配电网工程现场管控掌上终端系统总体构架设计

庄良文，潘本仁，张妍 ，桂小智

(1.许昌开普检测研究院股份有限公司，河南 许昌 461000； 2. 国网江西省电力有限公司电力科学研究院，南昌 330096)

0 引 言

近年来，配电网工程建设任务日益繁重，与输变电工程相比具有点多、面广、环境复杂多样、建设管理队伍技术素质不高、现场作业随意性大等突出问题。同时，由于施工工作面广，管理人员力量配置比严重不足，现场安全、质量监督管理要求难以管控，导致现场安全管控难度加大。为提高现场工作管控能力与水平，提升现场工作质量，有必要建设配网工程的终端管控。

目前，终端管控技术已在轨道交通、生产作业、警务安全等领域已取得一定建设成效[1-5]。针对电力建设以及投运中的移动管控研究，文献[6]探索了一种通过手机APP对配电线路施工质量质检的新模式，确保配电线路零缺陷投运。文献[7]对比分析了目前常用的输电线路在线监测系统的通信方式，利用OFDM调制和LDPC编码，提出了基于LDPC编码的OFDM无线专网通信系统，为输电网的建设提供了重要的通信手段。文献[8]介绍了一种基于移动平台的手持式一体化电力数据采集分析装置，实现了现场侧和中心侧的数据和资源共享，有效提高了现场运维的专业化和智能化水平，提升了运检工作效率和设备状态管控能力。

针对配电网管理建设已取得一定经验和实际应用[9-12]。文献[9]针对配电网运维管控的定位与业务需求，提出了配电网运维管控平台在运检业务管控督办、指标评价分析以及综合信息展现等方面的功能定位。文献[10]有效整合了某实际配电网的管理系统，将集抄系统、负控系统、GIS和EMS中的数据，并通过Web平台和可视化潮流平台进行监控与分析。但上述配网管控多应用有线通信互联媒介，无线通信终端技术可作为下一步研究方案。

文章主要工作是将配电网工程现场管控技术与无线掌上终端技术相结合，提出其总体构架设计方案。所构建的配网工程管控APP及支撑系统，涵盖了项目管理、施工前期、施工过程、工程竣工验收的工程全过程管控，能够有效提升配网工程的管控水平。

1 总体构架

配网工程管控APP及支撑系统的主要作用是维护项目批次及工程信息，汇总参建队伍、参建人员、作业计划及物资信息并形成配网工程信息数据库，通过移动应用终端采集施工现场信息，采用标准通用的软硬件平台(SG-UAP开发平台[13]、移动开发平台)，实现施工作业的远程管控，规范工程施工工序流程，以实时监督现场信息为手段，做到施工现场一目了然，工程进度真实准确，发现问题及时反馈，督促整改，监督施工工艺质量。配网工程管控系统总体架构图如图1所示。

图1 系统总体架构图Fig.1 Overall architecture diagram of distribution network engineering control system

2 构架遵从

2.1 应用构架

配网工程管控APP及支撑系统的总体功能主要包括配网工程的项目信息管理、参建队伍管理、节点计划管理、两票管理、施工前期管理、施工过程管理、工程完工管理、统计分析、辅助结算、智能预警及配网工程管控APP等功能。应用功能架构如图2所示。

图2 应用功能构架图Fig.2 Architecture diagram of application function

2.2 技术构架

系统遵循 J2EE 技术路线[14]，应用面向服务架构(SOA) 和 Weblogic 中间件，将软件、平台、基础设施整合建立标准体系并提供服务支持，按照数据层、数据集成层、应用层、展现层划分，以实现多层技术体系架构，通过 Web 服务接口实现与其他系统的集成。技术架构如图3所示。

图3 技术功能构架图Fig.3 Architecture diagram of technology function

2.3 技术路线

系统遵循 Java EE技术体系[15]，采用组件化、动态化的软件技术，利用一致的可共享的数据模型，通过一体化企业级平台的应用集成，保证各接口组件能够协同工作与各层次集成，最终实现数据共享和重用，达到满足业务需求的目标。技术选型见表1。

表1 系统技术选型Tab.1 System technology selection

3 系统应用层级

配网工程管控APP及主站支撑系统能够实现省公司-地市-县三级业主管理人员的应用功能，实现监理及施工人员的应用功能。各角色、层级的主要应用场景如下：

(1)省公司层(业主)

实时掌控全省配电网工程建设进度、建设情况，实现三级穿透管控，及时发现配电网工程建设过程中的问题，监督施工工艺质量，实现施工作业的远程管控，以实时监督现场信息为手段，做到施工现场一目了然，工程进度真实准确，提升配电网建设水平。

(2)市公司层(业主)

实时掌控本单位及所属县的配电网工程建设进度、建设情况，及时发现配电网工程建设过程中的问题，监督施工工艺质量，实现施工作业的远程管控，以实时监督现场信息为手段，做到施工现场一目了然，工程进度真实准确，辅助工程结算及资料归档，同时对参建单位进行评价，建立参建队伍业绩档案，实现配电网工程的全闭环管理，有效提升配电网建设水平。

(3)县公司层(业主)

实时掌控本县的配电网工程建设进度、建设情况，及时发现配电网工程建设过程中的问题，监督施工工艺质量，实现施工作业的远程管控，以实时监督现场信息为手段，做到施工现场一目了然，工程进度真实准确，辅助工程结算及资料归档，同时对参建单位进行评价，建立参建队伍业绩档案，实现配电网工程的全闭环管理，提升配电网建设水平。

(4)监理人员

实现施工“月、周、日”计划审核，以现场检查为核心，全过程记录作业内容、时间和监理人员到位情况，提高监理到位情况，严控施工逃避监管，实时上传现场信息。

(5)施工人员

实现施工“月、周、日”计划管理，以现场检查为核心，全过程记录作业内容、时间和工程施工人员到位情况，规范工程施工工序流程，以实时监督现场信息为手段实现施工作业的远程管控。

4 移动APP应用功能介绍

移动APP应用针对施工人员、监理人员、业主单位、配网工程管理人员提供了不同角色。并根据不同的角色进行功能及展示方式的实现。考虑到不同施工单位人员手机终端的差异，移动APP支持不同的硬件构架，支持IOS与Android操作系统。

掌上工程管控APP可集成实现功能详细列于表2。表2中，除了集成“施工前期、物资管理、二维码扫描识别、安全隐患、知识库管理”等通用模块，针对特定需求对象(业主、监理和施工)，不同版本的APP分别集成了与之对应的独立功能。

表2 移动终端APP主要功能集成Tab.2 Main function integration of mobile terminal APP

5 部署方案

系统分为内网主站应用系统、APP应用接口服务以及APP应用三个部分，同时将支撑系统的相关数据传入PMS2.0系统[16]。系统软硬件配置详见表3和表4。

表3 数据库服务器配置表Tab.3 Configuration table of database server

表4 应用服务器配置表Tab.4 Configuration table of application server

5.1 配网工程管控APP(业主内网版)部署架构

业主人员(含省、市、县管理人员)可使用基于信息内网的配网工程管控APP(业主内网版)应用。该应用以定制终端为载体，通过安全接入平台通道及统一权限平台认证，与内网的配网工程APP管控支撑系统应用实现数据接口交互。具体布置图详见图4。

图4 配网工程管控APP部署架构(业主内网版)Fig.4 Distribution network engineering control APP deployment architecture (owner′sintranet version)

5.2 配网工程管控APP(业主外网版)部署架构

业主人员(含省、市、县管理人员)也可使用是基于外网的配网工程管控APP(业主外网版)应用。该应用以个人智能手机为载体，通过集成接入安全交互平台及统一权限平台认证，与内网的配网工程APP管控支撑系统应用实现数据接口交互。具体布置图详见图5。

图5 配网工程管控APP部署架构(业主外网版)Fig.5 Distribution network engineering control APP deployment architecture (owner′s external version)

5.3 配网工程管控APP(监理/施工版)部署架构

监理人员、施工人员使用基于信息外网的配网工程管控APP(监理/施工版)应用。该应用以个人智能手机为载体，通过集成接入安全交互平台，与内网的配网工程APP管控支撑系统应用实现数据接口交互。具体布置图详见图6。

图6 配网工程管控APP部署架构(监理/施工版)Fig.6 Distribution network engineering control APP deployment architecture (supervision/construction version)

6 结束语

为提高配电网工程现场工作的管控能力，提升现场工作质量，将配电网工程现场管控技术与无线掌上终端技术相结合，提出了配电网工程现场管控掌上终端系统总体构架设计方案。所构建的配网工程管控APP及支撑系统，涵盖了配电网工程建设的全过程管控，主要从施工安全和作业质量两个方面有效提升配网工程的管控水平。

(1)从安全施工角度，通过配网工程管控APP，可实时掌控配网工程现场的施工作业企业和人员是否具备资质、施工作业是否符合安全规程，及时发现在配网工程施工现场的安全隐患，有效避免安全事故的发生；

(2)从作业质量角度，通过配网工程管控APP的现场拍照功能可有效对配网工程进行监视，可以确保配网工程建设符合标准化建设要求。