適用于10kV及以上重要用戶的智能e鎖管理技術研究

摘要：對傳統鎖具及管理模式的革新，可促進鎖具的智能化發展和管理模式的精細化發展，成功幫助電網公司實現設備、鎖具和資產的智能化管控和精細化管理，實現了人員開鎖軌跡可查、資產定位、開鎖權限管理、異常報警等功能，加強了電能計量表箱管理水平，有效提升電力設備設施的安全保障水平、企業管理水平及服務質量，促進智能電網的推廣應用。

關鍵詞：智能感知；App；智能e鎖

一、引言

隨著用電信息采集建設的深入開展，電網公司對各類計量資產的精細化管理需求日益提高。傳統機械鎖在資產管理、安全管理和業務管理等方面存在明顯不足，無法滿足計量資產物聯、安全管理要求。目前，電能計量領域已發展多年，已建成覆蓋各類用戶的用電信息采集系統，接入5億智能電表和4000余萬臺各類采集終端，具有設備資產數量龐大、涉及用戶應用場景復雜、可靠性與服務性要求高等特點。然而，在用戶竊電管理、設備安全管理、用戶用電安全、資產精益化管理等方面仍存在管理盲區，用戶的服務水平和事故的響應速度也需要提升。在泛在電力物聯網建設的背景下，在業務管理、服務水平不斷提升的需求下，傳統機械鎖具已無法滿足現有發展需要，亟須向智能化邁進。因此，需要采用一種新技術的智能物聯鎖具管理方案，提升電力設備在安全、資產、業務等方面的不足。該方案需要加強對業務流和信息流的全面感知、實時掌控，以支撐客戶側泛在電力物聯網的底層設備建設。該方案可以成功解決傳統機械鎖在資產管理、安全管理和業務管理等方面存在的不足，實現計量資產物聯、安全管理要求，提升用戶的服務水平和事故響應速度，為電力設備設施的安全保障水平、企業管理水平及服務質量的提升提供有力的支持。

研究與開發智能物聯鎖具，解決傳統機械鎖具無法實時感知開啟狀態、缺乏管控等問題，全面支撐客戶側泛在物聯網建設。

二、現存問題

當前，傳統機械鎖具的管理存在以下問題：開鎖部門過多、缺乏特定開鎖流程、鑰匙管理混亂等。鎖具鑰匙簡易，易于被撬、私自復制；鎖具形態多樣、種類繁多，缺乏統一的鎖具規范，導致運維檢修時需要攜帶多串鑰匙，增加了運維人員的負擔，降低了工作效率。這些問題無形中制約了傳統機械鎖行業的發展。

在智能化運維管理方面，由于鎖具覆蓋的業務場景較多，環境也較為復雜，因此鎖具的形態和種類也很多。在傳統的運維模式下，工作人員需要攜帶大串鑰匙逐一匹配開鎖，這無形中增加了運維的難度。遇到緊急事故時，如果工作人員未帶鑰匙，還需要返回單位領取，既降低運維效率，影響用戶滿意度，又增加了運維成本。

在資產精益化管理方面，主要涉及設備的資產管理。由于鎖具與設備相互獨立，在日常運維過程中未形成統一的業務管理，這造成了電表、計量箱、鎖具的管理脫鉤，設備資產與實際不符的情況無法及時發現。這給日常的客戶服務、運維工作造成了困擾，也無法滿足泛在電力物聯網下業務流與數據流的融合。

在鎖具安全管理方面，傳統機械鎖具管理存在以下幾類問題。一是“萬能鑰匙”模式，一把鑰匙可以開啟多把鎖，一旦發生鑰匙丟失、私自復制等現象，鎖具的安全性無法保障。二是鑰匙數量眾多，管理不便，容易丟失。傳統機械鎖具無法實現雙向認證解鎖，鎖具本身的安全防護能力需要提升。三是部分地區的計量箱采用一次性簽封管理，私自剪斷、剪斷后不裝新簽封的問題也無法及時得知，簽封掛裝隨意，無法對簽封在業務應用中形成精益化管理。

在業務精益化管理方面，傳統的機械鎖具對設備的開啟和關閉情況缺乏有效的監控手段，無法實時掌握操作人員、操作設備和操作時間等相關解鎖信息。傳統鎖具在日常運維過程中無法與巡檢、搶修等業務相結合，也無法為運維調度、客戶服務、用電檢查、抄表管理等業務的開展提供數據支撐，從而增加了業務精益化管理的難度。

因此，為了解決這些問題，需要采用新技術的智能鎖具來提升電力設備在安全、資產、業務等方面的管理。這種智能鎖具可以加強對業務流和信息流的全面感知和實時掌控，以支撐泛在電力物聯網的底層設備建設。

三、系統設計

（一）總體思路

利用藍牙技術和RS485通信技術，實現了監控設備和智能鎖的組合應用。現代技術的應用使得系統后臺人員和App端人員可以查看開鎖軌跡，智能鎖具資產全過程管理，開鎖權限管理和異常報警等功能。這些功能的實現提高了電能計量表箱管理水平，營銷管理水平和服務質量，同時也提高了電力企業的經濟效益，減少了經濟和財產損失，具有重要的現實意義。

（二）App功能實現

通過手機App與鎖具設備綁定，以及鎖具與終端設備的綁定，可以提高終端設備的智能感知水平，實現資產信息復核和鎖具資產全壽命周期管理。手機App可以通過藍牙方式與智能鎖進行通信，實現智能鎖具的開閉鎖、異常告警和記錄查詢等操作，提高智能鎖的信息化管理，方便工作人員進行移動辦公。該App主要包含以下功能：

①開閉鎖。通過App實現智能鎖具的開閉操作，并將開閉鎖時間、操作人員、人像識別、圖片拍照等信息自動記錄并同步至平臺系統，實現了人員開鎖軌跡可查。

②異常告警。當智能鎖具遭到破壞時，異常告警信息通過移動作業終端及時提醒管理人員查看異常告警類型、異常告警位置、異常告警時間等信息，防止竊電事件發生，減少經濟和財產損失。

③記錄查詢。工作人員可以通過記錄查詢實時掌握鎖具開閉記錄、鎖具安裝位置、巡檢記錄等信息，實現了工作人員的遠程移動辦公，方便快捷。

④鎖具管理。工作人員可以通過移動作業終端完成鎖具密鑰安裝、鎖具安裝、鎖具更換、鎖具注銷等操作，實現了對鎖具的管理操作。

⑤我的信息。通過移動作業終端，工作人員可以方便地進行權限申請、申請審核、我的資料、密碼修改、退出登錄等操作，實現了隨時隨地的遠程移動辦公。

（三）主站系統功能實現

主站系統的功能主要包括基礎資料管理、記錄查詢和權限管理等模塊。它為工作人員提供用戶權限、資產管理和巡檢任務等功能，旨在打造兼容不同廠商、不同通信方式的智能鎖具，幫助電網公司實現電能計量資產的閉環管理，提升精細化管控水平。主站系統的主要功能如下：

①基礎資料管理。工作人員可以根據實際需求增加線路、臺區、設備和鎖具等基礎信息，以提升資產精細化管理。

②記錄查詢。通過記錄查詢，可以實時掌控鎖具開閉記錄、鎖具安裝位置和巡檢記錄等信息，實現信息有跡可循，作業過程可視化管理。

③權限管理。系統根據不同職責進行分級授權，讓經過授權的工作人員可以正常合法地使用已授權的功能，實現權限審批和開閉鎖權限的逐級管控。

④臨時權限申請。審批功能主要針對跨片區或大型檢修作業提供開鎖授權申請，方便工作人員跨區域作業。

⑤我的信息。通過主站系統，可以實現鎖具返還與領取、巡檢任務派發與接收等操作，實現業務全方面管理。

四、管理及技術優勢

（一）管理優勢

智能物聯鎖具操作與工單綁定授權，可實現作業安全可控，改變依靠人工監管模式，實現安全分級、按需授權的效果。主站監控可進行鎖具實時監控，暴力開鎖后會產生實時報警信息，有效震懾竊電事件發生。

智能物聯鎖具采用物聯網技術，通過手機或移動作業終端可隨時隨地進行開鎖。鎖具和計量設備實現一對一的綁定關系，每次工作人員對計量設備的巡檢維護，都是對營配數據同步校核的過程，既提高了營配數據的準確性，又降低了成本，提高了工作效率。

智能物聯鎖管理系統在資產管理、安全管理、業務管理等方面提供全面的解決方案，致力于打造兼容不同廠商、不同通信方式的智能鎖具，全覆蓋電力行業應用的智能鎖管理系統。具體優勢如下：

①資產管理：通過鎖具資產錄入、領用、安裝、退舊全生命周期記錄，實現資產精細化管理。

②信息管理：人員、開鎖、時間等信息有跡可循，實現傳統管理向智能化管理轉變。

③安全管理：提升安全管控，從解鎖密鑰、解鎖權限入手。

④業務管理：實現業務全方面管理，包括異常報警、巡檢、臨時權限等業務。

（二）技術優勢

智能物聯鎖具管理總體架構包含應用層、服務層、采集層和設備層四個應用層面，并提供各種形式的服務，為業務應用提供支撐。智能物聯鎖具管理采用微服務架構實現，有利于提升需求響應速度，保證業務的靈活迭代發展和擴展新業務。微服務架構耦合度低，每個微服務可以是獨立的業務，可以獨立部署，單一業務的變化不影響其他業務，解決平臺性能和高可用的同時易于彈性擴展，可以有效應對高并發的業務場景，如圖1所示。

五、鎖的操作流程

運維人員現場作業時，需要判斷鎖具完好性。若鎖具完好，將進入開鎖/閉鎖流程。運維人員首先進行人像識別、照片上傳，然后藍牙連接鎖具。系統驗證該用戶權限，當判斷授權該用戶權限時，進行密鑰校驗一致性判斷。最后，判斷密鑰一致性，此時鎖具打開/關閉，提示開鎖/閉鎖成功。

六、應用前景

針對電網公司在傳統機械鎖應用上存在的難題，該系統已實現智能鎖具開閉鎖、異常告警、記錄鎖具的安裝地理位置等功能，方便派出運維人員日常工作。工作人員通過手機或移動作業終端可隨時隨地進行開鎖/閉鎖。鎖具和計量設備實現一對一的綁定關系，每次工作人員對計量設備的巡檢維護，都是對營配數據同步校核的過程，既提高了數據的準確性，又降低了成本，提高了工作效率。主站監控可進行鎖具實時監控，暴力開鎖后會產生實時報警信息，有效震懾竊電事件發生。在智能物聯鎖具帶來現有價值的同時，利用大數據技術實現更多的業務創新是未來的發展方向。通過對設備、鎖具、人員工作軌跡及電力公司移動作業終端內記錄的信息進行收集、歸納，從安全、工作執行信息等方面進行分析，有效提升了電力設備設施的安全保障水平、企業管理水平及服務質量，促進了電網的智能化發展。

七、效益分析

（一）管理效益

規范電網設施鎖具的安全管理，改變了傳統的線下鎖具管理模式，探索建立規范的鎖具業務應用和鎖具管理模式，提升智能開鎖、故障報警等業務的精益化管理水平。通過對鎖具操作管理的全過程管控，掌握鎖具操作人員、操作時間、鎖具狀態等信息，對異常操作和異常狀態實現“可追溯”管理。

（二）社會效益

智能物聯鎖具的建設，對于提升電力企業服務水平、降低電網運營線損水平，樹立電網資產管理規范形象，提高用電客戶滿意度具有十分重要的意義。通過對電力計量鎖具操作的智能化管理，有效規范了現場作業人員的開閉鎖操作，確保人走鎖閉，樹立良好的企業形象。基于對鎖具操作和狀態記錄的統計分析，可為用電檢查等業務開展提供輔助決策服務，提升電力計量資產的精細化管理水平。

（三）經濟效益

智能物聯鎖具的建設，對提升電力企業服務水平、降低電網運營線損水平，樹立電網資產管理規范形象，提高用電客戶滿意度具有十分重要的意義。通過對電力計量鎖具操作的智能化管理，有效規范了現場作業人員的開閉鎖操作，確保人走鎖閉，樹立良好的企業形象。

八、結束語

智能物聯鎖具不僅帶來了既有價值，而且利用大數據技術實現更多的業務創新是未來的發展方向。本文通過對設備、鎖具、人員工作軌跡以及電力公司移動作業終端內記錄的信息進行收集和歸納，從安全、工作執行信息等方面進行分析，輔助電力公司更好地做出決策。目前，智能e鎖管理系統已實現智能鎖具控制裝置的軟硬件設計、智能鎖具資產全過程管理、地理系統定位，解決了頻繁取還鑰匙的問題。

智能e鎖管理系統實現了人員開鎖軌跡可查、資產定位、開鎖權限管理、異常報警等功能，提高了電能計量表箱管理水平，營銷管理水平和服務質量，同時也提高了電力企業的經濟效益，減少了經濟和財產損失，有著重要的現實意義。

作者單位：金挺超 黃濤 國網浙江省電力有限公司臺州供電公司

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