基于數字化技術的電力安全工器具管理系統的研發

詹濱瑜，李 鵬，王廷武

（廣東電網有限責任公司深圳供電局有限公司計量管理所，廣東 深圳 518100）

隨著能源數字化轉型和新型電力系統建設的推進[1]，電網企業的安全工器具數字化管理工具研究的應用前景非常廣闊。用數字化技術取代傳統人工對安全工器具的管理，提升安全工器具的數字化管理能力，推動供電企業計量管理數字化轉型和智能化發展。

1 系統設計和技術路線

擬采用引進射頻標簽識別技術，配套開發本地化管理軟件，研制一套安全工器具數字化管理工具，實現領用、歸還、盤點等業務環節的數字化、精益化，同時具備溫濕度等環境信息實時監控，試驗周期到期自動提醒等功能。其架構主要包括基礎設施層、信息資源層、支持平臺層、應用系統層和數字化綜合平臺層。

1.1 數字化管理技術說明

1.1.1 系統架構與組成

安全工器具管理工具采用圖形用戶界面，有操作提示和操作指導功能，大多數任務使用鼠標即可操作完成，同時任務間切換應快速、簡單。顯示的信息根據要求可以是數字或圖片，所有的指令、出錯信息顯示在屏幕上。功能鍵的定義在系統保持一致。

系統總體設計思路主要考慮系統的擴展性、柔性，在業務擴展或業務改變的情況下減少系統的修改。

采用多層架構設計，將界面操作層、業務邏輯層、數據實體和訪問層分別實現。

在界面層中將顯示界面和業務處理（驗證、校驗等）分離，實現界面今后更改的要求。

將業務流、單據流單獨作為功能實現，在設計業務流時，采用4W1H 的設計思想配合設計業務流程，實現業務流和單據流的操作，便于業務的擴展。

將系統的信息節點采用配置的方式實現。

基于數字化技術的電力安全工器具管理系統主要包括基礎設施層、信息資源層、支持平臺層、應用系統層和數字化綜合平臺層，其系統架構如圖1所示。

圖1 系統架構圖

接口設計包括Web service 技術交換和中間數據庫交換。

Web service 技術交換：Web Service 的主要目標是跨平臺的可互操作性，為了達到這一目標，Web Service 完全基于XML（可擴展標記語言）、XSD（XML Schema）等獨立于平臺、獨立于軟件供應商的標準，是創建可互操作的、分布式應用程序的新平臺。采用該方式可以由外部系統提供接口服務，管理系統通過調用接口服務將數據傳遞給外部系統，由外部系統自行存儲和處理；同時管理系統通過調用接口服務實現外部數據的獲取，獲取到的數據在管理工具內部實現處理和存儲。

中間數據庫交換：此方式采用一臺PC 機安裝數據庫，所有要交換的數據都通過此數據庫中的表進行交換。外部需要的數據，管理工具以視圖的方式提供，管理工具需要的數據由外部系統主動導入或者管理工具提供對應功能，由用戶手工操作導入。對各個系統來說，這種交換方式編程簡單，容易實現。

1.1.2 系統說明

基于數字化技術與高頻無感式高速識別技術的電力安全工器具管理系統，采用數字化、智能化的方式，實現領出、歸還、盤點、監控檢驗和保養日期、預警預判等，無須人工處理，工作效率大大提升；實時了解工器具資產的狀態；快速進行資產盤點，盤點電子標簽300 個以上，最快只需5 s，無誤讀、無漏讀；滿足各種業務、流程的管理要求，具有智能提醒、數據統計、實時記錄等功能；工器具借出超時或超出使用期限，及時語音提示報警。

基礎設施層：使用庫房管理基礎硬件，實現辦公、資產身份信息采集、數據存儲和網絡通信。

信息資源層：基礎層獲取相關數據，分類到相應的數據庫中，以便形成數字化處理。

支撐平臺層：設計應用組件和配置各類工具，支撐應用層實現相關權限管理、運行日志、身份認證等功能；設計部分使用工具，以便實現數據支撐。

應用系統層：包含相關業務接口、基礎設備服務、設備監控系統和設備控制、數據采集等。資產身份綁定采用高頻無感式電子標簽進行身份信息錄入，可實現電力安全工器具從唯一身份信息錄入到出入庫、盤點，再到報廢等業務流程操作，使業務流程形成數字化。

數字化綜合平臺層：設計數字化管理工具，形成資產數字化管理操作平臺，再衍生成各類型資產數字化管理平臺，實現電力公司全部資產數字化管理[2]。

1.2 環境監控數字化

環境監控系統通過智能設備采集所有庫房內的溫度、濕度、空氣質量（PM2.5、PM10、TVOC、CO2以及甲醛值）、煙霧探測、漏水狀態、人員侵入等數據，并通過自動模式控制空調、恒濕凈化一體機、空氣消毒凈化機等智能設備，達到調節溫濕度、空氣凈化、消防監測的目的，實現了安全工器具管理庫房內空氣質量的智能管理，保護工器具資產本身安全和從業人員的身體健康，如圖2 所示。

圖2 環境監控數字化架構圖

1.3 門禁信息數字化

門禁系統與資產管理系統配合，完成自動出入庫的門禁管理。通過門禁系統實現對安全工器具庫房出入和資產出入庫等的管理，門禁數字化架構如圖3 所示。

圖3 門禁信息數字化架構圖

采用刷卡/指紋的方式開鎖，自動驗證身份權限、自動記錄進出記錄、自動綁定任務信息，向上層服務提供數據管理。

1.4 數字化大屏展示

通過電力安全工器具管理系統整合處理后的數據，結合大屏可視化軟件，形成數字化大屏展示界面內容，使安全工器具管理更加清晰、智能、簡潔。同時，使操作人員一目了然知曉資產出入庫、庫存和任務信息等內容，方便及時應對各種情況，數字化大屏展示界面如圖4 所示[3-6]。

圖4 數字化大屏展示界面效果圖

2 系統應用擴展與價值

2.1 系統應用擴展

基于高頻無感式高速識別技術[7]的電力安全工器具管理系統可接入供電公司各個系統平臺，實現安全工器具的全生命周期管理，支撐決策；無縫支持施工類工器具、備品備件資產和檔案的管理。如圖5 所示。

圖5 系統業務擴展圖

2.2 系統應用價值

管理能力上，采用數字化技術，提升安全工器具資產的管理能力，可實時了解工器具的狀態，減少管理成本。

通過本項目實際開展的成功經驗和推廣成果，制定安全工器具的數字化管理規范。

3 系統應用價值

本研究應用后，將明顯提高安全工器具的領出、歸還、盤點和校驗保養監督等效率以及標準化管理程度，減少作業時間，降低管理成本，杜絕安全隱患。

采用數字化手段，提高工作效率，實時了解工器具狀態，便于追溯；滿足各種業務、流程的管理要求，具有智能提醒、數據統計、實時記錄等；工器具借出超時或使用期限，系統及時預警預判，管理更加安全高效。

4 結束語

通過基于數字化管理的電力安全工器具數字化管理工具研究，替換傳統人工管理與作業方式，采用數字化相關技術，規范和優化安全工器具的領出、歸還、盤點、到期試驗等業務，提升電力企業對安全工器具的數字化管理能力，后續還可升級，支持普通工器具、備品備件等高效、精益化的全生命周期管理。