貿(mào)易結(jié)算用電能表現(xiàn)場(chǎng)智能化檢定方法的研究

尹渭 黃鋒 張大維

【摘要】

貿(mào)易結(jié)算用電能表在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行過程中，受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件、產(chǎn)品質(zhì)量、優(yōu)質(zhì)服務(wù)等各方面因素的影響，可能會(huì)發(fā)生用電客戶與電力公司之間的計(jì)量糾紛和訴求需求。

本研究課題的主要內(nèi)容是在原有貿(mào)易結(jié)算用電能表現(xiàn)場(chǎng)檢定服務(wù)的業(yè)務(wù)流程基礎(chǔ)之上，研究一種新型式的現(xiàn)場(chǎng)智能化檢定方法，從技術(shù)層面上確保電能表現(xiàn)場(chǎng)檢定工作的標(biāo)準(zhǔn)化水平，杜絕人為差錯(cuò)，降低工作質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)；以不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互的方式取代人工維護(hù)數(shù)據(jù)的方式，為解決計(jì)量糾紛提供相應(yīng)的技術(shù)依據(jù)。同時(shí)通過信息化手段對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢定電能表的全過程予以取證保存，以更好地處理和應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的客戶服務(wù)訴求事件。最終實(shí)現(xiàn)貿(mào)易結(jié)算用電能表現(xiàn)場(chǎng)檢定工作當(dāng)中的數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)化、操作流程規(guī)范化、增強(qiáng)系統(tǒng)兼容性、減少不必要的人力、物力成本、提高本項(xiàng)工作的自動(dòng)化管理能力。

【關(guān)鍵詞】 智能化管理系統(tǒng) 移動(dòng)終端PDA 電能表現(xiàn)場(chǎng)檢定

1. 概述

電能表的準(zhǔn)確計(jì)量關(guān)系著用電客戶和供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益，保障電能表的計(jì)量準(zhǔn)確性與現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的可靠性有著極其深遠(yuǎn)的社會(huì)意義。因此電能表現(xiàn)場(chǎng)檢定業(yè)務(wù)的科學(xué)開展、檢定數(shù)據(jù)的可靠采集、保存及傳輸在整個(gè)檢定流程中處于最重要的地位。

為了保障在現(xiàn)場(chǎng)工作的檢定人員保質(zhì)保量地完成現(xiàn)場(chǎng)檢定工作、使不同學(xué)歷層次的操作人員均能準(zhǔn)確無誤地按照檢定規(guī)程和操作標(biāo)準(zhǔn)的要求完成電能表現(xiàn)場(chǎng)檢定工作、提高數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確率和安全性，研究一套易于操作且具備數(shù)據(jù)校驗(yàn)功能的客戶電能表現(xiàn)場(chǎng)智能化檢定方法具有相當(dāng)?shù)默F(xiàn)實(shí)意義。

本項(xiàng)目的目的是研究開發(fā)出一款易于操作且具備數(shù)據(jù)校驗(yàn)功能的貿(mào)易結(jié)算用電能表現(xiàn)場(chǎng)智能化檢定專用設(shè)備及其配套使用的智能化管理系統(tǒng)，完成對(duì)電能表的現(xiàn)場(chǎng)檢定工作，以及對(duì)檢定數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、保存、傳輸，生成數(shù)據(jù)報(bào)表、進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，同時(shí)對(duì)檢定過程予以全程取證留存等。

2. 貿(mào)易結(jié)算用電能表現(xiàn)場(chǎng)檢定業(yè)務(wù)的現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的電能表現(xiàn)場(chǎng)檢定工作模式采用人工直接操作電能表現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀出具的數(shù)據(jù)手工記錄。這一操作方式存在以下弊端：

（1）在現(xiàn)場(chǎng)受強(qiáng)光干擾或昏暗的條件下不易辨識(shí)屏幕顯示或鍵盤標(biāo)識(shí)；

（2）輸入被檢電能表屬性時(shí)的便捷性及可視性較差；

（3）存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)類型和數(shù)量不易滿足管理要求；

（4）客戶對(duì)檢定過程或結(jié)果有異議時(shí)缺乏有效的現(xiàn)場(chǎng)證據(jù)。

基于以上弊端，建立一套比較成熟的電能表計(jì)量糾紛智能化診斷方案，將從技術(shù)層面上提升電能表現(xiàn)場(chǎng)檢定工作的標(biāo)準(zhǔn)化水平，杜絕人為差錯(cuò)，降低工作質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)；以不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交換來取代人工維護(hù)數(shù)據(jù)方式，為解決客戶計(jì)量糾紛提供技術(shù)依據(jù)。

3. 硬件平臺(tái)和系統(tǒng)平臺(tái)的選擇

3.1選擇工業(yè)防護(hù)等級(jí)可達(dá)到IP65的硬件平臺(tái)

以工業(yè)防護(hù)等級(jí)為IP65的手持終端作為專用掌機(jī)的硬件平臺(tái)，手持終端具備基本的條碼掃描接口、藍(lán)牙通信接口、紅外通信接口、USB2.0通信接口、語音播放器、時(shí)鐘芯片、大容量的工作電池及透反式日光下可讀彩色大液晶觸摸顯示屏等功能，并且具備高級(jí)的GPS定位功能、大數(shù)據(jù)傳送的3G模塊和Wifi模塊，可用于以后的系統(tǒng)功能擴(kuò)展。其架構(gòu)如下圖所示：

3.2選擇目前市場(chǎng)占有率最大、最易于操作的Android系統(tǒng)

以用戶最為廣泛的Android4.2操作系統(tǒng)作為專用掌機(jī)的系統(tǒng)平臺(tái)：嵌入式Android4.2操作系統(tǒng)具有內(nèi)核小、高度模塊化、功能強(qiáng)大、運(yùn)行穩(wěn)定、系統(tǒng)健壯、運(yùn)行效率高、操作界面友好等特點(diǎn)。且與目前主流Android手機(jī)系統(tǒng)的操作方式完全一致，符合各學(xué)歷層次的操作人員的使用習(xí)慣，簡(jiǎn)單易學(xué)、便于操作。

3.3 總體方案設(shè)計(jì)

電能表現(xiàn)場(chǎng)檢定移動(dòng)智能終端系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱：移動(dòng)智能終端）是專為電能表現(xiàn)場(chǎng)檢定工作開發(fā)的一款智能系統(tǒng)。該系統(tǒng)集電能表現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀無線控制、檢定方案制定保存、誤差數(shù)據(jù)檢測(cè)、內(nèi)存數(shù)據(jù)抄收、檢定過程取證留存等多種功能于一體，同時(shí)滿足檢定管理等各工作環(huán)節(jié)的實(shí)際需求。

主要功能

● 實(shí)時(shí)與檢定平臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行信息數(shù)據(jù)交互，具備檢定任務(wù)下載，檢定數(shù)據(jù)回傳等功能；

● 存儲(chǔ)客戶資料、電能表等各類信息，具備快速查詢功能；

● 實(shí)負(fù)荷數(shù)據(jù)（U/I/P/Q/S等）監(jiān)視與檢測(cè)功能；

● 誤差測(cè)量功能，可對(duì)誤差數(shù)據(jù)進(jìn)行化整，并根據(jù)規(guī)程，自動(dòng)判斷誤差數(shù)據(jù)是否合格；

● 電能表重要數(shù)據(jù)項(xiàng)抄讀功能（如：讀取當(dāng)前有功電能、表號(hào)、電能表時(shí)鐘等）；

● 檢定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢、管理及統(tǒng)計(jì)等功能。

主要特點(diǎn)

● 采用高亮度、高分辨率、大屏幕彩色液晶顯示屏；

● 優(yōu)良的觸屏操作手感，多語言（包含中文）人性化

● 操作界面，靈活的軟件遠(yuǎn)程升級(jí)；

● 集多種現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)功能于一體，如：誤差檢測(cè)、功能檢測(cè)等；

● 工業(yè)級(jí)手持智能設(shè)備，IP65防護(hù)等級(jí)；

● 手持PDA與現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀通過藍(lán)牙通訊，數(shù)據(jù)傳輸方便；

● 藍(lán)牙通訊模塊供電有兩種方式：1）電池供電；2）可取現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀電源供電，不會(huì)出現(xiàn)藍(lán)牙通訊模塊沒電而造成數(shù)據(jù)傳輸失敗；

● 手持PDA與被檢電表通過DLT 645 多功能電能表通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；

● 現(xiàn)場(chǎng)檢定方式有兩種可選：1）定脈沖數(shù)檢定；2）定測(cè)試時(shí)間檢定。

● 可支持多型號(hào)的現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀，

如： PWS1.3、CS2.1等。

基本配置

手持式終端設(shè)備

◆ 系 統(tǒng)

Android 4.2，主頻1.2GHz雙核

◆ 屏幕

5.8寸彩色電容全觸控顯示屏

◆通訊接口

藍(lán)牙、紅外、USB、Wifi、

GPRS、WCDMA（支持通話）

◆通訊規(guī)約

支持DL/T645

◆數(shù)據(jù)采集

電子標(biāo)簽：高頻：13.65MHz，

超高頻：902-928MHz

硬件識(shí)別一維碼及二維碼

◆數(shù)據(jù)安全

內(nèi)置國網(wǎng)指定數(shù)據(jù)加密ESAM芯片及安全模塊

◆ 存 儲(chǔ)

超大存儲(chǔ)容量4GB，可擴(kuò)展到32GB

◆GPS性能

高精度定位、識(shí)別功能

◆電源特性

3500mAH聚合物鋰電池

◆ 其 它

后置800萬像素?cái)z像頭、閃光燈

配套上位機(jī)軟件

具備與營銷系統(tǒng)實(shí)時(shí)交互信息數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電能表、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)等功能；可按客戶要求進(jìn)行開發(fā)升級(jí)

3.4 樣機(jī)圖片

4.掌機(jī)功能研究要點(diǎn)

4.1貿(mào)易結(jié)算用電能表智能化檢定專用掌機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀的藍(lán)牙快速配對(duì)

藍(lán)牙（Bluetooth）是一種低成本、短距離的無線連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，與其他工作在相同頻段的通訊方式相比，藍(lán)牙數(shù)據(jù)包更短、性能更穩(wěn)定，更適合在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境差、干擾強(qiáng)的電力測(cè)量環(huán)境中得到應(yīng)用。

系統(tǒng)由配備藍(lán)牙通訊功能PDA和帶藍(lán)牙無線模塊的現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀組成，PDA實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置和并下發(fā)、數(shù)據(jù)顯示和存儲(chǔ)等功能，并上傳相關(guān)完工數(shù)據(jù)，校驗(yàn)儀通過接入電能表二次回路測(cè)量電流、電壓、功率、相位、頻率并檢測(cè)誤差。同時(shí)PDA通過條碼掃描和紅外通訊功能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)電能表、計(jì)量柜等設(shè)備的信息采集。

當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀正常上電，啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀掌機(jī)程序后，程序會(huì)自動(dòng)搜索附近的藍(lán)牙設(shè)備，并將藍(lán)牙設(shè)備信息匯總顯示，方便操作人員選擇需要連接的現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀設(shè)備，連接成功后程序自動(dòng)記錄本鏈接信息，當(dāng)下次再次連接本線程校驗(yàn)儀時(shí)，如果該現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀在掌機(jī)藍(lán)牙連接范圍內(nèi)，且處于正常工作狀態(tài)，則程序自動(dòng)完成連接，進(jìn)入校驗(yàn)狀態(tài)。

如果藍(lán)牙設(shè)備搜索或連接失敗，程序會(huì)跳出提示框，提醒操作人員檢查設(shè)備，然后再次連接。

4.2現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀數(shù)據(jù)快速、準(zhǔn)備讀取，校表快速、準(zhǔn)確

通過條碼掃描進(jìn)行條碼掃描后，截取客戶電能表表號(hào)，自動(dòng)解析電能表?xiàng)l碼信息，提取出電能表廠家、表號(hào)等信息，并根據(jù)獲得的信息自動(dòng)配置校表參數(shù)。程序自動(dòng)通過藍(lán)牙接口快速讀取現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀數(shù)據(jù)，并將讀取到的結(jié)果轉(zhuǎn)換為圖、表等形式供操作人員判斷。讀取到的電壓、電流及其相位信息會(huì)通過向量圖的方式展現(xiàn)，方便操作人員進(jìn)行錯(cuò)接線等判斷。

為了最大限度的滿足業(yè)務(wù)需求，程序中集成了大量功能，讀取了電能表的多項(xiàng)數(shù)據(jù)，保證校驗(yàn)工作的可擴(kuò)展性，提供的數(shù)據(jù)如下表所示：

手持終端采集的主要數(shù)據(jù)項(xiàng)列表如下表：

字段名 數(shù)據(jù)類型 是否為空

條碼 VARCHAR2（16） N

表號(hào) VARCHAR2（16） N

廠家 VARCHAR2（16） N

電表年份 VARCHAR2（16） N

型號(hào) VARCHAR2（25） N

準(zhǔn)確度 VARCHAR2（16） N

常數(shù) VARCHAR2（20） N

校驗(yàn)儀廠家 VARCHAR2（10） N

校驗(yàn)儀型號(hào) VARCHAR2（50） N

校驗(yàn)儀編號(hào) VARCHAR2（254） N

誤差1 VARCHAR2（10） N

誤差2 VARCHAR2（10） N

平均誤差 VARCHAR2（25） N

誤差結(jié)論 VARCHAR2（10） N

Ua幅度 VARCHAR2（20） N

Ub幅度 VARCHAR2（20） N

Uc幅度 VARCHAR2（20） N

Ua相位 VARCHAR2（20） N

Ub相位 VARCHAR2（20） N

Uc相位 VARCHAR2（20） N

Ia幅度 VARCHAR2（20） N

Ib幅度 VARCHAR2（20） N

Ic幅度 VARCHAR2（20） N

Ia相位 VARCHAR2（20） N

Ib相位 VARCHAR2（20） N

Ic相位 VARCHAR2（20） N

A相有功功率 VARCHAR2（20） N

B相有功功率 VARCHAR2（20） N

C相有功功率 VARCHAR2（20） N

總有功功率 VARCHAR2（20） N

A相無功功率 VARCHAR2（20） N

B相無功功率 VARCHAR2（20） N

C相無功功率 VARCHAR2（20） N

總無功功率 VARCHAR2（20） N

功率因數(shù) VARCHAR2（20） N

頻率 VARCHAR2（20） N

接線方式 VARCHAR2（2） N

校表圈數(shù) VARCHAR2（2） N

額定電流 VARCHAR2（20） N

最大電流 VARCHAR2（20） N

額定電壓 VARCHAR2（20） N

計(jì)量柜條碼 VARCHAR2（254） Y

封印條碼 VARCHAR2（254） Y

電能表時(shí)鐘 VARCHAR2（24） N

數(shù)據(jù)02 VARCHAR2（24） N

數(shù)據(jù)03 VARCHAR2（24） N

數(shù)據(jù)41 VARCHAR2（24） N

數(shù)據(jù)42 VARCHAR2（24） N

數(shù)據(jù)61 VARCHAR2（24） N

數(shù)據(jù)62 VARCHAR2（24） N

數(shù)據(jù)63 VARCHAR2（24） N

數(shù)據(jù)64 VARCHAR2（24） N

數(shù)據(jù)07 VARCHAR2（24） N

數(shù)據(jù)08 VARCHAR2（24） N

校表時(shí)間 VARCHAR2（20） N

檢定員 VARCHAR2（12） N

核驗(yàn)員 VARCHAR2（12） N

4.3 軟件主要界面介紹

PDA硬件定型以后即開始進(jìn)行軟件研發(fā)，軟件開發(fā)過程最長，其中涉及很多計(jì)量方面的專業(yè)知識(shí)，操作人員的使用習(xí)慣等多方面因素。

最終界面如下所示：

（程序主界面界面）

（功能選擇界面）

（參數(shù)設(shè)定界面）

（誤差模擬界面）

（抄表界面）

（電能表外觀檢查界面）

4.4 關(guān)于輸入電源

輸入電源采用總電源單獨(dú)接入的方式，例如，通過現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀的接收端的藍(lán)牙模塊的輸入電源也直接從現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀上取電，而不是采用新加外接電源的方式。這樣做的好處是可以最大限度地提高操作人員的在現(xiàn)場(chǎng)檢定過程中安全性和易于操作性。具體接線方式如下圖所示：

4. 結(jié)束語

基于Android操作系統(tǒng)的手持終端本身具有體積小、攜帶方便、功能強(qiáng)大、操作方式簡(jiǎn)單易用等特點(diǎn)，目前在電信、交通、航海、醫(yī)療、旅游等領(lǐng)域都有其應(yīng)用。本研究課題則是嘗試將其用于電力行業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)檢定業(yè)務(wù)中。在此之前，在國內(nèi)尚無類似的專項(xiàng)研究。

貿(mào)易結(jié)算用電能表智能化檢定方法的研究提供了一種科學(xué)可靠的客戶電能表現(xiàn)場(chǎng)檢定業(yè)務(wù)的操作流程、數(shù)據(jù)安全性高、操作簡(jiǎn)單可靠，適合各類操作人員直接使用。提高了工作效率，達(dá)到了數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)化、操作流程標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范統(tǒng)一、系統(tǒng)兼容性增強(qiáng)、減少人工投入、提高自動(dòng)化管理能力、促進(jìn)科學(xué)管理的目的。項(xiàng)目成果的進(jìn)一步推廣，將從技術(shù)層面上確保電能表檢定服務(wù)工作的標(biāo)準(zhǔn)化水平，杜絕人為差錯(cuò)，降低工作質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)；以不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互來取代人工維護(hù)數(shù)據(jù)方式，將顯著提高檢定服務(wù)的整體工作效能，降低電能表檢定工作長期投入的人、財(cái)、物服務(wù)成本；全面兌現(xiàn)社會(huì)服務(wù)承諾，提升對(duì)用電客戶優(yōu)質(zhì)服務(wù)的水平和形象。

隨著本項(xiàng)目的廣泛應(yīng)用，所產(chǎn)生的巨大的效益空間也可想而知，例如現(xiàn)場(chǎng)檢定規(guī)范性的嚴(yán)格控制會(huì)大大降低用電客戶的訴求。無紙化的操作流程及軟件所具有的差錯(cuò)校核功能都會(huì)為以后的電能表現(xiàn)場(chǎng)檢定工作帶來極大的便利，從而達(dá)到節(jié)約人力、提高工作質(zhì)量的目的。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)化，操作流程規(guī)范化，增強(qiáng)系統(tǒng)兼容性，極大的提高了現(xiàn)場(chǎng)檢定工作的信息化、自動(dòng)化水平。

尹渭（1972-），大學(xué)本科，助理工程師，從事電能計(jì)量檢定技術(shù)及客戶服務(wù)管理工作

黃鋒（1976-），大學(xué)本科，工程師，從事電能計(jì)量檢定管理工作

張大維（1978-），大學(xué)本科，助理工程師，從事電能計(jì)量檢定技術(shù)管理工作