變電站智能運(yùn)維解決方案(基于安全管控的變電站設(shè)備智能巡檢移動(dòng)作業(yè)平臺(tái))

原文標(biāo)題：【智能巡檢】基于安全管控的變電站設(shè)備智能巡檢移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)

　　摘要：基于安全管控的變電站設(shè)備智能巡檢移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)是依據(jù)變電運(yùn)檢管理體系、變電運(yùn)檢五項(xiàng)通用制度而建立的一個(gè)移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)變電驗(yàn)收、運(yùn)維、檢測(cè)、評(píng)價(jià)、檢修五個(gè)方面全業(yè)務(wù)移動(dòng)作業(yè)。通過(guò)變電運(yùn)檢移動(dòng)作業(yè)APP軟件與安全管控技術(shù)的結(jié)合，在保證應(yīng)用的安全基礎(chǔ)上，建立以軟件為核心的移動(dòng)作業(yè)體系，降低硬件投資，大幅減少二次錄入，節(jié)省紙張及辦公成本，提高智能化管理水平，提升變電運(yùn)維效率和效益。

　　引言

　　隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，各類移動(dòng)巡檢技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，為保證電力設(shè)備安全，提高電力設(shè)備可靠率、確保電力設(shè)備低故障率運(yùn)行，在變電站內(nèi)也應(yīng)用過(guò)移動(dòng)巡檢技術(shù)，但是未能徹底解決擺脫原有的人工巡視、手工紙質(zhì)記錄的工作方式，這種方式存在巡檢作業(yè)用時(shí)長(zhǎng)和管理費(fèi)用高、數(shù)據(jù)錄入工作繁瑣、設(shè)備漏檢等問(wèn)題。

　　目前的變電站巡檢作業(yè)現(xiàn)狀距離運(yùn)維一體化的要求還有很大的差距，為緊跟國(guó)家電網(wǎng)公司變電站運(yùn)維智能化、信息化的快速發(fā)展步伐，更是迫切需要通過(guò)可靠的輔助手段解決當(dāng)前工作中存在的問(wèn)題。因此需要引入新的技術(shù)手段，基于五通一措管理規(guī)范建立起一套科學(xué)合理的技術(shù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站資產(chǎn)的智能化巡檢管理。

　　本文立足于‘互聯(lián)網(wǎng)+’行動(dòng)計(jì)劃，結(jié)合國(guó)家電網(wǎng)公司“十三五”發(fā)展規(guī)劃，以提升電網(wǎng)安全運(yùn)營(yíng)水平為目標(biāo)，通過(guò)結(jié)合變電運(yùn)檢管理體系規(guī)范，利用GPS定位、智能傳感、移動(dòng)安全管理等移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提出基于移動(dòng)安全管控的變電站設(shè)備巡視移動(dòng)作業(yè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)變電運(yùn)維、檢修、檢測(cè)、驗(yàn)收、評(píng)價(jià)五個(gè)方面的核心移動(dòng)應(yīng)用。通過(guò)本平臺(tái)的應(yīng)用構(gòu)建運(yùn)檢專業(yè)智能化體系，實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+電網(wǎng)運(yùn)檢”的深度融合，以有效改變傳統(tǒng)的變電站運(yùn)維管理模式。

　　1傳統(tǒng)變電站巡檢現(xiàn)狀

　　變電站設(shè)備運(yùn)檢工作是保證電力設(shè)備安全、提高電力設(shè)備可靠性、確保電力設(shè)備低故障率運(yùn)行的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作。當(dāng)前變電站巡檢作業(yè)中面臨的現(xiàn)狀有：1、變電站設(shè)備型號(hào)繁多，相應(yīng)的巡檢標(biāo)準(zhǔn)不齊全;2、缺陷分類標(biāo)準(zhǔn)不齊全、定義不準(zhǔn)確;3、管理人員難以及時(shí)掌控變電站的設(shè)備缺陷和跟蹤缺陷消除進(jìn)度;4、巡檢人員不按標(biāo)準(zhǔn)化流程作業(yè)，管理人員難以管控巡檢工作質(zhì)量;5、紙質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書(卡)使用太繁雜，翻閱查找不方便;6、巡檢結(jié)果數(shù)據(jù)整理和流轉(zhuǎn)缺乏有效手段，與PMS2.0系統(tǒng)對(duì)接需人工錄入。

　　變電運(yùn)檢五項(xiàng)通用制度落地執(zhí)行現(xiàn)狀，為規(guī)范國(guó)家電網(wǎng)公司(以下簡(jiǎn)稱“公司”)變電運(yùn)維管理，提高運(yùn)維水平，保證運(yùn)維質(zhì)量，依據(jù)國(guó)家法律法規(guī)及公司有關(guān)規(guī)定，國(guó)網(wǎng)總部下發(fā)了變電運(yùn)維、檢測(cè)、檢修、評(píng)價(jià)、驗(yàn)收通用管理標(biāo)準(zhǔn)以及反事故措施規(guī)范(簡(jiǎn)稱“五通一措”)，目前變電站設(shè)備運(yùn)檢工作現(xiàn)狀距離五通一措規(guī)定的“精益管理、標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)、運(yùn)維到位”要求還有很大的差距。同時(shí)在移動(dòng)終端應(yīng)用及防護(hù)方面，由于缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)體系及管控要求，一旦終端丟失會(huì)造成生產(chǎn)作業(yè)數(shù)據(jù)的泄露，沒(méi)有系統(tǒng)性的移動(dòng)終端安全審計(jì)管控和非授權(quán)攜帶管控措施，同時(shí)運(yùn)維人員辦理一些工作中的敏感事務(wù)，存在公私信息混雜現(xiàn)象，安全問(wèn)題嚴(yán)重。

　　2平臺(tái)方案

　　本文的平臺(tái)方案主要包括雙域安全智能終端及變電站智能運(yùn)維應(yīng)用軟件，雙域安全智能終端支撐智能運(yùn)維應(yīng)用客戶端軟件的運(yùn)行，變電站智能運(yùn)維軟件提供變電驗(yàn)收、運(yùn)維、檢測(cè)、評(píng)價(jià)、檢等巡檢業(yè)務(wù)功能。

　　2.1 雙域安全智能設(shè)備

　　如圖1所示，針對(duì)變電站智能巡檢的安全需求，本系統(tǒng)開發(fā)一款適用于電力巡檢作業(yè)的雙域智能移動(dòng)作業(yè)終端，在硬件配置上符合運(yùn)維檢修專業(yè)終端配置規(guī)范，采用Android 7.1系統(tǒng)、驍龍8核+4G大內(nèi)存、5.5英寸高清屏、國(guó)產(chǎn)獨(dú)立北斗芯片雙模定位、IP68防護(hù)等級(jí)等先進(jìn)配置，滿足移動(dòng)應(yīng)用運(yùn)行的支撐需求。在系統(tǒng)防護(hù)層面利用應(yīng)用權(quán)限控制、多因子身份鑒別、防root機(jī)制等可信安全技術(shù)，進(jìn)行ROM定制化，從操作系統(tǒng)層面屏蔽WIFI、USB等違規(guī)外聯(lián)渠道，從而構(gòu)建可信雙域安全系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)終端系統(tǒng)可信引導(dǎo)、防root、強(qiáng)制訪問(wèn)控制、安全審計(jì)等安全增加功能，以支撐變電運(yùn)維應(yīng)用的數(shù)據(jù)安全防護(hù)。

　　圖1 雙域安全智能設(shè)備

　　2.2 變電站智能運(yùn)維應(yīng)用

　　1、關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

　　本文提出的變電站設(shè)備巡檢移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)立足于科技減負(fù)，運(yùn)用了大量的移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)。將GPS對(duì)標(biāo)定位、超聲波任務(wù)分組、全流程語(yǔ)音向?qū)?、智能鍵盤實(shí)現(xiàn) 、快速數(shù)據(jù)抄錄等智能化技術(shù)融入變電運(yùn)維軟件中。例如，通過(guò)高精度GPS衛(wèi)星定位技術(shù)或北斗衛(wèi)星定位技術(shù)自動(dòng)記錄巡檢人員的軌跡，確保巡檢到崗到位;利用超聲波技術(shù)傳遞任務(wù)，以最省力的方式實(shí)現(xiàn)了分組巡檢的需要，巡檢前和巡檢后都能通過(guò)超聲波快速下發(fā)及合并任務(wù);在巡檢的主要操作環(huán)節(jié)，系統(tǒng)都提供了溫馨的語(yǔ)音提示，包括待辦任務(wù)數(shù)量提示，現(xiàn)存缺陷數(shù)量提示，數(shù)據(jù)超限提示，操作流程注意事項(xiàng)提示等。

　　2、變電站設(shè)備智能運(yùn)維應(yīng)用軟件

　　變電站設(shè)備智能運(yùn)維應(yīng)用軟件主要包含智能變電運(yùn)維后臺(tái)及智能化客戶端，管理后臺(tái)包括智能管理子系統(tǒng)、智能操作子系統(tǒng)、智能提醒子系統(tǒng)、智能結(jié)果子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)備巡檢移動(dòng)作業(yè)相關(guān)業(yè)務(wù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)管理、巡檢計(jì)劃管理、設(shè)備缺陷管理等功能，系統(tǒng)部署在電力公司信息內(nèi)網(wǎng)。

　　圖2 智能變電運(yùn)維移動(dòng)客戶端

　　智能變電運(yùn)維移動(dòng)客戶端如圖2，根據(jù)變電運(yùn)檢移動(dòng)作業(yè)工作流程和管理要求，開發(fā)界面友好、流程清晰、簡(jiǎn)潔實(shí)用的變電驗(yàn)收、運(yùn)維、檢測(cè)、評(píng)價(jià)、檢修五個(gè)應(yīng)用軟件APP，應(yīng)用軟件在雙域終端上流暢使用，并預(yù)留軟件升級(jí)、PMS數(shù)據(jù)接口功能，實(shí)現(xiàn)變電運(yùn)檢作業(yè)指導(dǎo)書生成、數(shù)據(jù)錄入、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控、報(bào)表生成、數(shù)據(jù)傳輸?shù)取耙徽臼健惫芾?，?shí)現(xiàn)變電運(yùn)檢無(wú)紙化作業(yè)。

　　3平臺(tái)架構(gòu)

　　變電站設(shè)備智能巡檢移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)的技術(shù)框架主要包含五個(gè)層次，即基礎(chǔ)平臺(tái)層、應(yīng)用支持層、數(shù)據(jù)資源層、業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)層、展現(xiàn)層。

　　圖3 系統(tǒng)架構(gòu)圖

　　4風(fēng)險(xiǎn)控制

　　基礎(chǔ)平臺(tái)層，主要包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、硬件平臺(tái)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基于國(guó)家電網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)建設(shè)，是數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈ㄒ煌ǖ?。硬件平臺(tái)包括安全終端、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和Web服務(wù)器。

　　應(yīng)用支撐層，主要包括中間件(應(yīng)用中間件和消息中間件)和支撐體系(安全體系、工作流引擎、業(yè)務(wù)體系、提醒機(jī)制、接口體系)。通過(guò)建設(shè)應(yīng)用支撐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)界面集成、應(yīng)用集成、數(shù)據(jù)集成及流程集成，通過(guò)四個(gè)集成來(lái)達(dá)到變電站設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化巡檢智能系統(tǒng)的最佳使用效果。

　　數(shù)據(jù)資源層：數(shù)據(jù)資源層主要由巡檢標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)、設(shè)備缺陷庫(kù)和制度規(guī)程庫(kù)組成。每個(gè)廠家的各種型號(hào)設(shè)備編制了相應(yīng)的巡檢標(biāo)準(zhǔn)表單，并且引入了可視化管理理念，采用圖文并茂的方式詮釋每條標(biāo)準(zhǔn)，并通過(guò)箭頭指明巡檢部位的方式對(duì)每條標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行準(zhǔn)確定義，形成“巡檢標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)”。通過(guò)將表單化后的缺陷標(biāo)準(zhǔn)融入到每條巡視標(biāo)準(zhǔn)中，將每條巡視標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的缺陷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行窮舉，形成“設(shè)備缺陷庫(kù)”;將針對(duì)每個(gè)設(shè)備每個(gè)部件的管理制度和標(biāo)準(zhǔn)集成到系統(tǒng)中，形成“制度規(guī)程庫(kù)”。數(shù)據(jù)資源層是系統(tǒng)的重要組成部分，同時(shí)也是應(yīng)用實(shí)現(xiàn)層的基礎(chǔ)。

　　業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)層：智能操作子系統(tǒng)主要包括全面標(biāo)準(zhǔn)化巡檢、日常巡檢、特殊巡檢、設(shè)備新投巡檢、標(biāo)準(zhǔn)化驗(yàn)收、定期維護(hù)、定期切換試驗(yàn)、規(guī)程制度查詢等;智能管理子系統(tǒng)主要包括巡檢計(jì)劃完成情況管理、巡檢到崗情況管理、巡檢到位情況管理;智能提醒子系統(tǒng)主要包括巡檢周期提醒、新增(或消除)缺陷提醒、現(xiàn)存缺陷提醒;智能結(jié)果子系統(tǒng)主要包括巡檢報(bào)告、缺陷報(bào)告、設(shè)備運(yùn)行曲線;智能培訓(xùn)子系統(tǒng)主要包括設(shè)備運(yùn)行須知、運(yùn)行規(guī)程和管理制度等。

　　展現(xiàn)層：展現(xiàn)層是由系統(tǒng)與用戶交互的各個(gè)界面組成，主要是用戶客戶端軟件。

　　4結(jié)束語(yǔ)

　　本系統(tǒng)構(gòu)建過(guò)程中，我們?cè)诔浞至私庋矙z工作的基礎(chǔ)上，將《變電運(yùn)維通用實(shí)施細(xì)則》等相關(guān)規(guī)程制度根據(jù)設(shè)備類型進(jìn)行了分解和匹配，并將《細(xì)則》中的運(yùn)行規(guī)定和典型事故處理方法融入進(jìn)行本系統(tǒng)，讓員工在使用本系統(tǒng)的同時(shí)就進(jìn)行了技術(shù)培訓(xùn)，促進(jìn)了標(biāo)準(zhǔn)的有效落地。

　　本系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)集中抄錄、智能鍵盤、“搖一搖”等智能應(yīng)用來(lái)大幅度提高運(yùn)維人員巡檢效率。智能鍵盤可以在設(shè)備列表中快速查找目標(biāo)設(shè)備，也可在數(shù)據(jù)抄錄時(shí)智能提示數(shù)據(jù)范圍，通過(guò)“搖一搖”功能可快速定位身邊設(shè)備，也可快速記錄缺陷。

　　本平臺(tái)已經(jīng)在甘肅省、河南、福建省開展應(yīng)用，全面指導(dǎo)變電站運(yùn)維人員作業(yè)的規(guī)范化。未來(lái)，隨著智能技術(shù)應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，在人臉識(shí)別、5G、人工智能等技術(shù)應(yīng)用方面開展深入研究，以科技創(chuàng)新保障電網(wǎng)運(yùn)行安全，實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)備巡檢統(tǒng)一化、專業(yè)化、精益化的目標(biāo)。

　　推薦單位：北京國(guó)電通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司

　　本文作者：吳鋒

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 李靜.變電站智能巡檢系統(tǒng)研究[D].青島理工大學(xué)，2012.

　　[2] 謝偉杰.變電站智能巡檢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用研究.廣東工業(yè)大學(xué)，2018.

　　[3] 牛祉霏.變電站設(shè)備巡檢機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的研究與應(yīng)用.華北電力大學(xué)，2016

　　[4] 王紹亞.變電站智能巡檢系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì). 華北電力大學(xué)，2015

　　[5] 張賀軍.面向狀態(tài)檢修的變電站智能巡檢系統(tǒng)研究. 華北電力大學(xué)，2013

　　[6] 高建龍.變電站智能巡檢機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)與巡檢技術(shù)研究. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)，2018