基于CIM的設(shè)備臺(tái)帳二維碼標(biāo)識(shí)方法

石文江

（國(guó)網(wǎng)大連供電公司，遼寧 大連 116011）

基于CIM的設(shè)備臺(tái)帳二維碼標(biāo)識(shí)方法

石文江

（國(guó)網(wǎng)大連供電公司，遼寧 大連 116011）

本文通過(guò)設(shè)計(jì)設(shè)備臺(tái)帳CIM類來(lái)規(guī)范設(shè)備臺(tái)帳中的屬性描述，有利于信息的共享，采用URL內(nèi)容樣式的二維碼來(lái)標(biāo)識(shí)設(shè)備臺(tái)帳，有利于提高設(shè)備臺(tái)帳錄入效率和信息的準(zhǔn)確性，減少人工填報(bào)的環(huán)節(jié)，為設(shè)備臺(tái)帳信息的“源端維護(hù)、全局共享”的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

設(shè)備臺(tái)帳；CIM；二維碼；URL；IEC 61970；IEC 61968

電力系統(tǒng)設(shè)備的種類繁多，數(shù)量巨大，設(shè)備臺(tái)帳的標(biāo)識(shí)和信息歸集的工作量大。對(duì)于不同的信息系統(tǒng)，存在設(shè)備臺(tái)帳內(nèi)容相同但字段名稱不同的問(wèn)題，即信息孤島的一種表現(xiàn)，例如調(diào)度管理系統(tǒng)（OMS）中的設(shè)備臺(tái)帳的字段名為：設(shè)備名稱、所屬系統(tǒng)名稱、系統(tǒng)類型、單位名稱、設(shè)備大類、設(shè)備類型、設(shè)備型號(hào)、投運(yùn)日期、是否退役、退役日期、制造廠家、安裝地點(diǎn)、通信規(guī)約、設(shè)備數(shù)量等25個(gè)字段，而資產(chǎn)全壽命管理系統(tǒng)（ERP）中的設(shè)備臺(tái)帳字段名為：資產(chǎn)編碼、資產(chǎn)分類、使用保管單位、資產(chǎn)描述、資產(chǎn)補(bǔ)充描述、數(shù)量、成本中心、保管人、資產(chǎn)使用情況、電壓等級(jí)、資產(chǎn)狀態(tài)、制造商、資產(chǎn)存放（坐落）地址等21個(gè)字段。從設(shè)備臺(tái)帳的信息來(lái)源看存在多環(huán)節(jié)人工重復(fù)錄入所帶來(lái)的人為錯(cuò)誤的和信息不一致的問(wèn)題，其中部分信息來(lái)自裝置本體上的銘牌（如：設(shè)備型號(hào)、制造商）、系統(tǒng)配置（如：通信規(guī)約），另一部分信息來(lái)自裝置與外部的關(guān)聯(lián)（如：?jiǎn)挝幻Q、保管人），還有一部分是資產(chǎn)信息（如：資產(chǎn)編碼）和運(yùn)維信息（如：檢修記錄），這些設(shè)備臺(tái)帳信息往往由多個(gè)部門在不同系統(tǒng)中人工建立和維護(hù)，效率低下，同時(shí)也存在不同系統(tǒng)間同一設(shè)備的臺(tái)帳信息不一致的情況。但隨著IEC 61970和IEC 61968標(biāo)準(zhǔn)的推廣應(yīng)用，CIM已為業(yè)界所熟悉，若電網(wǎng)設(shè)備臺(tái)帳遵循CIM標(biāo)準(zhǔn)，則無(wú)疑將有利于信息的共享和交換，解決信息孤島問(wèn)題[1-5]。另外，二維碼的出現(xiàn)也為電網(wǎng)設(shè)備臺(tái)帳的標(biāo)識(shí)與采集錄入提供了一種高效的技術(shù)手段，盡可能地減少了人工重復(fù)錄入的工作量及人為錯(cuò)誤[6-10]。

1 設(shè)備臺(tái)帳類設(shè)計(jì)

1.1 類圖

采用二維碼描述的設(shè)備臺(tái)帳內(nèi)容宜為設(shè)備投運(yùn)前能夠確定的靜態(tài)內(nèi)容，且易于擴(kuò)充，較多的內(nèi)容可由多張二維碼級(jí)聯(lián)完成標(biāo)識(shí)，可將它們貼于設(shè)備本體或設(shè)備所在屏柜的門背面，以便作為工程驗(yàn)收的必備材料。設(shè)備臺(tái)帳二維碼內(nèi)容包括設(shè)備屬性信息、資產(chǎn)信息和檢修記錄3部分。根據(jù)IEC 61970 CIM14V13和IEC 61968 CIM10V28，本文所設(shè)計(jì)的設(shè)備臺(tái)帳類（equipment account）繼承于 Core核心包中的Equipment設(shè)備類，同時(shí)與Core包中的PSRType電力系統(tǒng)資源類型類和Company公司類、Out Tage停運(yùn)包中的Clerance Tag標(biāo)簽類、IEC 61968 CIM中的Asset資產(chǎn)類進(jìn)行關(guān)聯(lián)，關(guān)聯(lián)的形式是多對(duì)一，既多個(gè) Equipment Account類實(shí)例關(guān)聯(lián)一個(gè) Asset、Clearance Tag、PSR Type、Company類實(shí)例。具體類圖設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 EquipmentAccount類圖

1.2 Equipment Account屬性及實(shí)例化方法

Equipment Account的固有屬性有8個(gè)：工程編號(hào)（serial Number）、安裝日期（installation Date）、設(shè)備型號(hào)（category）、設(shè)備子類（PSR Type）、運(yùn)維單位（ business Unit Name）、 檢 修 內(nèi) 容 （ work Description）、檢修開(kāi)始時(shí)間（work Start Time）、檢修結(jié)束時(shí)間（work End Time），其中：工程編號(hào)用于指明資產(chǎn)的工程來(lái)源，它與 Asset類中的 serial Number屬性關(guān)聯(lián)；安裝日期和設(shè)備型號(hào)分別與Asset類中的installation Date和category屬性關(guān)聯(lián)；檢修內(nèi)容、檢修開(kāi)始時(shí)間、檢修結(jié)束時(shí)間分別與標(biāo)簽類CleranceTag中的work Description、work Start Time、work End Time相關(guān)聯(lián)；設(shè)備子類與PSR Type類的name屬性相關(guān)聯(lián)；運(yùn)維單位與Company類的business Unit Name屬性相關(guān)聯(lián)。Equipment Account繼承的屬性有4個(gè)：name、aliase Name、path Name、description，它們遵循IEC 61970的用戶實(shí)施規(guī)則：name是設(shè)備的簡(jiǎn)要名稱，它在同一層對(duì)象下的所有對(duì)象中是唯一的；path Name是設(shè)備所在包容層次結(jié)構(gòu)中的位置；aliase Name為設(shè)備名稱的縮寫(xiě)；description 為任意格式的描述，可利用它對(duì)Equipment Account類中沒(méi)有的屬性內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)充。

2 信息采集方案和內(nèi)容標(biāo)識(shí)方法

2.1 二維碼信息采集方案

目前設(shè)備臺(tái)帳二維碼信息的遠(yuǎn)傳通道可選的有：互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)辦公自動(dòng)化MIS網(wǎng)絡(luò)、電力調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)SPDnet，在工程實(shí)踐中為了滿足電力二次安全防護(hù)的要求，不使用互聯(lián)網(wǎng)，而是使用SPDnet或MIS網(wǎng)絡(luò)，為此信息采集設(shè)備應(yīng)采用專門開(kāi)發(fā)配套的手持設(shè)備，本實(shí)施例采用去除SIM卡的專用智能手機(jī)終端，在該智能手機(jī)上安裝有二維碼掃描及外網(wǎng)透墻APP軟件，通過(guò)在工程現(xiàn)場(chǎng)（如：變電站）的 MIS或 SPDnet網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上臨時(shí)加裝便攜式WiFi接入組合體，該組合體由WiFi路由器、正反向物理隔離一體裝置、內(nèi)網(wǎng)透墻平板電腦組成，WiFi路由器啟用加密安全認(rèn)證機(jī)制，無(wú)SIM卡的專用智能手機(jī)終端連接到WiFi路由器后，先掃描設(shè)備臺(tái)帳二維碼并轉(zhuǎn)換成國(guó)網(wǎng)E語(yǔ)言文本文件，由外網(wǎng)透墻APP軟件和平板電腦上的內(nèi)網(wǎng)透墻軟件配合以非網(wǎng)絡(luò)方式經(jīng)正反向物理隔離一體裝置傳輸設(shè)備臺(tái)帳文本文件，再由內(nèi)網(wǎng)透墻平板電腦以網(wǎng)絡(luò)方式向主站服務(wù)器上傳或下載臺(tái)帳信息，這樣嚴(yán)格避免了內(nèi)外網(wǎng)互聯(lián)的情況，其過(guò)程如圖2所示，圖中的虛線箭頭是信息傳遞的方向。

圖2 設(shè)備臺(tái)帳二維碼采集方案

2.2 二維碼內(nèi)容格式選擇

設(shè)備臺(tái)帳二維碼的常見(jiàn)內(nèi)容格式主要有兩種：①格式文本，如國(guó)網(wǎng)E語(yǔ)言；②URL鏈接。第①種格式需要主站端用特定軟件對(duì)匯集好的大量文本進(jìn)行入庫(kù)處理，另外在二維碼掃描環(huán)節(jié)中如果采用普通手機(jī)二維碼軟件還需要人工干預(yù)對(duì)掃描得到的文本進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)歸集操作；第②種格式可以將設(shè)備臺(tái)帳信息做成表單提交格式的URL鏈接，可用普通手機(jī)二維碼軟件進(jìn)行掃描，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備臺(tái)帳采集人員可通過(guò)點(diǎn)擊該鏈接即可將設(shè)備臺(tái)帳數(shù)據(jù)填報(bào)到遠(yuǎn)方主站數(shù)據(jù)庫(kù)，因此本文選擇URL鏈接作為設(shè)備臺(tái)帳二維碼的內(nèi)容格式。

2.3 設(shè)備臺(tái)帳的靜態(tài)內(nèi)容標(biāo)識(shí)方法

設(shè)備臺(tái)帳靜態(tài)內(nèi)容是工程編號(hào)、安裝日期、設(shè)備型號(hào)、設(shè)備子類、運(yùn)維單位，這部分內(nèi)容在工程竣工驗(yàn)收前通常能夠被確定，同時(shí)這部分二維碼的制作工作可由施工單位完成，建設(shè)單位在項(xiàng)目驗(yàn)收時(shí)進(jìn)行二維碼掃描并完成設(shè)備臺(tái)帳信息的歸集工作。由于設(shè)備臺(tái)帳內(nèi)容可能較多，在一張二維碼中表達(dá)可能較困難，可以將其拆分為多張二維碼，為了保證多個(gè)二維碼的掃描內(nèi)容在歸集到主站數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)前后保持一致，要求一臺(tái)設(shè)備的所有二維碼中的name、aliase Name、path Name屬性內(nèi)容完全相同，而其他屬性的內(nèi)容則不同，并且可以根據(jù)這些屬性的內(nèi)容有無(wú)雙引號(hào)標(biāo)識(shí)來(lái)選擇累加還是覆蓋的入庫(kù)方式，例如 description屬性，它的內(nèi)容用雙引號(hào)（“”）括起，其內(nèi)容可以由多個(gè)屬性組合而成，不同屬性用分號(hào)（；）隔開(kāi)，在含有description屬性的二維碼URL內(nèi)容被點(diǎn)擊時(shí)，description屬性內(nèi)容是被累加到數(shù)據(jù)庫(kù)現(xiàn)有記錄的description字段后面的，而對(duì)于除name、aliase Name、path Name屬性外沒(méi)有雙引號(hào)的屬性內(nèi)容，采取覆蓋錄入的方式。設(shè)備臺(tái)帳靜態(tài)內(nèi)容的二維碼處理流程如圖3所示。

圖3 設(shè)備臺(tái)帳靜態(tài)內(nèi)容二維碼處理流程

2.4 二維碼動(dòng)態(tài)內(nèi)容的標(biāo)識(shí)方法

設(shè)備臺(tái)帳的動(dòng)態(tài)內(nèi)容是：檢修內(nèi)容、檢修開(kāi)始時(shí)間、檢修結(jié)束時(shí)間，可用兩張二維碼進(jìn)行表達(dá)，第一張用于檢修記錄的錄入，所使用的手機(jī)二維碼掃描軟件需要具有編輯功能，運(yùn)維人員通過(guò)該軟件將掃描到的URL中的work Description、work Start Time、work End Time的屬性內(nèi)容替換為當(dāng)前檢修工作的具體內(nèi)容，再點(diǎn)擊這個(gè)修改后的 URL進(jìn)行內(nèi)容提交，從而將新的檢修記錄填加到主站設(shè)備臺(tái)帳數(shù)據(jù)庫(kù)中，其處理流程如圖4所示。第二張用于設(shè)備歷史檢修記錄的查詢，二維碼內(nèi)容是表單提交樣式的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢URL，運(yùn)維人員點(diǎn)擊該URL將得到當(dāng)前設(shè)備的所有檢修記錄。

圖4 設(shè)備臺(tái)帳檢修記錄的錄入流程

2.5 設(shè)備臺(tái)帳二維碼示例

1）二次設(shè)備臺(tái)帳二維碼示例

以一臺(tái)在大連220kV萬(wàn)寶變電站控保室安裝的地調(diào)接入網(wǎng)路由器為例，已知該變電站的CIM容器名為“subWanbao”，在 subWanbao下建立電壓等級(jí)容器“220V”，在220V容器下建立間隔“數(shù)據(jù)網(wǎng)”，該路由器在此間隔內(nèi)，主站設(shè)備臺(tái)帳數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)址為 https：//www.dloms.com，它的設(shè)備臺(tái)帳由 4張二維碼組成，其內(nèi)容如下：

（1）https：//www.dloms.com/inputdata?name=地調(diào)接入網(wǎng)路由器1 &aliaseName=wbsrt1&path Name= subWanbao.220V.數(shù)據(jù)網(wǎng)&description="設(shè)備型號(hào)= H3C3630;安裝日期=2014.12.31;制造廠商=杭州華三"。

（2）https：//www.dloms.com/inputdata?name=地調(diào)接入網(wǎng)路由器1&aliaseName=wbsrt1& pathName=subWanbao.220V.數(shù)據(jù)網(wǎng)&businessUnit Name=瓦房店變電二次運(yùn)檢班&serialNumber=14調(diào)通02&設(shè)備子類=SPDnetIII。

（3）https：//www.dloms.com/inputdata?name=地調(diào)接入網(wǎng)路由器1 &aliaseName=wbsrt1&path Name=subWanbao.220V.數(shù)據(jù)網(wǎng)&workDescription=請(qǐng)輸入作業(yè)內(nèi)容&workStartTime=請(qǐng)輸入開(kāi)始時(shí)間（格式 2015.1.1）&workEndTime=請(qǐng)輸入結(jié)束時(shí)間（格式2015.1.1）。

（4）https：//www.dloms.com/getdata?name=地調(diào)接入網(wǎng)路由器 1&aliaseName=wbsrt1&pathName= subWanbao.220V.數(shù)據(jù)網(wǎng)。

對(duì)應(yīng)的二維碼見(jiàn)表1。

表1 二次設(shè)備臺(tái)帳的二維碼示例

2）一次設(shè)備臺(tái)帳二維碼示例

以220kV萬(wàn)寶變電站66kV北母電壓互感器為例。已知在電壓等級(jí)容器66kV下建立了66TV1間隔，該互感器在此間隔內(nèi)，其設(shè)備臺(tái)帳二維碼有 4張，其內(nèi)容如下：

（1）https：//www.dloms.com/inputdata?name=66kV北母電壓互感器&aliaseName=wbs66TV1 &pathName= subWanbao.66kV.66TV1&description="設(shè)備型號(hào)= JDCF-66 W3;安裝日期=2001.9.3;制造廠商=阿塔其大一互感器有限公司"。

（2）https：//www.dloms.com/inputdata?name=66kV北母電壓互感器&aliaseName=wbs66TV1 &pathName =subWanbao.66kV.66TV1&businessUnitName=瓦房店變電一次運(yùn)檢班&serialNumber=01技改03&設(shè)備子類=66kVAC。

（3）https：//www.dloms.com/inputdata?name=66kV北母電壓互感器&aliaseName=wbs66TV1& pathName= subWanbao.66kV.66TV1&workDescription=請(qǐng)輸入作業(yè)內(nèi)容&workStartTime=請(qǐng)輸入開(kāi)始時(shí)間（格式2015.1.1）&workEndTime=請(qǐng)輸入結(jié)束時(shí)間（格式2015.1.1）。

（4）https：//www.dloms.com/getdata?name=66kV北母電壓互感器&aliaseName=wbs66TV1&pathName= subWanbao.66kV.66TV1。

對(duì)應(yīng)的二維碼見(jiàn)表2。

表2 一次設(shè)備臺(tái)帳的二維碼示例

3 結(jié)論

實(shí)踐證明，在對(duì)電網(wǎng)設(shè)備采用滿足 IEC 61970和IEC 61968 CIM標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)帳的二維碼進(jìn)行標(biāo)識(shí)后，在現(xiàn)場(chǎng)工作中用手機(jī)二維碼掃描軟件進(jìn)行設(shè)備臺(tái)帳和運(yùn)維信息的采集入庫(kù)及查詢歷史記錄的工作將變得非常簡(jiǎn)單高效。該技術(shù)有利于設(shè)備臺(tái)帳信息的“源端維護(hù)、全局共享”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

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Identification of Equipment’s QR Code based on CIM

Shi Wenjiang
(State Grid Dalian Power Supply Company,Dalian,Liaoning 116011)

A CIM standard EquipmentAccount class is designed in this paper to regulate the property described in the equipment account,it is advantageous to the sharing of information.The URL content of QR code is used to identify an equipment account,it is helpful to improve the information accuracy and collecting work efficiency of equipment account.This method can reduce artificial workload and manual input error,it lays the foundation for equipment account’s “source maintenance,global sharing” target.

equipment account；CIM；QR code；URL；IEC 61970；IEC 61968

石文江（1970-），男，遼寧大連人，碩士研究生，主要從事調(diào)度自動(dòng)化和配電自動(dòng)化系統(tǒng)的檢修管理工作。

國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司科技項(xiàng)目（16 省科技03）（5222DL16002J）