变电站定位导航方法概述

刘鹏　尹玉娟　魏振　李孟　吴寿山　雷敏　孙昭昌

摘 要：随着电力系统规模扩大，供电公司负责变电站数目与日剧增。凭借记忆变电站地址和驾驶路径的传统工作方式效率日益低下。该文总结了三种基于智能手机等移动终端的变电站定位导航方法，介绍了它们的地址保密策略和定位导航实现方式。为避免地址泄密，三种方式未在安装于移动终端的定位导航软件中存储变电站地址，而是采用外部输入或者授权发送方式传送特定地址信息，实现变电站信息与定位导航装置的分离，降低泄密风险。

关键词：变电站 定位导航 智能手机 移动终端 数据加密

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）03（b）-0008-02

随着变电站规模扩大和变电设备质量提高，其检修周期也相应拓宽[1]，工作人员去特定变电站的机会减少，特定人员到特定变电站的机会可能几年一次。随着城市建设、城乡改造发展，城镇和乡村交通道路、建筑街景等参考地貌也逐年逐月改变。一方面变电站规模扩大、人员到达现场时间间隔增加，一方面变电站周边参考地貌改变，造成工作人员对变电站地址和行驶路径不熟悉，影响达到现场的时间。商用定位导航设备已非常成熟，但因变电站关系国计民生，其地址属国家保密数据，商用定位导航设备并未存储变电站信息，无法直接对变电站实现定位导航；同时高电压等级变电站多坐落于荒郊野外，周围也缺乏必要参考物可用于商业定位导航设备中的辅助定位。

如何在地址保密下实现变电站定位导航考验着电力技术人员。近年来工程人员相继提出了基于二维码的变电站定位导航方法、基于GIS的巡检现场手机定位导航方法以及基于地址服务器的手机APP定位导航方法。这几种变电站定位导航方法均依托目前广泛应用的智能手机等移动终端，该文将对其进行分析介绍。

1 基于二维码的变电站定位导航方法

广东电网公司佛山供电局采用了一种基于二维码的变电站定位导航方法[2]。一个二维码可容纳多达1 850大写字母或者270个数字，或500汉字等。因此，利用二维码“存储”变电站地址信息绰绰有余。制作变电站地址二维码卡片的基本原理是首先获得变电站地址的经纬度信息，对变电站的经纬度信息转换成固定格式的数字序列，对得到的数字序列按照一定的加密策略完成加密处理，对加密后的数字序列生成二维码并制作成二维码卡片。

在地址二维码解码方面，采用智能手机或者平板电脑安装自行开发的定位导航软件APP程序实现。软件APP设有二维码扫描功能，打开后可以启动手机或者平板电脑摄像头，当二维码卡片靠近其摄像头后可自行完成二维码扫码的信息输入。软件APP获得二维码提供的变电站地址信息后，自动按照预定的解密策略完成信息解密，从而获得变电站真正的地址经纬度信息。

2 基于GIS的巡检现场手机定位导航方式

天津市电力公司提出了一种基于GIS的巡检现场手机定位导航方式，利用电网GIS（地理信息系统）系统的变电站坐标信息作为地址来源[3]。整套系统包含四个组成部分，智能手机、外网服务器、内网服务器和GIS服务器。手机终端发送地址需求到外网服务器，外网服务器通过安全隔离装置请求信息内网数据库的数据，GIS系统发送加密的位置信息到信息内网数据库，通过安全隔离装置到达外网数据库，巡检人员通过刷新按钮或系统定时轮询进行数据请求，形成任务信息下发到移动客户端，手机端完成对经纬度信息的解密处理，调用百度或高德地图完成导航。工作流程中，手机、内网服务器、外网服务器均不存储任何数据。数据传送过程中，通过数据加密保证数据的安全。

基于GIS的巡检现场手机定位导航方式通过数据加密实现变电站地址信息在GIS系统、外网服务器、内网服务器和手机终端之间的安全传递，实现地址信息的保密，安全性能较高。不过，GIS系统地图更新程序复杂、造成更新速度慢，地图陈旧，可能造成传送的地址信息不准确，导航信息不准等问题。

3 基于地址服务器的手机APP定位导航方式

江苏省电力公司检修公司、山东省电力公司青岛供电公司则采用了一种基于地址服务器的手机APP定位导航方式[4]。该方法与基于GIS的巡检现场手机定位导航方式有一定的类似之处。其变电地址来源于接入互联网的地址服务器。为了保证该敏感数据的安全和不被泄露，存入地址服务器的变电站地址按照一套安全的加密算法对其进行加密处理。基于安全考虑，系统采用的密钥格式为：约定位数的公共字符串+手机唯一设备标识符。密钥的构成主要分为两个部分：（1）约定的位数的公共字符串。由后台管理员设定的约定位数的随机字符串作为最终密钥的一部分。（2）手机唯一设备标识符。管理员需要提前获取使用该APP的手机的设备标识符，该字符串对于每台手机而言是唯一的，因此，每台手机对应的最终密钥就具有唯一性，这样即使经过加密的数据文件被窃取，敏感信息也不会被大面积的破解和泄露，大大提高了变电站数据传输和存储的安全性。

4 基于移动终端的定位导航APP程序

获得变电站地址信息后，后续的基于智能手机或平板电脑等移动终端的定位导航APP程序设计大同小异。近几年来智能手机已相当普及，其硬件包含件包含有CPU、GPU、ROM、RAM、FLASH存储卡、液晶屏、触摸屏、摄像头、Wi-Fi无线连接模块、3G模块、GPS模块及声音等模块，类似于个人电脑，用户可自行安装第三方开发的程序，并通过移动通讯网络实现无限网络连接，为手机应用程序的研发提供了非常好的平台和广阔的发展空间[5]。基于移动智能手机等移动终端的APP程序开发可通过引用商用的地图导航API实现地图加载、创建地图容器元素，创建点坐标，地图初始化，创建地图等功能。

5 结语

基于无线网络技术和智能终端的定位导航方法已经在当前社会中获得了广泛的应用，极大方便了人们出行。因变电站关系国计民生，其地址信息属国家保密数据，商用定位导航软件或装置均不能直接实现精确导航。该文总结了3种目前常用的基于智能手机等移动终端的变电站定位導航方法，介绍了它们的地址保密策略和定位导航的实现方式。为避免变电站地址信息泄漏，它们均采用了地址信息与定位导航装置分离的设计方式，外部输入加密的地址信息，导航装置解密后获得当前需要定位的变电站地址经纬度，从而实现特定变电站的定位导航。这三种变电站定位导航方法均在保证地址信息不会泄密的情况下实现了变电站的定位导航，在当前电力系统规模日益扩大、变电站数目逐年增长的形势下，可辅助电力工作人员巡视实现目标变电站的定位导航，缩短到达时间，提高工作效率，具有较强的现实应用意义。

参考文献

[1] 国家电网.Q/GDW 1168-2013，输变电设备状态检修试验规程[M].北京：中国电力出版社，2014.

[2] 李固，严杰峰，黄衍波，等.基于二维码的变电站的定位导航方法[J].信息与电脑，2015（12）：94-103.

[3] 何金，王扬，董阳，等.基于GIS的巡检现场手机定位导航系统[J].电力信息通信技术，2014（7）：7-11.

[4] 蒋昊松，黄国栋，张霞.基于Android的变电站地理位置导航系统的设计与实现[J].无线互联科技，2016（4）：61-64.

[5] 邵长恒，赵焕杰.Android程序开发使用教程[M].北京：清华大学出版社，2014.