PDA在电力计量现场作业中的应用及前景研究

云南电网有限责任公司昆明供电局 孙 银 高 俊 帅 力 杨德威 黄双得

管理方式系统化、规章制度系统化、流程图模板单一、表格信息化，是云南电网推行综合管理方式、打造国际优秀电网公司的必然选择。配电网中电力工程计量设备的现场运维管理复杂、自然环境复杂，采用现场运营形式，合理操纵现场运营的片面性和随机性，进一步避免现场运营风险和疏忽大意提供的营销推广。

现阶段云南省配电网10kV电力工程计量检定设备计量检定点共计56247个，分布在云南省五区，区域性分散。迫切需要解决完成现场电子巡检的基础，研发现场操作信息系统软件，完成现场操作信息化、日常任务的实际操作系统、物业录入管理方式的自动化技术，进一步处理现场操作、现行业务管理系统信息化运作不足、操作规范不合理的信息化落地问题。现场作业信息系统软件旨在进一步规范现场作业，支持现场信息化作业，完成与当前信息化智能管理系统的交互作业，提高现场作业效率管理方法的效率。

1 PDA在电力计量现场作业中的应用[1]

1.1 构建设计

现场运行信息系统软件的基础建设以南方电网公司中长期发展战略规划和综合管理办法为指导，推进理念引导。现阶段配网企业生产管理信息系统软件、营销管理信息系统软件等业务管理体系趋于完善，企业一体化经营标准基本落实。基于现场运营信息系统软件的创建，利用移动终端将信息化范围扩大到运营现场，结合安全隐患和营销推广风险管理系统，提供配电互联网、营销并促进现场操作人员提供系统化的表格和操作标准、业务流程管理信息等信息应用，为现场操作人员创建规范、方便、快捷的操作标准，提高现场操作的标准化程度，提高现场操作控制，完成在运营层面合理实施一体化管理方式，提升现场运营和客户服务水平。

现场作业信息系统软件包括主站服务系统和移动作业终端两部分，主站服务系统是关键管理方法控制模块，提供数据、服务项目、安全、管理信息系统等多种支撑点，是连接站点和业务管理系统的桥梁；移动操作终端是关键应用控制模块，完成电力工程计量、检定、运维管理现场操作等相关业务流程的应用。用于计量检定、运维管理的现场运行信息系统软件逻辑结构如图1。

图1 现场作业信息系统逻辑架构图

1.2 研发关键技术

现场作业信息系统软件具有以下特点：

现场作业信息化：现场作业系统软件包含现场作业所需的作业标准卡信息，现场跟踪作业作业过程标准卡开展工作；现场运行信息实时监控系统和传输，包括运行标准执行情况、任务完成情况、运行时间等；完成客户信息、机器设备信息、管理计划等远程控制信息的现场查看。

日常任务的实际作业系统：现场作业信息系统软件与业务管理系统的无缝拼接，以“计划表”的形式保证各项工作计划的合理实施；工作标准和作业标准正式信息化到PDA，合理的标准运行和实施流程，确保规章制度和标准的合理执行；可完成现场操作的全过程管理方法，对现场操作的时间、地址、实施等全过程进行监督，确保“全过程”事后监督，提高监督实效。保证现场操作信息的即时、准确、合理的传递。

物业录入管理方式自动化技术：业务流程表相关信息的现场录入采用人工录入和红外扫描录入两种方式，如对电能的物业识别码和电表码进行红外扫描现场仪表，可立即录入相关信息，防止因人工录入不慎造成营销错误和遗漏。

为实现上述特点，野外作业信息系统软件的研发需对以下核心技术进行科学研究和处理：科学研究处理野外作业信息系统软件、业务之间数据和信息的交互作用，管理系统、现场测量仪器等；科学研究涉及信息无线通信技术和即时通信问题；完成科研在移动端的作业标准和工作表格信息化。

1.3 关键技术实施方案

1.3.1 主站系统技术实现

本系统主要由网站数据库、网站服务器、通讯终端等组成。其主要作用是：对现场的日常工作进行调度，对操作员的信息管理，对现场数据进行接收；工作标准库的维护和管理，实现了移动终端和业务管理系统的交互。主要技术实现如下：

主站系统软件是以J2EE技术为基础，整体框架是以SOA为基础的开放式支撑体系结构；基于无线通讯服务项目，通过对系统软件领域模型进行浏览，获得业务过程的数据，并在手机客户端上实现相应的业务过程。通过TCP和HT-TP实现与移动运营商的网络通讯。TCP是应用于推送心跳、指令、消息等的推送，而HTTP则是以传递业务过程的数据为基础。TCP通讯采用长链路模式，主站与移动终端都可进行实际的数据交互。HTTP是一种传送大量信息的方法，如在网上下载每日的工作、表单、现场查看情况等。资料资料选取XML档案，依照通讯协定所述之档案格式，对资料进行结构化的说明。

通讯业务层接收与移动终端的连接，执行安全验证、协议分析、心跳分析。通过对协议的分析将最终的信息格式转换成Java，并将其传递到套接字服务的专案层次；套接字服务专案层接收由通讯服务层传送的Java目标，接着从个别商业管理系统所提供的套接字服务项（依据网络服务的技术SOA读取），检查对商业的要求管理系统、或将数据信息传送至套件以进行格式转换，再将其发送到通讯业务层；ESB总线层为基于网络服务体系结构的ocket软件环境，在ESB总线上各企业管理系统将申请公开的ocket服务项目，并在ESB总线上进行注册。其它操作系统须使用套接字服务项目，能通过一个统一的阅读方法来访问ESB系统，并获得所需服务。

图2 主站系统技术架构图

1.3.2 移动作业终端技术实现

根据功能的开发和设计，移动终端可划分为硬件配置层、移动计算机操作系统层、网络层。另外，本系统软件还采用了计算机输入法、手机数据库查询、手机软件进行安全认证等第三方软件的整合。移动作业终端主要用于作业场所，完成电力市场营销推广、配网生产制造等现场作业，并通过网络服务器实现各种作业。基于红外、手机蓝牙、串口通讯等工作平台，本系统的主要技术实现如下：

硬件组态：依据硬件组态控制模块实现射频识别、数据采集、摄影等多种应用功能，3G无线通讯、蓝牙通讯等；移动计算机操作系统层：PDA或平板计算机可用于移动操作终端，PDA采用WinCE计算机操作系统，而平板计算机则采用安卓操作系统。操作系统层包含了系统的底层架构，包括代码优化、进程管理、文件管理、驱动管理等。电脑操作系统是基于硬件配置的驱动程序来浏览不同的硬件结构，而操作系统则为不同的系统功能提供了诸如文件、通讯、串口通信等的读套接字。一些硬体组态或第三方套件会开发出先进的封装体以供自己在电脑上浏览，并可即时地为API级的应用程式开发套接字，让移动软体开发者可更方便地浏览电脑装置的电脑作业系统或硬体结构。

网络层：应用层实际上是移动终端的软件，它需在终端上进行开发和设计，包括系统软件的安装和更新、终端安全验证与连接程序、基础应用功能以及应用程序功能。该系统还采用了第三方软件，如输入法、手机数据库查询、手机软件等；移动数据库查询：SQLite是一种以嵌入式机器为核心的总体目标软件环境而设计的轻型分布式数据库，占用较小的资源。该系统运行快速并具备混合开发的特性，可在各种类型的手机操作系统中使用，如WinCE、An-droid等，可在C/C、C#、Java等编程语言中使用，是一个完全开放源码的系统。

在连接安全性方面，终端应用与由上级主管管理咨询公司联合配置的安全连接认证系统，终端安装了一个安全连接验证客户机，并依据此软件对终端的安全连接验证网络服务器进行后台管理；在每次运行终端应用程序时，都要阅读和校验安全连接的客户端和后台的管理。在经过验证后，终端与3G网络的后台系统进行了数据和信息的交流。

1.3.3 标准化现场作业技术实现

图3 移动作业终端技术架构图

为满足作业标准，完成现场作业信息化和现场作业全流程控制等问题，开发和设计了现场标准作业智能管理系统软件主站层，根据现场操作定制各种标准化的操作模板，为客户提高现场标准化运营管理能力提供信息化支撑点。主要的完成方式如下：

现场运行标准库包含标准的工作卡片以满足不同的业务过程。标准工作卡片包含了工作表格、工作标准等与实际工作过程有关的内容，并将其固化于移动终端的实际运行中；在下载任务时，根据业务过程的类别，现场工作信息系统软件会自动将现场所属的工作标准卡进行关联；在现场作业中，操作者严格遵守工作规范和工作程序。现场作业信息系统软件按照GPS定位、运行阶段的时间记录模式，实现现场作业的地址、时间，并实施全程监控。

基于GPRS、3G无线通讯技术的网络运行管理软件，应对现场运行信息进行实时传输。传递的信息主要有测量数据、维护记录、机器设备台帐等，实现实时数据信息传递。图4中显示了现场的标准工作管理模式方案。

图4 现场标准作业管理示意图

1.3.4 数据同步实现

现场作业信息系统的移动和数据库查询的交互选择网络服务模式。在此基础上，基于SOAP的移动终端实现了与Web Service的互动，并在此基础上开发并实现了对移动设备的数据通讯和数据库查询。从Web模式返回到诸如DataSet这样的复杂的基本数据类型时，整个过程被称为XML序列化，在这个过程中目标被转换成代表其的XML字符串阵列。WebService为用户提供了必需的服务项目，并向用户开放了一个面向公众的socket，并根据SOAP的数据来实现自定义的服务项目。

2 平台应用现状及前景展望

现阶段该应用平台已在供电公司成功发布并使用，供电公司在做好示范站点应用的同时，不断开发和推广该站点的业务作用，下一步是利用科研用电检测、业务拓展应用等业务应用，完成营销推广等基础业务领域运营。本次新项目基于LBS定位服务技术、GPRSwifi网络技术和PDA便携电脑紧密结合的全新升级方案，为现场运营提供强大的技术和业务支撑点，完成现场运营数据的即时营销推广收藏。供电公司在自己的软件系统中合理运用该技术，完成对电力系统的智能化、信息化管理，使电力系统的各项操作更加规范化。