變電站定位導(dǎo)航方法概述

劉鵬　尹玉娟　魏振　李孟　吳壽山　雷敏　孫昭昌

摘 要：隨著電力系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大，供電公司負(fù)責(zé)變電站數(shù)目與日劇增。憑借記憶變電站地址和駕駛路徑的傳統(tǒng)工作方式效率日益低下。該文總結(jié)了三種基于智能手機(jī)等移動(dòng)終端的變電站定位導(dǎo)航方法，介紹了它們的地址保密策略和定位導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)方式。為避免地址泄密，三種方式未在安裝于移動(dòng)終端的定位導(dǎo)航軟件中存儲(chǔ)變電站地址，而是采用外部輸入或者授權(quán)發(fā)送方式傳送特定地址信息，實(shí)現(xiàn)變電站信息與定位導(dǎo)航裝置的分離，降低泄密風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：變電站 定位導(dǎo)航 智能手機(jī) 移動(dòng)終端 數(shù)據(jù)加密

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）03（b）-0008-02

隨著變電站規(guī)模擴(kuò)大和變電設(shè)備質(zhì)量提高，其檢修周期也相應(yīng)拓寬[1]，工作人員去特定變電站的機(jī)會(huì)減少，特定人員到特定變電站的機(jī)會(huì)可能幾年一次。隨著城市建設(shè)、城鄉(xiāng)改造發(fā)展，城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村交通道路、建筑街景等參考地貌也逐年逐月改變。一方面變電站規(guī)模擴(kuò)大、人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間間隔增加，一方面變電站周邊參考地貌改變，造成工作人員對(duì)變電站地址和行駛路徑不熟悉，影響達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間。商用定位導(dǎo)航設(shè)備已非常成熟，但因變電站關(guān)系國(guó)計(jì)民生，其地址屬國(guó)家保密數(shù)據(jù)，商用定位導(dǎo)航設(shè)備并未存儲(chǔ)變電站信息，無(wú)法直接對(duì)變電站實(shí)現(xiàn)定位導(dǎo)航；同時(shí)高電壓等級(jí)變電站多坐落于荒郊野外，周圍也缺乏必要參考物可用于商業(yè)定位導(dǎo)航設(shè)備中的輔助定位。

如何在地址保密下實(shí)現(xiàn)變電站定位導(dǎo)航考驗(yàn)著電力技術(shù)人員。近年來(lái)工程人員相繼提出了基于二維碼的變電站定位導(dǎo)航方法、基于GIS的巡檢現(xiàn)場(chǎng)手機(jī)定位導(dǎo)航方法以及基于地址服務(wù)器的手機(jī)APP定位導(dǎo)航方法。這幾種變電站定位導(dǎo)航方法均依托目前廣泛應(yīng)用的智能手機(jī)等移動(dòng)終端，該文將對(duì)其進(jìn)行分析介紹。

1 基于二維碼的變電站定位導(dǎo)航方法

廣東電網(wǎng)公司佛山供電局采用了一種基于二維碼的變電站定位導(dǎo)航方法[2]。一個(gè)二維碼可容納多達(dá)1 850大寫(xiě)字母或者270個(gè)數(shù)字，或500漢字等。因此，利用二維碼“存儲(chǔ)”變電站地址信息綽綽有余。制作變電站地址二維碼卡片的基本原理是首先獲得變電站地址的經(jīng)緯度信息，對(duì)變電站的經(jīng)緯度信息轉(zhuǎn)換成固定格式的數(shù)字序列，對(duì)得到的數(shù)字序列按照一定的加密策略完成加密處理，對(duì)加密后的數(shù)字序列生成二維碼并制作成二維碼卡片。

在地址二維碼解碼方面，采用智能手機(jī)或者平板電腦安裝自行開(kāi)發(fā)的定位導(dǎo)航軟件APP程序?qū)崿F(xiàn)。軟件APP設(shè)有二維碼掃描功能，打開(kāi)后可以啟動(dòng)手機(jī)或者平板電腦攝像頭，當(dāng)二維碼卡片靠近其攝像頭后可自行完成二維碼掃碼的信息輸入。軟件APP獲得二維碼提供的變電站地址信息后，自動(dòng)按照預(yù)定的解密策略完成信息解密，從而獲得變電站真正的地址經(jīng)緯度信息。

2 基于GIS的巡檢現(xiàn)場(chǎng)手機(jī)定位導(dǎo)航方式

天津市電力公司提出了一種基于GIS的巡檢現(xiàn)場(chǎng)手機(jī)定位導(dǎo)航方式，利用電網(wǎng)GIS（地理信息系統(tǒng)）系統(tǒng)的變電站坐標(biāo)信息作為地址來(lái)源[3]。整套系統(tǒng)包含四個(gè)組成部分，智能手機(jī)、外網(wǎng)服務(wù)器、內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器和GIS服務(wù)器。手機(jī)終端發(fā)送地址需求到外網(wǎng)服務(wù)器，外網(wǎng)服務(wù)器通過(guò)安全隔離裝置請(qǐng)求信息內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)，GIS系統(tǒng)發(fā)送加密的位置信息到信息內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)安全隔離裝置到達(dá)外網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，巡檢人員通過(guò)刷新按鈕或系統(tǒng)定時(shí)輪詢進(jìn)行數(shù)據(jù)請(qǐng)求，形成任務(wù)信息下發(fā)到移動(dòng)客戶端，手機(jī)端完成對(duì)經(jīng)緯度信息的解密處理，調(diào)用百度或高德地圖完成導(dǎo)航。工作流程中，手機(jī)、內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器、外網(wǎng)服務(wù)器均不存儲(chǔ)任何數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中，通過(guò)數(shù)據(jù)加密保證數(shù)據(jù)的安全。

基于GIS的巡檢現(xiàn)場(chǎng)手機(jī)定位導(dǎo)航方式通過(guò)數(shù)據(jù)加密實(shí)現(xiàn)變電站地址信息在GIS系統(tǒng)、外網(wǎng)服務(wù)器、內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器和手機(jī)終端之間的安全傳遞，實(shí)現(xiàn)地址信息的保密，安全性能較高。不過(guò)，GIS系統(tǒng)地圖更新程序復(fù)雜、造成更新速度慢，地圖陳舊，可能造成傳送的地址信息不準(zhǔn)確，導(dǎo)航信息不準(zhǔn)等問(wèn)題。

3 基于地址服務(wù)器的手機(jī)APP定位導(dǎo)航方式

江蘇省電力公司檢修公司、山東省電力公司青島供電公司則采用了一種基于地址服務(wù)器的手機(jī)APP定位導(dǎo)航方式[4]。該方法與基于GIS的巡檢現(xiàn)場(chǎng)手機(jī)定位導(dǎo)航方式有一定的類似之處。其變電地址來(lái)源于接入互聯(lián)網(wǎng)的地址服務(wù)器。為了保證該敏感數(shù)據(jù)的安全和不被泄露，存入地址服務(wù)器的變電站地址按照一套安全的加密算法對(duì)其進(jìn)行加密處理。基于安全考慮，系統(tǒng)采用的密鑰格式為：約定位數(shù)的公共字符串+手機(jī)唯一設(shè)備標(biāo)識(shí)符。密鑰的構(gòu)成主要分為兩個(gè)部分：（1）約定的位數(shù)的公共字符串。由后臺(tái)管理員設(shè)定的約定位數(shù)的隨機(jī)字符串作為最終密鑰的一部分。（2）手機(jī)唯一設(shè)備標(biāo)識(shí)符。管理員需要提前獲取使用該APP的手機(jī)的設(shè)備標(biāo)識(shí)符，該字符串對(duì)于每臺(tái)手機(jī)而言是唯一的，因此，每臺(tái)手機(jī)對(duì)應(yīng)的最終密鑰就具有唯一性，這樣即使經(jīng)過(guò)加密的數(shù)據(jù)文件被竊取，敏感信息也不會(huì)被大面積的破解和泄露，大大提高了變電站數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)的安全性。

4 基于移動(dòng)終端的定位導(dǎo)航APP程序

獲得變電站地址信息后，后續(xù)的基于智能手機(jī)或平板電腦等移動(dòng)終端的定位導(dǎo)航APP程序設(shè)計(jì)大同小異。近幾年來(lái)智能手機(jī)已相當(dāng)普及，其硬件包含件包含有CPU、GPU、ROM、RAM、FLASH存儲(chǔ)卡、液晶屏、觸摸屏、攝像頭、Wi-Fi無(wú)線連接模塊、3G模塊、GPS模塊及聲音等模塊，類似于個(gè)人電腦，用戶可自行安裝第三方開(kāi)發(fā)的程序，并通過(guò)移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無(wú)限網(wǎng)絡(luò)連接，為手機(jī)應(yīng)用程序的研發(fā)提供了非常好的平臺(tái)和廣闊的發(fā)展空間[5]。基于移動(dòng)智能手機(jī)等移動(dòng)終端的APP程序開(kāi)發(fā)可通過(guò)引用商用的地圖導(dǎo)航API實(shí)現(xiàn)地圖加載、創(chuàng)建地圖容器元素，創(chuàng)建點(diǎn)坐標(biāo)，地圖初始化，創(chuàng)建地圖等功能。

5 結(jié)語(yǔ)

基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能終端的定位導(dǎo)航方法已經(jīng)在當(dāng)前社會(huì)中獲得了廣泛的應(yīng)用，極大方便了人們出行。因變電站關(guān)系國(guó)計(jì)民生，其地址信息屬國(guó)家保密數(shù)據(jù)，商用定位導(dǎo)航軟件或裝置均不能直接實(shí)現(xiàn)精確導(dǎo)航。該文總結(jié)了3種目前常用的基于智能手機(jī)等移動(dòng)終端的變電站定位導(dǎo)航方法，介紹了它們的地址保密策略和定位導(dǎo)航的實(shí)現(xiàn)方式。為避免變電站地址信息泄漏，它們均采用了地址信息與定位導(dǎo)航裝置分離的設(shè)計(jì)方式，外部輸入加密的地址信息，導(dǎo)航裝置解密后獲得當(dāng)前需要定位的變電站地址經(jīng)緯度，從而實(shí)現(xiàn)特定變電站的定位導(dǎo)航。這三種變電站定位導(dǎo)航方法均在保證地址信息不會(huì)泄密的情況下實(shí)現(xiàn)了變電站的定位導(dǎo)航，在當(dāng)前電力系統(tǒng)規(guī)模日益擴(kuò)大、變電站數(shù)目逐年增長(zhǎng)的形勢(shì)下，可輔助電力工作人員巡視實(shí)現(xiàn)目標(biāo)變電站的定位導(dǎo)航，縮短到達(dá)時(shí)間，提高工作效率，具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用意義。

參考文獻(xiàn)

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