人智能手機為載體，通過集成接入安全交互平臺及統一權限平臺認證，與內網的配網工程APP管控支撐系統應用實現數據接口交互。具體布置圖詳見圖5。

圖5 配網工程管控APP部署架構(業主外網版)Fig.5 Distribution network engineering control APP deployment architecture (owner′s external version)

5.3 配網工程管控APP(監理/施工版)部署架構

監理人員、施工人員使用基于信息外網的配網工程管控APP(監理/施工版)應用。該應用以個人智能手機為載體，通過集成接入安全交互平臺，與內網的配網工程APP管控支撐系統應用實現數據接口交互。具體布置圖詳見圖6。

圖6 配網工程管控APP部署架構(監理/施工版)Fig.6 Distribution network engineering control APP deployment architecture (supervision/construction version)

6 結束語

為提高配電網工程現場工作的管控能力，提升現場工作質量，將配電網工程現場管控技術與無線掌上終端技術相結合，提出了配電網工程現場管控掌上終端系統總體構架設計方案。所構建的配網工程管控APP及支撐系統，涵蓋了配電網工程建設的全過程管控，主要從施工安全和作業質量兩個方面有效提升配網工程的管控水平。

(1)從安全施工角度，通過配網工程管控APP，可實時掌控配網工程現場的施工作業企業和人員是否具備資質、施工作業是否符合安全規程，及時發現在配網工程施工現場的安全隱患，有效避免安全事故的發生；

(2)從作業質量角度，通過配網工程管控APP的現場拍照功能可有效對配網工程進行監視，可以確保配網工程建設符合標準化建設要求。