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摘要：配电网的运行和维护管理作为保障电力正常供应的重要环节，要求具有较高的效率和可靠性。针对传统配电网运行和维护管理欠规范、效率低等问题，设计了一种配电网现场作业管理系统。开发了基于智能手机的应用软件，结合网络通信和计算机技术，实现了检修运行作业现场数据的及时采集、处理以及与调度中心实时、双向的信息交互，规范了配电网运行和维护作业的管理体系，极大提高了工作效率和管理规范性。通过对该系统的性能测试和用户实际应用分析，验证了系统的有效性和可靠性，该系统具有高信息化和高效率的性能特点，具有很好的实际应用价值。
关键词：智能手机；配电网；现场作业管理；GPS定位；实时信息交互
0引言
在电力系统中，配电网作为电力网络向用户供电的最终环节，其运行、管理及维护工作任务艰巨且直接影响到电网运行的安全性、可靠性以及事故处理的效率。在现有的配电网运行管理工作中，仍然采用传统的纸质操作票与工作票（c2票）工作方式，且资料均是手工填写、纸质传递。传统的方式己经暴露出人为因素多、数据记录不易保存以及检索、文档交接费时等问题，特别是工作效率低，增加了配电网检修维护的操作时间，尤其在遇到紧急事故时不利于建立快速反应机制，文献【2-4】中分析了缺乏这种快速处理能力所造成的后果。因此，传统的管理方式己经不能适应现代电力系统的发展要求，利用现代化的技术手段提高配电网运行和管理工作的工作效率和规范性日益重要。
目前，配电网管理工作正向电子化、信息化的方向发展，在研究解决传统的配电网管理欠规范、效率低等问题上，取得了一些有价值的研究成果。例如，文献【2-4】针对2票开票环节的信息化研究，降低了误开票风险、提高了开票效率，但是未将配电网信息化管理延伸到工作现场，现场作业时仍旧采用传统的工作方式。为提升工作现场信息化管理水平，文献【1-4】利用GPRS网络实现了电力系统数据的实时采集和远程递交。这些研究提高了配电网管理工作的信息化水平，特别是文献【4】综合应用PDA ，CPS和无线通信技术，通过构建远程服务系
统实现了线路巡检结果远程上传和缺陷定位，提高了配电网线路巡检的效率和管理水平，但还不能完全满足配电网维护管理的信息化需求，例如，不能实时了解工作人员的作业位置，缺乏人员调度的灵活性；现场图像语音远程上传能力不足以及缺少电话调度，缺少现场与调度中心信息双向交互能力，对复杂情况和紧急事故处理效率受到很人制约。
随着科技的发展，智能手机软硬件功能越来越强大，在实现的功能上完全可以取代PDA，体积小、功能强、使用简单和系统开放性强的特点使其应用越来越广泛。针对配电网管理的传统工作方式存在的不足，结合现代智能手机、CPS定位技术和GPRS网络技术等信息技术手段，建立了实用新型的配电网现场作业管理系统，集成信息采集、数据传输、存储以及调度定位等业务流程，使现场工作人员能够与远程调度中心进行实时、双向信息交互，规范了数据录入，提高了工作效率，增加了调度灵活性以及紧急情况的响应能力。
1系统设计
为了解决传统的配电网检修和维护管理效率低、缺乏信息化规范管理等问题，这里设计实现的配电网现场作业管理系统，以智能手机为移动应用终端，搭载Windows Mobile为手机软件支撑系统，设计开发配电网现场作业管理客户端应用软件；以Internet上配电网现场作业管理Web服务器为管理中枢；同时，以GPRS无线网络作为智能手机和Web服务器的远程通信链路支撑；结合CPS定位技术、电子地图，构建了作业调度和信息管理相结合的高效信息化管理平台。
1.1系统结构设计
配电网现场作业管理系统结构如图1所示，包括配电网现场作业管理客户端、调度中心服务器、通信网络3个部分。
配电网现场作业管理客户端应用软件以配置Windows Mobile操作系统的智能手机为载体。在配电网现场作业中，客户端无线网络与调度中心服务器进行数据通信，接收电网调度中心电话的调度命令，并进行白动记录。
调度中心服务器建立在Internet网络上的Web服务器，为客户端提供Web服务并存储数据，且管理员通过局域网访问中心服务器管理资料和实时观察，以及指导现场工作人员的技术操作。
通信网络采用GPRS +Internet的通信模式，客户端可直接通过GPRS网络访问位于Internet的服务器。GPRS网络具有接入范围广、数据传输速率高和永远在线等优点。虽然目前3G网络传输速率优于GPRS网络，但在小城镇和偏远农村地区还未覆盖，应用十分受限。本系统中选择GPRS网络进行数据传输。
1.2系统功能设计
根据实际配电网检修和运行工作的需要，在这里将配电网现场作业管理系统的功能主要设计为3个核心部分，即操作票工作票管理、现场语音图像信息管理、作业人员操作位置实时定位。
操作票工作票管理摒弃了传统纸质管理的2票体制而采用信息化电子票，配电网现场作业管理系统客户端从服务器卜载2票信息并以图形化界面方式显示。工作人员在对2票信息进行添加修改完成后，通过GPRS网络上传至调度中心服务器。
现场语音图像信息管理包括作业现场语音和图像数据的采集、存储和及时上传。现场语音图像资料可立即送同调度中心进行分析研究并及时通过智能手机接收反馈调度决策，以提高事故处理效率。
作业人员的现场作业位置实时定位是利用智能手机获取CPS数据并定时上传至服务器，通过Web页面，电子地图实时显示工作人员位置，实时跟踪现场工作人员位置
2关键技术实现
设计的配电网现场作业管理系统分为2个部分：（1）基于Windows Mobile智能手机的配电网现场作业管理系统客户端设计；（2）调度中心服务器站点设计。系统功能模块及总体运行流程如图2所示整个系统采用了C/S（客户机/服务器）与B/S（浏览器/服务器）模式相结合的方式实现。 其中智能手机客户端采用了C/S模式，现场工作人员通过应用程序界面管理2票操作以及CPS数据和语音图像数据采集，并采用RDA和Webservice两种技术实现客户端与服务器之间数据交换；调度中心采用了B/S模式，调度员通过Web页面管理访问服务器管理2票信息，跟踪作业位置以及查看现场语音图像信息。
2.1 2票管理电子流实现
为保证配电网现场作业安全规范，操作票和工作票具有严格的运行流程，主要有填写、审核、下载、修改、上传和存档6个步骤，图3显示了工作票管理流程。
为实现2票电子流，智能手机客户端采用SQLServer CE数据库存储2票信息；调度中心服务器采用SQL Server数据库存储由于2票内容繁多，本系统的2票数据在数据库中的存储方式采用多张数据表同时保存的方式。工作票数据库包括“基本信息”、“工作任务”、“安全措施”、“终结报告”等。
数据表，操作票包括“操作项目”和“操作票内容”数据表，并将具有唯一性的2票编号作为主键和关联外键把数据表关联起来。
在服务器端，采用了将数据库中2票数据与ASP.NET页面文木控件绑定的方式，访问人员可直接通过ASP.NET页面操作数据库中2票内容，包括2票填写、审核和检索。
2票的上传下载采用了RDA（远程数据访问）技术，RDA技术是一种SQL Server与SQL Server CE数据库之间远程数据同步技术rye下载2票数据时填写需下载的2票编号，采用RDA技术的PULL拉数据）方法将服务器SQL Server数据库中2票数据下载至本地CE数据库中。智能手机客户端完成2票内容后，采用PUSH（推数据）方法将本地数据上传至服务器。
2.2 语音图像数据快速上传技术实现
实际使用中GPRS网络上载速率低于50 kbit/s ，直接上传语音图像数据所需时间很长。为实现数据快速上传，系统对语音和图片分别进行了压缩。
对于语音数据的压缩系统采用6.726-ADPCM（白适应差值脉冲调制）算法，对语音进行压缩处理。录音时采用64 kbit/s的PCM脉冲编码调制信号，然后采用ADPC M编码器将信号编码为16 kbit/s的ADPCM信号并输出压缩文件，将原始语音文件大小压缩到原来的1/4- ADPCM压缩文件上传后通过ADPCM解码器还原为64 kbit/s的PCM信号并保存为wav文件。
2.3实时定位技术实现
为确保配电网现场工作人员到达正确地点作业，实时跟踪工作人员操作位置非常重要。系统结合GPS技术和Google Maps（谷歌地图）实现了现场工作人员地理位置的实时跟踪定位。
智能手机集成GPS接收机，GPS数据获取和解析采用了GPSID （GPS中间驱动）接口，它是Win-down Mobile为应用层提供的访问GPS硬件驱动接口，GPS数据采集首先采用GPSOpenDevice接口函数打开GPS设备，然后在G PS位置改变事件Loc ationChanged中调用GPSGetPosition接口获取GPS经纬度数据。
系统在服务器上发布了接收CPS数据信息的Webservice服务，该服务利用ADO.NET对SQLServer数据库操作类将经纬度信息及工作人员姓名保存到服务器SQL Server数据库中客户端在获得CPS数据后，远程调用该服务完成CPS数据上传。
3结语
基于智能手机的配电网现场作业管理系统，实现了配电网作业现场与调度中心数据实时双向交互以及工作人员操作位置实时定位问题，同时解决了传统配电网过程中纸质化a票管理低效率欠规范的问题，优化了人员调度管理，实现了配电网检修和运行作业的信息化管理。通过该系统的实际运行，验证了系统的稳定性和可靠性，极大提高了配电网运行管理工作的效率。但是本系统还存在一些需要改进的地方，例如，CPS定位经度在有障碍物时定位不够精确，对较人的图像或语音上传能力还有待提高，这些问题将在进一步研究中逐步改进。
参考文献
[1]高翔，庄侃沁，孙勇.西欧电网“11.4”大停电事故的启示【J】.电网技术2007，31（1）：25-31.
[2]陈素芳，王凯.基于多智能体的电网操作票自动生成系统【J】电力系统自动化2008，32 （15 ）：49-53.
[3]徐俊杰，许先锋，杜红卫，等.电网智能操作票管理系统【J】.电力自动化设备2009，29 （11）：98-101.
[4]陆芸裴雯陆杏全.智能化检修票和操作票系统的实时数据库设计【J】.电力系统自动化2005，29（13）：84-86
关键词：智能手机；配电网；现场作业管理；GPS定位；实时信息交互
0引言
在电力系统中，配电网作为电力网络向用户供电的最终环节，其运行、管理及维护工作任务艰巨且直接影响到电网运行的安全性、可靠性以及事故处理的效率。在现有的配电网运行管理工作中，仍然采用传统的纸质操作票与工作票（c2票）工作方式，且资料均是手工填写、纸质传递。传统的方式己经暴露出人为因素多、数据记录不易保存以及检索、文档交接费时等问题，特别是工作效率低，增加了配电网检修维护的操作时间，尤其在遇到紧急事故时不利于建立快速反应机制，文献【2-4】中分析了缺乏这种快速处理能力所造成的后果。因此，传统的管理方式己经不能适应现代电力系统的发展要求，利用现代化的技术手段提高配电网运行和管理工作的工作效率和规范性日益重要。
目前，配电网管理工作正向电子化、信息化的方向发展，在研究解决传统的配电网管理欠规范、效率低等问题上，取得了一些有价值的研究成果。例如，文献【2-4】针对2票开票环节的信息化研究，降低了误开票风险、提高了开票效率，但是未将配电网信息化管理延伸到工作现场，现场作业时仍旧采用传统的工作方式。为提升工作现场信息化管理水平，文献【1-4】利用GPRS网络实现了电力系统数据的实时采集和远程递交。这些研究提高了配电网管理工作的信息化水平，特别是文献【4】综合应用PDA ，CPS和无线通信技术，通过构建远程服务系
统实现了线路巡检结果远程上传和缺陷定位，提高了配电网线路巡检的效率和管理水平，但还不能完全满足配电网维护管理的信息化需求，例如，不能实时了解工作人员的作业位置，缺乏人员调度的灵活性；现场图像语音远程上传能力不足以及缺少电话调度，缺少现场与调度中心信息双向交互能力，对复杂情况和紧急事故处理效率受到很人制约。
随着科技的发展，智能手机软硬件功能越来越强大，在实现的功能上完全可以取代PDA，体积小、功能强、使用简单和系统开放性强的特点使其应用越来越广泛。针对配电网管理的传统工作方式存在的不足，结合现代智能手机、CPS定位技术和GPRS网络技术等信息技术手段，建立了实用新型的配电网现场作业管理系统，集成信息采集、数据传输、存储以及调度定位等业务流程，使现场工作人员能够与远程调度中心进行实时、双向信息交互，规范了数据录入，提高了工作效率，增加了调度灵活性以及紧急情况的响应能力。
1系统设计
为了解决传统的配电网检修和维护管理效率低、缺乏信息化规范管理等问题，这里设计实现的配电网现场作业管理系统，以智能手机为移动应用终端，搭载Windows Mobile为手机软件支撑系统，设计开发配电网现场作业管理客户端应用软件；以Internet上配电网现场作业管理Web服务器为管理中枢；同时，以GPRS无线网络作为智能手机和Web服务器的远程通信链路支撑；结合CPS定位技术、电子地图，构建了作业调度和信息管理相结合的高效信息化管理平台。
1.1系统结构设计
配电网现场作业管理系统结构如图1所示，包括配电网现场作业管理客户端、调度中心服务器、通信网络3个部分。
配电网现场作业管理客户端应用软件以配置Windows Mobile操作系统的智能手机为载体。在配电网现场作业中，客户端无线网络与调度中心服务器进行数据通信，接收电网调度中心电话的调度命令，并进行白动记录。
调度中心服务器建立在Internet网络上的Web服务器，为客户端提供Web服务并存储数据，且管理员通过局域网访问中心服务器管理资料和实时观察，以及指导现场工作人员的技术操作。
通信网络采用GPRS +Internet的通信模式，客户端可直接通过GPRS网络访问位于Internet的服务器。GPRS网络具有接入范围广、数据传输速率高和永远在线等优点。虽然目前3G网络传输速率优于GPRS网络，但在小城镇和偏远农村地区还未覆盖，应用十分受限。本系统中选择GPRS网络进行数据传输。
1.2系统功能设计
根据实际配电网检修和运行工作的需要，在这里将配电网现场作业管理系统的功能主要设计为3个核心部分，即操作票工作票管理、现场语音图像信息管理、作业人员操作位置实时定位。
操作票工作票管理摒弃了传统纸质管理的2票体制而采用信息化电子票，配电网现场作业管理系统客户端从服务器卜载2票信息并以图形化界面方式显示。工作人员在对2票信息进行添加修改完成后，通过GPRS网络上传至调度中心服务器。
现场语音图像信息管理包括作业现场语音和图像数据的采集、存储和及时上传。现场语音图像资料可立即送同调度中心进行分析研究并及时通过智能手机接收反馈调度决策，以提高事故处理效率。
作业人员的现场作业位置实时定位是利用智能手机获取CPS数据并定时上传至服务器，通过Web页面，电子地图实时显示工作人员位置，实时跟踪现场工作人员位置
2关键技术实现
设计的配电网现场作业管理系统分为2个部分：（1）基于Windows Mobile智能手机的配电网现场作业管理系统客户端设计；（2）调度中心服务器站点设计。系统功能模块及总体运行流程如图2所示整个系统采用了C/S（客户机/服务器）与B/S（浏览器/服务器）模式相结合的方式实现。 其中智能手机客户端采用了C/S模式，现场工作人员通过应用程序界面管理2票操作以及CPS数据和语音图像数据采集，并采用RDA和Webservice两种技术实现客户端与服务器之间数据交换；调度中心采用了B/S模式，调度员通过Web页面管理访问服务器管理2票信息，跟踪作业位置以及查看现场语音图像信息。
2.1 2票管理电子流实现
为保证配电网现场作业安全规范，操作票和工作票具有严格的运行流程，主要有填写、审核、下载、修改、上传和存档6个步骤，图3显示了工作票管理流程。
为实现2票电子流，智能手机客户端采用SQLServer CE数据库存储2票信息；调度中心服务器采用SQL Server数据库存储由于2票内容繁多，本系统的2票数据在数据库中的存储方式采用多张数据表同时保存的方式。工作票数据库包括“基本信息”、“工作任务”、“安全措施”、“终结报告”等。
数据表，操作票包括“操作项目”和“操作票内容”数据表，并将具有唯一性的2票编号作为主键和关联外键把数据表关联起来。
在服务器端，采用了将数据库中2票数据与ASP.NET页面文木控件绑定的方式，访问人员可直接通过ASP.NET页面操作数据库中2票内容，包括2票填写、审核和检索。
2票的上传下载采用了RDA（远程数据访问）技术，RDA技术是一种SQL Server与SQL Server CE数据库之间远程数据同步技术rye下载2票数据时填写需下载的2票编号，采用RDA技术的PULL拉数据）方法将服务器SQL Server数据库中2票数据下载至本地CE数据库中。智能手机客户端完成2票内容后，采用PUSH（推数据）方法将本地数据上传至服务器。
2.2 语音图像数据快速上传技术实现
实际使用中GPRS网络上载速率低于50 kbit/s ，直接上传语音图像数据所需时间很长。为实现数据快速上传，系统对语音和图片分别进行了压缩。
对于语音数据的压缩系统采用6.726-ADPCM（白适应差值脉冲调制）算法，对语音进行压缩处理。录音时采用64 kbit/s的PCM脉冲编码调制信号，然后采用ADPC M编码器将信号编码为16 kbit/s的ADPCM信号并输出压缩文件，将原始语音文件大小压缩到原来的1/4- ADPCM压缩文件上传后通过ADPCM解码器还原为64 kbit/s的PCM信号并保存为wav文件。
2.3实时定位技术实现
为确保配电网现场工作人员到达正确地点作业，实时跟踪工作人员操作位置非常重要。系统结合GPS技术和Google Maps（谷歌地图）实现了现场工作人员地理位置的实时跟踪定位。
智能手机集成GPS接收机，GPS数据获取和解析采用了GPSID （GPS中间驱动）接口，它是Win-down Mobile为应用层提供的访问GPS硬件驱动接口，GPS数据采集首先采用GPSOpenDevice接口函数打开GPS设备，然后在G PS位置改变事件Loc ationChanged中调用GPSGetPosition接口获取GPS经纬度数据。
系统在服务器上发布了接收CPS数据信息的Webservice服务，该服务利用ADO.NET对SQLServer数据库操作类将经纬度信息及工作人员姓名保存到服务器SQL Server数据库中客户端在获得CPS数据后，远程调用该服务完成CPS数据上传。
3结语
基于智能手机的配电网现场作业管理系统，实现了配电网作业现场与调度中心数据实时双向交互以及工作人员操作位置实时定位问题，同时解决了传统配电网过程中纸质化a票管理低效率欠规范的问题，优化了人员调度管理，实现了配电网检修和运行作业的信息化管理。通过该系统的实际运行，验证了系统的稳定性和可靠性，极大提高了配电网运行管理工作的效率。但是本系统还存在一些需要改进的地方，例如，CPS定位经度在有障碍物时定位不够精确，对较人的图像或语音上传能力还有待提高，这些问题将在进一步研究中逐步改进。
参考文献
[1]高翔，庄侃沁，孙勇.西欧电网“11.4”大停电事故的启示【J】.电网技术2007，31（1）：25-31.
[2]陈素芳，王凯.基于多智能体的电网操作票自动生成系统【J】电力系统自动化2008，32 （15 ）：49-53.
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