基于物联网技术的配电抢修工具研究

陈光 朱彦卿 董徐鑫

传统配电抢修公工作存在记录不清晰响应不彻底，对于传统抢修工作的记录工作更是利用纸笔，或者是内部邮件系统等，这对公司青年员工的培养提出了极大的考验。随着国网公司创造性地提出建设“三型两网”世界一流能源互联网企业的战略目标，电力物联网的概念也应运而生，本文从感知层、传输层、应用层三个层面构建配电抢修工具的物联网应用，做到信息传输无壁垒，从而提高人员素质缩短抢修时间，提升一线班组运行效率。

0 引言

随着国网公司创造性地提出建设“三型两网”世界一流能源互联网企业的战略目标，电力物联网的概念也应运而生，物联网直观上是一类连接物品的互联网，是下一代网络和互联网发展的必然产物[1]。由于目前国内外对物联网研究尚未深入，学术界和工业界都没有完全认识物联网的内在本质，对物联网的复杂性缺乏认识。目前国内外已经研究和开发了一些物品或物理装置的联网技术，使得部分研究人员仅仅从专用的物品或物理装置联网的角度片面理解物联网，在一定程度上形成了物联网认识的误区，一个是认为所有的网络和信息化都是物联技术，其次是认为物联网仅仅是信息技术的合集。

本文在研究物联网的感知层、传输层、应用层，三个层面入手，从具体的案例出发，对物联网进行实践，通过一个案例去深入了解物联系统的构成，深刻了解物联网的同时，也可以提高班组运行效率。

1 物联网的构成

物联网（IOT，The Internet of Things）是在互联网的基础上，把物品主动连接到网络上进行信息和通信的一种方式，从结构上可以分为感知层、传输层、应用层三个层面。

物联网的感知层由传感器和检测装置构成，主要对被测信息进行感知，同时根据相应的规律变换成不同的形式，最终进行信息输出，感知层主要是针对各种信息和参量进行信息采集和加工处理。从采用的感知技术层面，又可以分为RFID技术、二维码技术、NFC技术、ZigBee技术、蓝牙技术等等，有集成的设备或者单独的设备不同种类的分类，根据不同的应用场景进行不同种类的选择方式。

传输层是整个网络体系结构中的关键层次之一，主要负责向两个主机中进程之间的通信提供服务，主要为了将感知层感知到的数据采用合适的方式实时传输到云端或接受设备上，为后期应用层面做准备。传输层在终端用户之间提供透明的数据传输，向上层提供可靠的数据传输服务。

在数据传输到云端服务器或接收端设备之后，便可对采集的数据进行管理和应用，根据不同的需求，开发不同的应用平台进行相应的实践，达到所需要的效果

2 基于物联网技术的配电抢修工具研究

传统配电抢修工作中，主要流程如图2所示，从接到通知到达现场、故障勘察、故障隔离、现场抢修直到恢复送电。现阶段每一步操作步骤中均采用电话或口头回应，在信息传输过程中可能存在延迟，从而影响抢修时间。其次，在青年员工培养的过程中，青年员工无法直接学习抢修过程的材料，导致业务不熟练。

根据物联网相关特性，将传统的“安静”的配电抢修工具连接到网络中，从物联网的三个层面研究属于配电抢修一线实际的设备和网络的传输。

感知层中将传统配电抢修工器具（接地线、令克棒、绝缘手套、绝缘靴等）贴上电子标签，台账电子化录入信息，按照日常工作需要分类，赋予每个工器具“物联”ID。分别在每个工具ID上分为静态数据（如名称、使用时间、电试时间等）和动态数据（地理位置信息、温度、湿度等）两部分内容。

传输层为了将工器具所带有的电子动态及静态数据有效实时传输，采用适当的传输技术，将设备的数据实时传输到云端或接受设备上，为后期应用层面做准备。

在数据传输到云端服务器或接收端设备之后，开始对工器具进行管理，本项目根据班组实际情况从日常工作、台账管理、教育教学三个方面进行应用，后期该功能随着技术的发展和普及可能会有其他的功能可以开发。

建立多维事故抢修数据库，从“看、听、试”全方位培养青年员工配电抢修能力。现阶段应急抢修作业，事故分析过程不详细，记录较为单一，作业方法记录不具体，抢修结束后对抢修过程中出现的问题总结得不够清楚。不同于日常的登杆操作，如拉合杆刀、挂拆接地线等，可以在培训基地不停地训练以至合格可上岗，配电抢修作业更多的是经验的累积，新晋员工没法在繁忙的工作中“复制”配电抢修作业，缺乏现场练习的途径，没法在传统培训中进行“实操”培训，班组人员的“抢修经验值”差别较大，同类型的故障以及同一班组对不同的故障的处理时间会参差不齐。而通过积累配电抢修的视频、音频、图片等素材，形成配电抢修数据库，没有经历过类似抢修的员工可以通过“看、听、试”的方式对配网抢修作业有多维度的体验，有助于每次抢修作业之后的總结和学习，并把培训期间的薄弱环节强化，从而在长期提高班组人员各方面能力，提高配电抢修作业效率，缩短配电抢修时间。

3 应用案例

在感知层方面主要是采用二维码和NFC作为本次研究的重点，通过其存储信息的方式，结合抢修流程和特点选取传输网络和应用方式。

3.1 扫码触碰一键查询

采用uniquID设计保证每个设备有专属二维码，保证特定软件进行扫描才可显示，对设备二维码形成独立的数据管理“位置”，保证录入设备数据信息管理的方便稳定，以及后期管理数据的方便。

同时采用NFC技术，将传统纸质版本的使用说明书链接到多媒体影像中，使新工具的教学使用更加丰富多元。

3.2 抢修实时记录并传至云端

通过二维码记录抢修的时事情况并采用特定的模板，可以详细记录现场发生情况，统计异常情况，对现场进行录音，拍摄视频，方便后续人员的查看。同时对于人员的权限进行管理，班组成员可以实时查看抢修历史记录、其他人员只可录入无法查看历史记录，保证其安全性。

3.3 抢修结果的复盘

针对特定的抢修结果，进行学习，让青年员工不仅更清楚抢修的流程，抢修注意事项，更加可以从电网整体架构上了解抢修发生情况，通过一次抢修学习一条线路，做到从网架上清楚，从操作上熟悉。

在采用抢修辅助工具之后，在分别在抢修过程的各个环节有效节省了时间，如下表所示，从短期和长期综合考虑可节约40分钟左右的抢修时间。

4 结论

本文通过具体的案例出发对物联网进行了实践，通过配电抢修这个具体的应用场景选择了适用于物联网搭建的各种芯片和传输方式，同时建立配电抢修数据库，提升班组运行效率，提高人员素质水平。在日后的研究中，针对数据传输过程的加密问题进行相应的研究和探索，保证信息流通的通畅性。

参考文献

[1]潘锦良，孙彬华，肖禧超.基于物联网的配电网多故障抢修资源调度策略[J].中国新通信（16）.