基于CIM的设备台帐二维码标识方法

石文江

（国网大连供电公司，辽宁 大连 116011）

基于CIM的设备台帐二维码标识方法

石文江

（国网大连供电公司，辽宁 大连 116011）

本文通过设计设备台帐CIM类来规范设备台帐中的属性描述，有利于信息的共享，采用URL内容样式的二维码来标识设备台帐，有利于提高设备台帐录入效率和信息的准确性，减少人工填报的环节，为设备台帐信息的“源端维护、全局共享”的目标实现奠定基础。

设备台帐；CIM；二维码；URL；IEC 61970；IEC 61968

电力系统设备的种类繁多，数量巨大，设备台帐的标识和信息归集的工作量大。对于不同的信息系统，存在设备台帐内容相同但字段名称不同的问题，即信息孤岛的一种表现，例如调度管理系统（OMS）中的设备台帐的字段名为：设备名称、所属系统名称、系统类型、单位名称、设备大类、设备类型、设备型号、投运日期、是否退役、退役日期、制造厂家、安装地点、通信规约、设备数量等25个字段，而资产全寿命管理系统（ERP）中的设备台帐字段名为：资产编码、资产分类、使用保管单位、资产描述、资产补充描述、数量、成本中心、保管人、资产使用情况、电压等级、资产状态、制造商、资产存放（坐落）地址等21个字段。从设备台帐的信息来源看存在多环节人工重复录入所带来的人为错误的和信息不一致的问题，其中部分信息来自装置本体上的铭牌（如：设备型号、制造商）、系统配置（如：通信规约），另一部分信息来自装置与外部的关联（如：单位名称、保管人），还有一部分是资产信息（如：资产编码）和运维信息（如：检修记录），这些设备台帐信息往往由多个部门在不同系统中人工建立和维护，效率低下，同时也存在不同系统间同一设备的台帐信息不一致的情况。但随着IEC 61970和IEC 61968标准的推广应用，CIM已为业界所熟悉，若电网设备台帐遵循CIM标准，则无疑将有利于信息的共享和交换，解决信息孤岛问题[1-5]。另外，二维码的出现也为电网设备台帐的标识与采集录入提供了一种高效的技术手段，尽可能地减少了人工重复录入的工作量及人为错误[6-10]。

1 设备台帐类设计

1.1 类图

采用二维码描述的设备台帐内容宜为设备投运前能够确定的静态内容，且易于扩充，较多的内容可由多张二维码级联完成标识，可将它们贴于设备本体或设备所在屏柜的门背面，以便作为工程验收的必备材料。设备台帐二维码内容包括设备属性信息、资产信息和检修记录3部分。根据IEC 61970 CIM14V13和IEC 61968 CIM10V28，本文所设计的设备台帐类（equipment account）继承于 Core核心包中的Equipment设备类，同时与Core包中的PSRType电力系统资源类型类和Company公司类、Out Tage停运包中的Clerance Tag标签类、IEC 61968 CIM中的Asset资产类进行关联，关联的形式是多对一，既多个 Equipment Account类实例关联一个 Asset、Clearance Tag、PSR Type、Company类实例。具体类图设计如图1所示。

图1 EquipmentAccount类图

1.2 Equipment Account属性及实例化方法

Equipment Account的固有属性有8个：工程编号（serial Number）、安装日期（installation Date）、设备型号（category）、设备子类（PSR Type）、运维单位（ business Unit Name）、 检 修 内 容 （ work Description）、检修开始时间（work Start Time）、检修结束时间（work End Time），其中：工程编号用于指明资产的工程来源，它与 Asset类中的 serial Number属性关联；安装日期和设备型号分别与Asset类中的installation Date和category属性关联；检修内容、检修开始时间、检修结束时间分别与标签类CleranceTag中的work Description、work Start Time、work End Time相关联；设备子类与PSR Type类的name属性相关联；运维单位与Company类的business Unit Name属性相关联。Equipment Account继承的属性有4个：name、aliase Name、path Name、description，它们遵循IEC 61970的用户实施规则：name是设备的简要名称，它在同一层对象下的所有对象中是唯一的；path Name是设备所在包容层次结构中的位置；aliase Name为设备名称的缩写；description 为任意格式的描述，可利用它对Equipment Account类中没有的属性内容进行扩充。

2 信息采集方案和内容标识方法

2.1 二维码信息采集方案

目前设备台帐二维码信息的远传通道可选的有：互联网、企业办公自动化MIS网络、电力调度数据专网SPDnet，在工程实践中为了满足电力二次安全防护的要求，不使用互联网，而是使用SPDnet或MIS网络，为此信息采集设备应采用专门开发配套的手持设备，本实施例采用去除SIM卡的专用智能手机终端，在该智能手机上安装有二维码扫描及外网透墙APP软件，通过在工程现场（如：变电站）的 MIS或 SPDnet网络交换机上临时加装便携式WiFi接入组合体，该组合体由WiFi路由器、正反向物理隔离一体装置、内网透墙平板电脑组成，WiFi路由器启用加密安全认证机制，无SIM卡的专用智能手机终端连接到WiFi路由器后，先扫描设备台帐二维码并转换成国网E语言文本文件，由外网透墙APP软件和平板电脑上的内网透墙软件配合以非网络方式经正反向物理隔离一体装置传输设备台帐文本文件，再由内网透墙平板电脑以网络方式向主站服务器上传或下载台帐信息，这样严格避免了内外网互联的情况，其过程如图2所示，图中的虚线箭头是信息传递的方向。

图2 设备台帐二维码采集方案

2.2 二维码内容格式选择

设备台帐二维码的常见内容格式主要有两种：①格式文本，如国网E语言；②URL链接。第①种格式需要主站端用特定软件对汇集好的大量文本进行入库处理，另外在二维码扫描环节中如果采用普通手机二维码软件还需要人工干预对扫描得到的文本进行转发归集操作；第②种格式可以将设备台帐信息做成表单提交格式的URL链接，可用普通手机二维码软件进行扫描，现场设备台帐采集人员可通过点击该链接即可将设备台帐数据填报到远方主站数据库，因此本文选择URL链接作为设备台帐二维码的内容格式。

2.3 设备台帐的静态内容标识方法

设备台帐静态内容是工程编号、安装日期、设备型号、设备子类、运维单位，这部分内容在工程竣工验收前通常能够被确定，同时这部分二维码的制作工作可由施工单位完成，建设单位在项目验收时进行二维码扫描并完成设备台帐信息的归集工作。由于设备台帐内容可能较多，在一张二维码中表达可能较困难，可以将其拆分为多张二维码，为了保证多个二维码的扫描内容在归集到主站数据库时前后保持一致，要求一台设备的所有二维码中的name、aliase Name、path Name属性内容完全相同，而其他属性的内容则不同，并且可以根据这些属性的内容有无双引号标识来选择累加还是覆盖的入库方式，例如 description属性，它的内容用双引号（“”）括起，其内容可以由多个属性组合而成，不同属性用分号（；）隔开，在含有description属性的二维码URL内容被点击时，description属性内容是被累加到数据库现有记录的description字段后面的，而对于除name、aliase Name、path Name属性外没有双引号的属性内容，采取覆盖录入的方式。设备台帐静态内容的二维码处理流程如图3所示。

图3 设备台帐静态内容二维码处理流程

2.4 二维码动态内容的标识方法

设备台帐的动态内容是：检修内容、检修开始时间、检修结束时间，可用两张二维码进行表达，第一张用于检修记录的录入，所使用的手机二维码扫描软件需要具有编辑功能，运维人员通过该软件将扫描到的URL中的work Description、work Start Time、work End Time的属性内容替换为当前检修工作的具体内容，再点击这个修改后的 URL进行内容提交，从而将新的检修记录填加到主站设备台帐数据库中，其处理流程如图4所示。第二张用于设备历史检修记录的查询，二维码内容是表单提交样式的数据库查询URL，运维人员点击该URL将得到当前设备的所有检修记录。

图4 设备台帐检修记录的录入流程

2.5 设备台帐二维码示例

1）二次设备台帐二维码示例

以一台在大连220kV万宝变电站控保室安装的地调接入网路由器为例，已知该变电站的CIM容器名为“subWanbao”，在 subWanbao下建立电压等级容器“220V”，在220V容器下建立间隔“数据网”，该路由器在此间隔内，主站设备台帐数据库网址为 https：//www.dloms.com，它的设备台帐由 4张二维码组成，其内容如下：

（1）https：//www.dloms.com/inputdata?name=地调接入网路由器1 &aliaseName=wbsrt1&path Name= subWanbao.220V.数据网&description="设备型号= H3C3630;安装日期=2014.12.31;制造厂商=杭州华三"。

（2）https：//www.dloms.com/inputdata?name=地调接入网路由器1&aliaseName=wbsrt1& pathName=subWanbao.220V.数据网&businessUnit Name=瓦房店变电二次运检班&serialNumber=14调通02&设备子类=SPDnetIII。

（3）https：//www.dloms.com/inputdata?name=地调接入网路由器1 &aliaseName=wbsrt1&path Name=subWanbao.220V.数据网&workDescription=请输入作业内容&workStartTime=请输入开始时间（格式 2015.1.1）&workEndTime=请输入结束时间（格式2015.1.1）。

（4）https：//www.dloms.com/getdata?name=地调接入网路由器 1&aliaseName=wbsrt1&pathName= subWanbao.220V.数据网。

对应的二维码见表1。

表1 二次设备台帐的二维码示例

2）一次设备台帐二维码示例

以220kV万宝变电站66kV北母电压互感器为例。已知在电压等级容器66kV下建立了66TV1间隔，该互感器在此间隔内，其设备台帐二维码有 4张，其内容如下：

（1）https：//www.dloms.com/inputdata?name=66kV北母电压互感器&aliaseName=wbs66TV1 &pathName= subWanbao.66kV.66TV1&description="设备型号= JDCF-66 W3;安装日期=2001.9.3;制造厂商=阿塔其大一互感器有限公司"。

（2）https：//www.dloms.com/inputdata?name=66kV北母电压互感器&aliaseName=wbs66TV1 &pathName =subWanbao.66kV.66TV1&businessUnitName=瓦房店变电一次运检班&serialNumber=01技改03&设备子类=66kVAC。

（3）https：//www.dloms.com/inputdata?name=66kV北母电压互感器&aliaseName=wbs66TV1& pathName= subWanbao.66kV.66TV1&workDescription=请输入作业内容&workStartTime=请输入开始时间（格式2015.1.1）&workEndTime=请输入结束时间（格式2015.1.1）。

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

对应的二维码见表2。

表2 一次设备台帐的二维码示例

3 结论

实践证明，在对电网设备采用满足 IEC 61970和IEC 61968 CIM标准台帐的二维码进行标识后，在现场工作中用手机二维码扫描软件进行设备台帐和运维信息的采集入库及查询历史记录的工作将变得非常简单高效。该技术有利于设备台帐信息的“源端维护、全局共享”目标的实现。

[1]辛耀中,米为民,蒋国栋,等.基于CIM/E的电网调度中心应用模型信息共享方案[J].电力系统自动化,2013,37(8)：1-5.

[2]李伟,辛耀中,沈国辉,等.基于CIM/G的电网图形维护与共享方案[J].电力系统自动化,2015,39(1)：42-47.

[3]钱锋,唐国庆,顾全.基于CIM标准和SVG的分散式图模合并[J].电力系统自动化,2007,31(5)：84-89.

[4]陈根军,周红阳,李文云,等.基于CIM扩展的通用保护模型及其应用[J].电力系统自动化,2012,36(24)：49-53,78.

[5]王彬,何光宇,董树锋,等.基于CIM的全图形自生成及三维可视化[J].电力系统自动化,2010,34(4)：55-58,74.

[6]徐玲,蒋欣志,张杰.手机二维码识别系统的设计与实现[J].计算机应用,2012,32(5)：1474-1476.

[7]孙晓瑜,王荣宗.国外手机二维码技术在图书馆中的应用及启示[J].图书馆学研究,2011(3)：23-25.

[8]肖全钦,刘明军,刘悦.手机二维码的研究[J].金卡工程,2008,12(2)：66-69.

[9]唐莉,刘富强,钱黎俊.Data Matrix二维码图像处理与应用[J].电子技术应用,2004,30(3)：14-16.

[10]王艳玮,张平康,李琪.二维码在供电企业计量器具管理中的应用[J].电力系统自动化,2004,28(4)：85-87.

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，辽宁大连人，硕士研究生，主要从事调度自动化和配电自动化系统的检修管理工作。

国网辽宁省电力有限公司科技项目（16 省科技03）（5222DL16002J）