二维码在变电精益化管理中的应用研究

李宏伟 杨光 王予疆 严燕 朱惠娣

(国网河南省电力公司郑州供电公司)

二维码在变电精益化管理中的应用研究

李宏伟 杨光 王予疆 严燕 朱惠娣

(国网河南省电力公司郑州供电公司)

由于电网规模的不断扩大，变电站二次设备日益增多，在一定程度上加大了工作人员的工作量与工作难度。为了更加方便地管理变电设备，本文通过对变电站的保护装置的分析与研究，规范变电站设备的名称及标识，采用数字扫描装置和二维码技术的应用，来合理有效地解决设备增加带来的运维人员工作量大的问题。实现了智能手机等终端设备对变电设备数据的分布式在线浏览与功能审批等功能，有效解决了保护设备管理困难，不能高效利用的企业难题。

变电站；设备管理；二维码技术；数字扫描

0 引言

“三集五大”是实现国家电网公司建设“一强三优”现代公司目标的战略途径，随着“三集五大”工作的推进，变电运维工区由原来以变电运行为主的工作职能向由维护检修为核心的工作职能转变。随着我国经济的发展，电网规模的不断扩大，变电站二次设备日益增多[1-3]，在一定程度上加大了工作人员的工作量与工作难度。负责对变电站进行维护管理的变电运维部门正面临着飞速增益和支持不足的矛盾。主要矛盾包括以下几个方面：运维班组人员减少、管理维护站点增多；班组人员需掌握的设备信息量成倍增长，同时维护工作需要更加专业化、巡视标准化要求更高；维护与巡视工作中，现场调阅设备资料与历史缺陷等必要信息十分不便；设备状态、评价等动态化信息无法及时掌控。

因此需要探讨一种有效的方法对变电设备信息[4]进行高效管理与利用，二维码在大信息量储存与移动终端的良好互动等方面的性能优异，是智能设备高效便捷管理的重要技术支撑[5]。二维码技术发展十分迅速在社会各个领域应用十分广泛[6-11]。故可以通过对变电站的保护装置的分析与研究，规范变电站设备的名称及标识，采用数字扫描装置和二维码技术的应用，来合理有效地解决设备增加带来的运维人员工作量大的问题。

1 二维码技术

1.1 二维码技术原理

二维条码/二维码（2-dimensional bar code）是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的。在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。它具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能及处理图形旋转变化点。

在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。在许多种类的二维条码中，常用的码制有：Data Matrix，MaxiCode,Aztec，QR Code，Vericode，PDF417，Ultracode，Code 49，Code 16K等，QR Code码是1994年由日本DW公司发明。QR来自英文“Quick Response”的缩写，即快速反应的意思，源自发明者希望QR码可让其内容快速被解码。QR码最常见于日本、韩国，并为目前日本最流行的二维空间条码。但二维码的安全性也正备受挑战，带有恶意软件和病毒正成为二维码普及道路上的绊脚石。发展与防范二维码的滥用正成为一个亟待解决的问题。

二维码是一种比一维码更高级的条码格式。一维码只能在一个方向（一般是水平方向）上表达信息，而二维码在水平和垂直方向都可以存储信息。一维码只能由数字和字母组成，而二维码能存储汉字、数字和图片等信息，因此二维码的应用领域要广得多。

二维条码/二维码可以分为堆叠式/行排式二维条码和矩阵式二维条码。 堆叠式/行排式二维条码形态上是由多行短截的一维条码堆叠而成；矩阵式二维条码以矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置上用“点”表示二进制“1”， 用“空”表示二进制“0”，“点”和“空”的排列组成代码。

1.2 二维码在设备管理中的应用

在传统的设备管理中，设备台账繁重[12]，数据量庞大繁琐，运维人员在现场核对设备信息及运行情况，工作量非常大。而条码标识的信息量小，保密防伪性低，电子标签设备成本又高。二维码具有操作简单、物美价廉的优点；其次可以包含数字、文字、图象，信息容量大；此外，该技术的保密防伪性强，可靠性高，技术已经相当成熟。通过智能终端安装的二维码软件[13]，可以用随身携带的智能终端对现场各类设备进行比对查询，提高工作效率。

1.3 二维码变电设备标识特点

为了加强变电站设备运行管理，规范设备的名称和标识，方便现场变电站相关人员开展日常的运行、使用、维护及巡视工作，方便智能化信息化集成装置的使用，确保变电站设备运行状态良好,此系统也一并研究如何统一设计变电站设备的名称及标识，使其规范化，并能够有效地结合智能终端，为变电站相关工作员的日常工作带来现代化、信息化时代的便利。

1）高密度编码，信息容量大：可容纳多达1850个大写字母或2710个数字或1108个字节，或500多个汉字，比普通条码信息容量约高几十倍。

2）编码范围广：该条码可以把图片、声音、文字、签字、指纹等可以数字化的信息进行编码，用条码表示出来；可以表示多种语言文字；可表示图像数据。

3）容错能力强，具有纠错功能：这使得二维条码因穿孔、污损等引起局部损坏时，照样可以正确得到识读，损毁面积达50%仍可恢复信息。

4）译码可靠性高：它比普通条码译码错误率百万分之二要低得多，误码率不超过千万分之一。

5）可引入加密措施：保密性、防伪性好。

6）成本低，易制作，持久耐用。

7）条码符号形状、尺寸大小比例可变。

8）二维条码可以使用激光或CCD阅读器识读。

9）配合智能终端，可以轻松完成所有设备的巡视工作，查看巡视指导。

10）配合智能终端，可以在维护工作中，及时查看维护说明及要求。

11）配合智能终端，可以在操作工作中，查看操作提示，图文指导让操作标准化、规范化。

12）配合智能终端，可以随时查阅此设备之前发生的缺陷。

2 二维码设备管理设计思路

二维码在变电设备管理中的功能如图1所示，具体的功能介绍如下：

1）查询功能。变电站内设备标牌和铭牌上，制作好的台账信息旁附带有二维码，此二维码本身包含有设备的基本信息。工作人员可以使用其他二维码扫描工具快速查看此类信息，更丰富的功能则依赖本系统研发的APP来实现。

2）定位功能。变电站设备数量日益增多，即使有纸质的记录，传统的巡视中也难免有疏漏。本系统研究将所有的设备通过二维码扫描来实现设备的定位及查询，这样即可避免工作中的疏漏。

3）指导书功能。变电人员对日益增多的变电设备了解不可能面面俱到，而在巡视中又无法及时查阅相关的资料，有了设备上的二维码和智能终端，所有设备的资料可以一次性同步到终端，轻轻一扫，即可查阅该设备详细的台账信息、安装图、巡视指导书、操作要点等信息。快捷方便，减少了误操作的可能，从而让变电站工作人员的安全也得到了提升。

4）维护要求说明书。变电的维护工作种类多而且频繁，每一项的要求都不尽相同，细小的差别极易导致工作出现疏忽。本系统研究基于设备上的二维码，扫码即可调阅设备相关的维护要求和说明，降低维护工作失误的可能性。

5）操作提示卡。变电站各式各样的设备，操作方法繁多而且琐碎。本系统研究基于二维码的操作提示功能，在智能终端上展示具体的操作步骤，并可以配以图文说明，让工作人员的操作完成标准化、流程化、规范化。

6）缺陷查看。维护和巡视中发现的缺陷，登记之后，再次巡视或维护时会有提醒。将此前发现的缺陷关联到维护和巡视中，能够让每一位工作人员都能及时复查缺陷，尽快对其做出处理，降低发生事故的可能性。

图1 二维码在变电设备管理中的功能

3 二维码设备管理系统

3.1 系统主界面

二维码设备管理系统主界面如图2所示。

图2 系统主界面

3.2 系统功能模块

（1）功能模块一：设备扫码查询

扫描设备的二维码后的显示如图3所示。

图3 设备扫码查询功能

设备台账信息已经录入APP自带数据库，设备状态及评价可以点击选择并提交，再次进入会自动显示。

（2）功能模块二：设备资料多维度管理

扫描二维码后显示如图4所示。

点击三个项目中的任何一个，可以打开添加图片的页面，选择图片或拍摄照片后，点击提交，图片就会显示在列表中。点击查看图片，查看后点击关闭即可。

（3）功能模块三：设备缺陷管理

扫描二维码后显示如图5所示。

点击加号，即可添加缺陷。输入完成提交，列表中会显示当前缺陷。长按此条缺陷，会弹出状态选择，如果选择已消除，缺陷状态后随之更改。

图4 设备资料多维度管理

4 结束语

本文通过对变电站保护装置的分析与研究，规范变电站设备的名称及标识，采用数字扫描装置和二维码技术的应用，来合理有效地解决设备增加带来的运维人员工作量大的问题。实现了智能手机等终端设备对变电设备数据的分布式在线浏览与功能审批等功能，有效解决了保护设备管理困难不能高效利用的企业难题。

图5 设备缺陷管理

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2017-07-04）