智能移動(dòng)終端在變電試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用研究

李程啟，楊　祎，馬　艷，陳玉峰，張永明

（1.國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院，濟(jì)南　250003；2.山東省特高壓輸變電技術(shù)與裝備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（山東電力研究院），濟(jì)南　250003；3.山東中實(shí)易通集團(tuán)有限公司，濟(jì)南　250003）

智能移動(dòng)終端在變電試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用研究

李程啟1，2，楊祎1，2，馬艷1，2，陳玉峰1，2，張永明3

（1.國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院，濟(jì)南250003；
2.山東省特高壓輸變電技術(shù)與裝備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（山東電力研究院），濟(jì)南250003；3.山東中實(shí)易通集團(tuán)有限公司，濟(jì)南250003）

電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，變電設(shè)備的數(shù)量也隨之大大增加，需要的試驗(yàn)量也相應(yīng)加大。但是，由于試驗(yàn)人員的匱乏，導(dǎo)致現(xiàn)有試驗(yàn)人員現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)任務(wù)繁重，試驗(yàn)完成后數(shù)據(jù)不能及時(shí)、準(zhǔn)確地錄入系統(tǒng)，不能滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)完成后即對(duì)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)。為解決這一問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種用于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的移動(dòng)終端，結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，提出了一種試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法，開(kāi)發(fā)了基于移動(dòng)終端的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，提高了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的效率。

智能；移動(dòng)終端；現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

0　引言

隨著近幾年無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)和智能移動(dòng)終端的迅猛發(fā)展，移動(dòng)應(yīng)用技術(shù)正在引爆企業(yè)信息化領(lǐng)域一場(chǎng)新的革命。面對(duì)移動(dòng)應(yīng)用的影響和潛力，全球的企業(yè)正以巨大的熱情投入移動(dòng)應(yīng)用建設(shè)當(dāng)中［1］。移動(dòng)智能終端具備可移動(dòng)、支持GPS定位、射頻識(shí)別等功能，能夠很好地支持電網(wǎng)企業(yè)的精細(xì)化管理和標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。平板電腦、智能手機(jī)、PDA等終端設(shè)備逐漸普及，移動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)開(kāi)始成為電網(wǎng)企業(yè)信息化建設(shè)的趨勢(shì)，并在變電站精益化評(píng)價(jià)、電力線(xiàn)路巡檢、應(yīng)急搶修、營(yíng)銷(xiāo)等方面得到初步應(yīng)用［2-3］。

電網(wǎng)企業(yè)通過(guò)移動(dòng)技術(shù)及應(yīng)用信息化，將特定的業(yè)務(wù)領(lǐng)域應(yīng)用延伸至移動(dòng)終端，打破時(shí)空壁壘，企業(yè)信息化控制能力延伸至生產(chǎn)作業(yè)的所有環(huán)節(jié)，提高生產(chǎn)操作效率。但是，移動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的信息化剛剛起步，存在諸多問(wèn)題，如移動(dòng)應(yīng)用建設(shè)路線(xiàn)不統(tǒng)一，可集成性差；移動(dòng)應(yīng)用功能簡(jiǎn)單，操作復(fù)雜、可擴(kuò)展性和規(guī)范性差；終端管理混亂，數(shù)據(jù)傳輸安全系數(shù)不高，安全防護(hù)和集中管理困難；數(shù)據(jù)傳輸效率低，移動(dòng)業(yè)務(wù)監(jiān)控難等。這些都嚴(yán)重制約了移動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)信息化的發(fā)展［4-6］。

目前，變電設(shè)備試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方式主要為試驗(yàn)完成后將試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄于紙質(zhì)載體上，待回到辦公場(chǎng)所后將其錄入生產(chǎn)管理系統(tǒng)中。此種處理方式存在以下問(wèn)題：

1）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員試驗(yàn)時(shí)可能無(wú)法獲取上次試驗(yàn)初值，當(dāng)此次試驗(yàn)數(shù)據(jù)與上次試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比變化率超標(biāo)時(shí)，試驗(yàn)人員無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)；

2）數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)過(guò)程中容易出錯(cuò)；

3）數(shù)據(jù)錄入不及時(shí)；

4）一線(xiàn)生產(chǎn)人員工作負(fù)擔(dān)重。

隨著移動(dòng)終端及3G通信技術(shù)成熟、4G網(wǎng)絡(luò)的推廣應(yīng)用，為電力現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至數(shù)據(jù)診斷中心并將診斷結(jié)果實(shí)時(shí)傳回試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)提供了條件，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)完成、設(shè)備狀態(tài)診斷結(jié)果現(xiàn)場(chǎng)得知成為可能。

圖1　移動(dòng)終端系統(tǒng)整體架構(gòu)

圖2　移動(dòng)終端框架

1　移動(dòng)終端系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

用于變電試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的移動(dòng)終端系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，主要包括試驗(yàn)儀器與移動(dòng)終端的接口、移動(dòng)終端、移動(dòng)終端與數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理模塊。各個(gè)模塊之間緊密連接，各自發(fā)揮不同的作用。

如圖1所示，在整個(gè)系統(tǒng)中，被測(cè)對(duì)象為各種變電設(shè)備；試驗(yàn)儀器為變電設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)所用的試驗(yàn)儀器，包括介損測(cè)量?jī)x、直阻測(cè)量?jī)x、鐵芯接地電流測(cè)量?jī)x等，實(shí)現(xiàn)變電設(shè)備的電氣化參數(shù)測(cè)量；接口為實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)儀器與移動(dòng)終端物理連接的物理設(shè)備，根據(jù)不同試驗(yàn)儀器的不同接口通過(guò)RS232、RS485、USB等接口直接讀取試驗(yàn)數(shù)據(jù)或者通過(guò)直接人工讀取試驗(yàn)數(shù)據(jù)錄入接口與不同的變壓器現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)儀器連接；移動(dòng)終端包括數(shù)據(jù)接口、移動(dòng)終端本體、數(shù)據(jù)展示和評(píng)價(jià)診斷結(jié)果展示4個(gè)部分，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)儀器數(shù)據(jù)的讀取、解析、數(shù)據(jù)及評(píng)價(jià)結(jié)果展示；數(shù)據(jù)傳輸采用移動(dòng)無(wú)線(xiàn)3G/4G網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)數(shù)據(jù)加密經(jīng)由VPN通道傳輸至安全接入平臺(tái)，進(jìn)而將數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采用現(xiàn)有的設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)。

2　移動(dòng)終端

在移動(dòng)終端系統(tǒng)中，移動(dòng)終端起著承上啟下的作用。移動(dòng)終端框架如圖2所示，本體采用PMP智能移動(dòng)終端，終端配置4核ARM-Corte A9處理器，主頻1.4 GHz；4G，DDR3內(nèi)存；7寸高清IPS液晶數(shù)字屏，支持5點(diǎn)觸摸；支持MicroSD、SIM卡；操作系統(tǒng)為Android操作系統(tǒng)。終端外設(shè)中主要有條形碼激光掃描模塊、超高頻電子標(biāo)簽讀寫(xiě)模塊、紅外讀寫(xiě)模塊、IC卡讀寫(xiě)模塊、視頻模塊、GPS定位模塊、溫度采集模塊、功能擴(kuò)展預(yù)留模塊、變電設(shè)備試驗(yàn)儀器統(tǒng)一采集模塊和滿(mǎn)足電力系統(tǒng)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸要求的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸模塊。

數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)終端讀取不同儀器試驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的讀取和解析，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)從試驗(yàn)儀器中讀取試驗(yàn)數(shù)據(jù)并將其傳送至移動(dòng)終端中；數(shù)據(jù)展示模塊實(shí)現(xiàn)不同試驗(yàn)的數(shù)據(jù)展示，包括試驗(yàn)信息、本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)結(jié)果，試驗(yàn)信息包括設(shè)備名稱(chēng)、設(shè)備ID、試驗(yàn)日期、試驗(yàn)人員、試驗(yàn)儀器和試驗(yàn)天氣等內(nèi)容，試驗(yàn)數(shù)據(jù)即儀器測(cè)得的數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)結(jié)果為設(shè)備經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)之后的評(píng)價(jià)診斷結(jié)果。

3　移動(dòng)終端現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)，將試驗(yàn)儀器與變電設(shè)備連接，試驗(yàn)儀器再通過(guò)各種接口（RS232、RS485、USB）與移動(dòng)終端相連，移動(dòng)終端通過(guò)移動(dòng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連。具體實(shí)施如圖3所示。

圖3　移動(dòng)終端現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行設(shè)備的連接之后，在移動(dòng)終端中打開(kāi)試驗(yàn)?zāi)K，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備新建試驗(yàn)項(xiàng)目，如表1所示。

系統(tǒng)根據(jù)所選設(shè)備自動(dòng)提取出試驗(yàn)信息中的“變電站”、“設(shè)備名稱(chēng)”、“電壓等級(jí)”、“設(shè)備類(lèi)型”和“試驗(yàn)時(shí)間”等信息，“試驗(yàn)性質(zhì)”需要根據(jù)本次試驗(yàn)的性質(zhì)進(jìn)行下拉選擇，“天氣情況”和“試驗(yàn)人員”信息手動(dòng)錄入。試驗(yàn)信息填寫(xiě)完整之后，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)試驗(yàn)信息和設(shè)備名稱(chēng)自動(dòng)篩選此變壓器所能做的試驗(yàn)項(xiàng)目，并且在試驗(yàn)項(xiàng)目中進(jìn)行羅列展示。在試驗(yàn)人員選擇好試驗(yàn)儀器后，點(diǎn)擊數(shù)據(jù)采集列中的“編輯”按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)展示界面，并且系統(tǒng)根據(jù)所選試驗(yàn)儀器自動(dòng)加載對(duì)應(yīng)儀器的數(shù)據(jù)讀取驅(qū)動(dòng)程序，為后續(xù)數(shù)據(jù)的自動(dòng)讀取做準(zhǔn)備?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員根據(jù)實(shí)際需要，可選擇進(jìn)行“歷史數(shù)據(jù)查看”、“設(shè)備診斷”和“數(shù)據(jù)錄入”。

表1　新建試驗(yàn)項(xiàng)目表

4　結(jié)語(yǔ)

基于移動(dòng)終端的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了將變壓器現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)讀取、展示、上傳及接收試驗(yàn)診斷結(jié)果的功能，對(duì)提高設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)診斷的及時(shí)性具有重要意義。移動(dòng)終端直接或間接讀取現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可減輕生產(chǎn)人員的工作負(fù)擔(dān)，提高工作效率，降低了作業(yè)過(guò)程中信息收集和記錄的工作量，實(shí)現(xiàn)“紙質(zhì)”到“電子”的飛躍，解決數(shù)據(jù)記錄不全面、統(tǒng)計(jì)分析困難等影響現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的效果的問(wèn)題。移動(dòng)終端在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中可方便試驗(yàn)人員查看該設(shè)備的歷次試驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)設(shè)備的初步診斷；并且可以根據(jù)歷史試驗(yàn)數(shù)據(jù)判斷本次試驗(yàn)中是否有不當(dāng)之處，避免或減少因試驗(yàn)方法、儀器操作不當(dāng)?shù)仍蛟斐啥卧囼?yàn)返工情況，提高試驗(yàn)成功率。通過(guò)終端直接將數(shù)據(jù)傳輸至生產(chǎn)管理系統(tǒng)進(jìn)而接受設(shè)備評(píng)價(jià)診斷結(jié)果，可提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)錄入的及時(shí)性，達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)完成，數(shù)據(jù)錄入完成，設(shè)備健康狀態(tài)現(xiàn)場(chǎng)得知的目的，有效加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)業(yè)務(wù)的管理和控制，以促進(jìn)安全生產(chǎn)。

［1］劉曉東.電網(wǎng)企業(yè)移動(dòng)應(yīng)用研究［J］.中國(guó)電業(yè)（技術(shù)版），2012 （11）：512-515.

［2］謝榮岳，李軍.基于PDA移動(dòng)作業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］.網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，2005（1）：42-44.

［3］張金玲，黎峰，劉鎮(zhèn)頂.基于PDA的移動(dòng)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化管理系統(tǒng)［J］.計(jì)算機(jī)軟件，2008（7）：1 831-1 833.

［4］呂軍.企業(yè)內(nèi)外網(wǎng)安全接入平臺(tái)建設(shè)［J］.湖南農(nóng)機(jī)：學(xué)術(shù)版，2008（1）：147-148.

［5］郭寶，周馳.電力生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)和終端安全防護(hù)研究［J］.電力信息化，2010（12）：30-35.

［6］馬君，廖建新，朱曉民，等.移動(dòng)終端管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.計(jì)算機(jī)工程，2007（8）：95-98.收稿日期：2015-07-09

Application of Intelligent Mobile Terminal in On-site Tests of Distribution Equipment

LI Chengqi1，2，YANG Yi1，2，MA Yan1，2，CHEN Yufeng1，2，ZHANG Yongming3
（1.State Grid Shandong Electric Power Research Institute，Jinan 250003，China；
2.Shandong Provincial Key Laboratory of UHV Transmission Technology and Equipment（Shandong Electric Power Research Institute），Jinan 250003，China；3.Shandong Zhongshi Yitong Co.，Ltd.，Jinan 250003，China）

At present，with the continuous expansion of the grid size，the amount of distribution equipment also greatly increases and the amount of experimental activities has also increased.However，because of the shortage of test operators，the on-site test task is heavy and the test data can not be put into system in a timely manner which leads to the fact that the equipment can not be evaluated immediately after on-site tests.A mobile terminal for transformer field tests is designed.Combined with the existing equipment status evaluation system，a test data processing method is proposed and test data processing system is developed based on the mobile terminal.The terminal system improves the efficiency of the on-site test.

intelligent；mobile terminal；on-site test

TM711

A

1007-9904（2016）01-0025-03

國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院2015年革新項(xiàng)目KY2015-10

李程啟（1985），男，工程師，從事輸變電設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)工作。