基于移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的變電運維軟件設(shè)計與開發(fā)

傅斯雷，鳳 飛

（國網(wǎng)陜西省電力有限公司西咸新區(qū)供電公司，陜西 西咸新區(qū) 712000）

0 引 言

為了提高變電運維管理工作的質(zhì)量和效率，電力企業(yè)須結(jié)合“一站式”的管理服務(wù)，通過創(chuàng)建完善的變電運維軟件體系、結(jié)構(gòu)，幫助工作人員在現(xiàn)場管理活動中做到快速定位與管控，提高變電運維管理水平和效率。

1 移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)背景下變電運維軟件開發(fā)設(shè)計的必要性分析

新時期，在變電運維管理過程中，大部分企業(yè)結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)去中心化管理操作，整合人工智能系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，極大地提高了運維管理水平。同時，當(dāng)前大部分電力企業(yè)在變電運維環(huán)節(jié)結(jié)合“一站式”管理模式，借助豐富多元的管理手段，極大地提高了變電運維管控效率。但是其中還存在信息流通不及時、任務(wù)分配不高效的情況，并且整個系統(tǒng)的運行過于復(fù)雜煩瑣，存在信息量過大，信息規(guī)范、界面未得到有效統(tǒng)一管控的情況，從而導(dǎo)致各單位、各部門以及每一位工作人員在變電運維管理過程無法真正做到信息互動、交流[1]。

為應(yīng)對全新的變電運維管理需求，電力企業(yè)須構(gòu)建功能強大的電力運維軟件體系，在桌面、移動端不斷豐富完善整個軟件系統(tǒng)的功能，結(jié)合豐富多元的操作模式以及人機交互策略，進(jìn)一步提高變電運維管理水平，從而實現(xiàn)信息系統(tǒng)與運維人員之間的有效交流溝通。目前，電力企業(yè)須對現(xiàn)有的變電運維App進(jìn)行高效開發(fā)和打造，根據(jù)變電運維管理的現(xiàn)實需求、設(shè)備運行的實際工況環(huán)境以及對關(guān)鍵參數(shù)的管控標(biāo)準(zhǔn)，對App 的各項功能進(jìn)行更加科學(xué)合理的開發(fā)。同時，結(jié)合運維管理以及人員管控的現(xiàn)實需求，在整個系統(tǒng)終端開放多個端口，銜接多項子功能，從而進(jìn)一步提高變電運維管理水平，真正意義在變電運維管理期間做到對設(shè)備運行、維護(hù)、操作、驗收以及檢修工作的全過程、全時段管理，并提供良好的信息支撐。電力運維結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 電力運維結(jié)構(gòu)

2 移動軟件的設(shè)計

2.1 功能需求分析

電力企業(yè)在對移動軟件進(jìn)行設(shè)計與打造的過程中，須根據(jù)自身的業(yè)務(wù)開展需求對軟件中的各功能、各模塊、各結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷補充、優(yōu)化、革新以及完善。當(dāng)前，電力企業(yè)須根據(jù)過往變電運維人員在工作期間所設(shè)定的工作臺賬、檢修日志、工作操作票以及管理流程，對其中的各項內(nèi)容進(jìn)行分析、評估，對其中的關(guān)鍵業(yè)務(wù)開展模式以及工作量進(jìn)行有效整合，并進(jìn)行深入評價，挖掘其中潛在價值，從而對當(dāng)前智能變電運維工作的業(yè)務(wù)需求做出更加體系化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的描述，以便在后續(xù)對智能變電運維移動App 進(jìn)行設(shè)計打造的環(huán)節(jié)明確其中的功能訴求，完成對各功能模塊的精細(xì)化、定向化開發(fā)與打造[2]。

根據(jù)當(dāng)前智能變電運維App 的功能結(jié)構(gòu)，相關(guān)軟件系統(tǒng)須服務(wù)運維人員開展日常管理工作，如結(jié)合相關(guān)軟件查看各項信息，做到對設(shè)備風(fēng)險問題的快速識別與判斷，結(jié)合App 做到風(fēng)險預(yù)警，構(gòu)建閉環(huán)式的管理鏈條，保證數(shù)字資料以及操作管理實時同步。在整個變電運維主站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，也需設(shè)計各功能模塊，工作人員、技術(shù)人員須簡化整個組裝系統(tǒng)的工作界面，并且優(yōu)化、完善整個交互過程，使基層電力巡檢運維工作更加便捷、高效。因此，在對整個移動軟件系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)設(shè)計的過程中，須結(jié)合多元風(fēng)險預(yù)警、歷史記錄查詢、遠(yuǎn)程系統(tǒng)查詢；銜接電網(wǎng)告警提示、設(shè)備告警提示、設(shè)備缺陷管理、兩票填寫審批、專家現(xiàn)場診斷、任務(wù)情況、分析計劃、任務(wù)跟蹤以及計劃任務(wù)分配等多個方面的管理事項、管理內(nèi)容；從巡視、維護(hù)、驗收、操作等4 個方向構(gòu)建完善的業(yè)務(wù)模塊，完成對相關(guān)業(yè)務(wù)需求量更加科學(xué)合理的編制控制，從而提高變電運維管理水平，以便在后續(xù)對App進(jìn)行設(shè)計開發(fā)的過程中找到對應(yīng)的功能分區(qū)[3]。

2.2 設(shè)計思路

電力企業(yè)結(jié)合移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)打造變電運維軟件系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備一套清晰、直觀的作業(yè)流程，相關(guān)工作人員須對現(xiàn)場的各項運維工作流程、機制、模式有一個更加深入、細(xì)致的認(rèn)知，能夠從運行、維護(hù)、操作、驗收以及檢修等多個領(lǐng)域、多個方向，在移動智能終端場景做好各項操作管控工作。在此期間，技術(shù)人員須做好對系統(tǒng)功能的有效設(shè)定，結(jié)合App 優(yōu)化各種場景、各類服務(wù)、各類作業(yè)，秉承App 與主站系統(tǒng)、中央數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)高效連接的基本理念，結(jié)合去中心化的功能，將各個獨立的移動終端進(jìn)行構(gòu)建，從而在數(shù)據(jù)流通管理過程中做到快速響應(yīng)。基于以上需求，電力企業(yè)須將各功能分區(qū)以及各功能模塊進(jìn)行有效合并、互動，將其有效融入現(xiàn)有的工作程序，并且將各類工作流程進(jìn)行信息化、標(biāo)準(zhǔn)化、自動化展示，從而為運維人員提供“一站式”的服務(wù)支撐。

例如，相關(guān)運維人員可在巡視作業(yè)中通過App系統(tǒng)接收對應(yīng)的工作任務(wù)，查看上級下發(fā)的工作票，以便開展對應(yīng)的工作指導(dǎo)，從而做好巡視前的工作準(zhǔn)備；在巡視中途以及現(xiàn)場管理環(huán)節(jié)，可通過App遠(yuǎn)程系統(tǒng)查看各項關(guān)鍵績效指標(biāo)（Key Performance Indicator，KPI）與設(shè)備運行工況信息，做好現(xiàn)場巡視判斷，從而抓住巡視管理過程中的細(xì)節(jié)；在巡視檢查設(shè)備的過程中，須對設(shè)備的各種隱患問題做出相應(yīng)告警，結(jié)合相關(guān)App 主界面上的自動追溯功能以及物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)所反饋的實時信息，在設(shè)備警示管理過程中做到精確定位、精確管控；在對設(shè)備告警問題進(jìn)行管理期間，可通過App 查看歷史資料、歷史數(shù)據(jù)庫，結(jié)合App 系統(tǒng)中所連接的專家數(shù)據(jù)庫以及人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，整合相關(guān)系統(tǒng)所給予的維修處理建議；在巡視、巡查工作中，快速處理設(shè)備隱患問題，對設(shè)備故障進(jìn)行高效管控；在完成對設(shè)備的處理后，工作人員需要在App 上錄入對應(yīng)的報告以及檢修狀況，生成全新的檢修日志；在巡視任務(wù)結(jié)束后，工作人員需要上傳最后的巡視結(jié)果、設(shè)備狀態(tài)以及整個工作程序，在中央數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中做好有效歸檔、保存。

在對整個系統(tǒng)設(shè)計規(guī)劃管理的過程中，電力企業(yè)須嚴(yán)格參照程序以及工作人員作業(yè)流程來完成對各功能分區(qū)模塊、各類數(shù)據(jù)庫、各軟件系統(tǒng)之間的連接互動，從而提高管理水平[4]。

2.3 軟件架構(gòu)的設(shè)計

做好對軟件架構(gòu)的整體設(shè)計管控具有重要的現(xiàn)實意義。一般情況下，在對軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行開發(fā)、打造的過程中，須依托瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server，B/S）架構(gòu)，同時結(jié)合遠(yuǎn)程管控需求對現(xiàn)有的移動應(yīng)用、遠(yuǎn)程服務(wù)器以及各類軟體系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)、高效的開發(fā)構(gòu)建。但是，在此環(huán)節(jié)，工作人員須明確操作系統(tǒng)的開發(fā)規(guī)范和相關(guān)的通信互聯(lián)管理標(biāo)準(zhǔn)，在移動終端、桌面端能夠?qū)崿F(xiàn)有效互動。

在對整個移動端App 進(jìn)行開發(fā)的過程中，須從以下的管理架構(gòu)層面出發(fā)，做好一體化控制。設(shè)計師須參照用戶端的使用需求，完成對用戶界面（User Interface，UI）更加科學(xué)合理的設(shè)定。UI 界面中包含告警推送、設(shè)備評價、未復(fù)歸信號、巡檢運維、任務(wù)列表、任務(wù)指導(dǎo)、設(shè)備變遷、專家會診以及軌跡查詢等可視化模塊，可為各端口提供準(zhǔn)確的通信服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)、應(yīng)用管理服務(wù)。為保證信息安全，相關(guān)工作人員需要結(jié)合移動互聯(lián)網(wǎng)、虛擬專用網(wǎng)（Virtual Private Network，VPN）進(jìn)入相關(guān)界面和主系統(tǒng)。因此，在對整個軟件架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的過程中，須將各個模塊進(jìn)行重新組織，完成對相關(guān)軟件系統(tǒng)UI 界面的層次化設(shè)計，提高運維管理水平和效率。

3 移動軟件的功能實現(xiàn)

3.1 實時告警

當(dāng)前，在變電運維管理工作中，需要做好對設(shè)備運行狀態(tài)的實時高效檢測、上傳各項數(shù)據(jù)信息以及有效傳遞控制相關(guān)信息資源等工作。運維人員只有了解當(dāng)前設(shè)備的信息狀態(tài)，如故障保護(hù)動作、開關(guān)量，才能大致判斷故障類型，在后續(xù)進(jìn)行設(shè)備運行狀態(tài)檢測過程中找準(zhǔn)方向。因此，整個系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備實時告警的功能，可通過連接信息系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，及時收集整個電力系統(tǒng)設(shè)備體系的各種信息資料，如設(shè)備開關(guān)動作狀態(tài)、設(shè)備異常響動、設(shè)備的溫度數(shù)值、設(shè)備的運行功率、電流、電壓以及多方位的動作數(shù)據(jù)信息，并集成到對應(yīng)的實時告警系統(tǒng)終端頁面，完成對各項數(shù)據(jù)信息的實時高效傳遞。工作人員可通過實時告警功能，查詢各種各樣的數(shù)字資料，以便后續(xù)開展科學(xué)高效的預(yù)警管控，做到追根溯源分析，提高運維管理水平和效率，最終提升整個變電運維業(yè)務(wù)的態(tài)勢感知能力和風(fēng)險防控管理能力[5]。

告警模塊包含2 類信息，一類是電網(wǎng)系統(tǒng)、人工智能系統(tǒng)、專家數(shù)據(jù)庫所傳遞的風(fēng)險警告，如事故跳閘、保護(hù)動作以及開關(guān)量未恢復(fù)的信號；而另一類則是設(shè)備的風(fēng)險隱患信息，主要來自設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測評估，并由監(jiān)控主站系統(tǒng)、運維管理系統(tǒng)推送到對應(yīng)的移動軟件平臺，而相關(guān)信息是經(jīng)過人工智能數(shù)據(jù)系統(tǒng)，通過大數(shù)據(jù)算法進(jìn)行分類過濾后所展現(xiàn)出的資料。這些信息具備重要的參考價值，能夠?qū)Ξ?dāng)前設(shè)備的臨界運行狀態(tài)進(jìn)行有效分析識別，從而指導(dǎo)相關(guān)工作人員開展定向化管理。同時，可以通過人工智能分析，給出對應(yīng)的故障處理指導(dǎo)方案、建議，幫助運維人員在短時間內(nèi)完成故障診斷處理。因此，整個實時告警系統(tǒng)能夠在變電運維管理過程中幫助工作人員快速找到工作信息，恢復(fù)整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，從而提高系統(tǒng)的綜合運行水平。

3.2 任務(wù)管控

在開展巡檢工作期間，需要由大數(shù)據(jù)中心推送相應(yīng)的任務(wù)數(shù)據(jù)，構(gòu)建任務(wù)列表，工作人員可在任務(wù)列表中查看當(dāng)前待完成任務(wù)，從而開展后續(xù)巡檢作業(yè)。在此過程中，企業(yè)須構(gòu)建全過程管控模式，優(yōu)化巡檢管理體系，并且在巡檢期間做好對各項資源的實時高效展示及協(xié)調(diào)使用。例如，相關(guān)后臺人員可通過對應(yīng)的任務(wù)管控模塊，分析當(dāng)前值班運維人員的數(shù)量、工作量以及當(dāng)前各類巡檢設(shè)備，如車輛、工具的使用狀況，從而科學(xué)合理分配對應(yīng)的巡檢任務(wù)。在整個系統(tǒng)中須集成對應(yīng)的巡檢資源調(diào)度管理功能，根據(jù)當(dāng)前巡檢任務(wù)以及當(dāng)前電力企業(yè)的資源分配完成對各項作業(yè)任務(wù)更加科學(xué)、高效的管控，從而提高資源的綜合利用水平。

在此期間，通過移動終端的各項傳感器設(shè)備，如全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）設(shè)備，顯示整個資源的空間布局狀況，并且結(jié)合射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)，對各模塊、各倉庫的工具進(jìn)行有效收集整理，從而在后續(xù)進(jìn)行工作分配、資源調(diào)度的過程中提高工作效率。在相關(guān)管控模塊中，包含預(yù)估分析、工作狀態(tài)分析2大功能，如對相關(guān)工作人員的接單時間、巡檢時間、檢修時間以及完成任務(wù)時間進(jìn)行高效記錄。同時，可以通過定位每一臺移動智能終端設(shè)備，顯示當(dāng)前運維人員、巡檢人員的位置狀態(tài)，從而對部分臨時任務(wù)進(jìn)行科學(xué)合理的分配，提高工作管理水平。在任務(wù)管理模塊結(jié)合對應(yīng)的管理控制系統(tǒng)，能夠真正意義上做到“一站式”服務(wù)，以便后臺管理人員能夠在整個運維管理工作中做到對資源的宏觀協(xié)調(diào)控制，減少資源浪費，提高變電運維管理水平。

4 結(jié) 論

借助移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以開發(fā)出全新的運維系統(tǒng)。電力企業(yè)以及相關(guān)工作人員須完成對整個軟件系統(tǒng)功能模塊的開發(fā)、構(gòu)建依舊打造，盡可能將實體資源與軟件資源進(jìn)行有效互動，提高變電運維管理水平和效率。