基于移動應用的水電運檢系統設計與實現

北京許繼電氣有限公司 萬恩忠 溫國強 王韶群 韓 毅

隨著我國4G、5G等移動網絡建設，4G以上移動網絡覆蓋率已接近100%。國家電網專用物聯網建設，為充分運用移動互聯技術，廣泛開展“互聯網+”業務創新和管理創新，深化生產管理深化應用，促進企業生產管理精益化水平的提升，支撐電網資產的全壽命周期管理,完善運維檢修一體化管控，推動生產管理信息化水平再上新臺階。

移動運檢應用將桌面管理系統向移動端延申，一方面建設移動項目管理監視及實時主變監視，提高管理效率；另一方面建設移動巡檢、現場作業及在操作票閉鎖邏輯移動的實現，提升了生產效率和生產安全性。

圍繞建設具有中國特色國際領先的能源互聯網企業戰略目標，加快推進“大云物移智鏈”等現代信息技術、先進通信技術在水發電領域建設移動應用系統符合國家電網的統一戰略。國家電網與移動網絡運營商已經建設了無線移動應用專網，同時推出了SG-UAP移動應用開發平臺，具備了移動應用開發與推廣的軟硬件條件。

國內外主要研究包括移動門戶應用、移動巡檢、現場作業等離散的移動應用功能。不能與現有的生產管理系統有效整合起來，形成孤立的數據信息，不利于統籌管理。國家電網安全性要求移動應用須接入國家電網內網，通過安全接入平臺保證數據安全。本系統在此安全架構基礎上，建設的基于移動應用的水電運檢系統。

1 系統架構設計

1.1 技術選型

本次移動應用在原有的移動應用基礎之上，基于國家電網統一開發平臺（SG-UAP）及其移動應用套件研發，實現了與國網技術路線的完美融合。數據庫層采用北京許繼自主可控并在國網統推的關系型數據庫SG-RDB（PG版）及海量數據庫，增強了軟件研發的本土化能力，提高了應對國際局勢變幻的應變能力。通過安全接入平臺接入國網內網，將電網業務數據與互聯網數據隔離，符合國家電網安全標準，有利于在國網水（發）電領域廣泛推廣，并可進一步擴展到其他輸配電等領域。

圖1 系統邏輯架構

1.2 物理架構

系統服務器假設在國家電網信息內網中，與生產管理、生產實時等數據平臺信息無障礙傳輸，能夠對電網業務實現極為有效的支撐。系統的物理組成如下：系統應用服務使用集群，現階段應用服務器實現雙機8節點，通過負載均衡策略向移動端提供數據及集中計算服務；通過安全接入網關，實現內外網隔離及數據過濾；通過移動通信專線接入國網信息內網，從通訊層面實現信息隔離；移動終端使用專用物聯網卡、安全TF卡及中國電科院頒發專用數字證書，保證安全數據傳輸。

系統功能分析。本系統移動應用研發著眼于提高生產效率和加強生產安全，應用原有業務模塊如移動巡檢、操作票、工作票、報缺等基礎上，實現針對檢修作業現場作業標準化實施及建立在海量實時庫基礎上實現操作票閉鎖邏輯，實現針對大修及技改項目的移動可視化管理，實現建立在海量庫基礎上的移動主變監視。

1.3 現場作業標準化

通過移動端設備實時更新展示現場作業信息，實現用戶在現場進行標準化作業的需求，現場標準化作業按現場用戶和總部用戶分別展示，總部用戶可對集團下屬電廠工單進行查看，不進行修改操作，現場用戶展示本電廠工單信息，根據用戶權限對工單進行下載、展示、簽名、驗收、提醒、交流等操作。應用對工單分類匯總，展示工單工序，工序包含的質量控制記錄單、風險控制提醒單。通過填選、上傳、上報、驗收等手段完成工單步驟。離線操作需在在線環境時下載或上傳工單。工單下載后在本地庫緩存，支持用戶離線操作，工單操作完成后在線上傳，上傳完成后清除本地記錄，結束工單流程。

圖2 現場作業標準化作業流程

1.4 操作票閉鎖邏輯

操作票閉鎖邏輯審查和閉鎖邏輯庫修改功能。操作票閉鎖邏輯審查是在擬票階段檢查操作票的操作項目是否符合閉鎖邏輯要求。閉鎖邏輯庫可以修改、完善。通過建立生產實時系統設備測點與生產管理系統設備編碼的對應關系，包括斷路器（開關）、隔離開關（刀閘）、接地刀閘（地刀）等，提供閉鎖邏輯基礎數據信息。

操作票防誤閉鎖邏輯實現方法：操作票防誤閉鎖邏輯歸納出明細、逐條列出，根據電氣接線圖及防誤閉鎖操作手冊、電廠作業人員（運維班）列出開發人員能看懂的邏輯關系，針對操作票列出狀態轉換矩陣，操作票防誤閉鎖邏輯在數據庫中定義、實現，提供用戶界面，修改狀態轉換矩陣，包括設備名稱、動作類型、前提條件（設備名稱及其狀態）；操作票擬票：從設備庫總選擇設備，操作任務欄列出分閘、合閘等狀態字段，根據操作票防誤閉鎖邏輯檢查擬票是否正確，從生產實時系統中獲取設備實時狀態、根據設備狀態檢查擬票是否正確，根據操作票中涉及到的設備查找關聯的工作票是否已終結、已關閉。

操作票執行：在移動作業終端上，通過新源生產實時系統中獲取兩票相關設備的實時狀態，包括斷路器（開關）、隔離開關（刀閘）、接地刀閘（地刀）、閥門、接地線等；根據相關設備的實時狀態，判斷設備實時狀態與操作票中要求的狀態是否一致，如不一致彈出窗口、提示用戶異常；操作票執行時，根據操作項目“防誤閉鎖邏輯”要求查詢設備實時狀態驗證該邏輯，如有異常紅燈提示異常。

1.5 移動主變監視

主變監視各電廠主變靜態及動態信息展示，靜態信息通過生產管理系統對設備維護信息進行實時展示，通過實時系統獲取實時監視數據，圖形化展示設備實時狀態：

設備維護信息。對主變運行狀態展示，從生產管理系統獲取主變缺陷、隱患、工單、工作票、反措、預防性試驗等記錄信息；實時狀態信息。通過實時系統獲取設備實時運行狀態、獲取設備實時信息，并通過圖形化展示運行曲線。根據設備運行的動態及靜態信息，計算出設備報警信息及故障提示。根據用戶需求，將功能模塊分成主變實時狀態展示，主變詳情及主變臺賬等子模塊。

1.5.1 主變實時狀態

主變實時狀態展示當前公司下各電廠主變停用、空載、負載狀態的臺數。中間按電廠分別展示主變狀態（按顏色區分運行狀態，與統計信息顏色對應。）主變圖標右上角出現黃點，表示當前主變有指標發生報警；右下角出現紅點表示當前主變有指標發生跳閘。下側主變報警詳情展示指標8小時內報警或跳閘的詳情記錄，點擊折疊可收起詳情信息。

1.5.2 主變詳情

主變詳情展示實時監測數據、靜態信息、缺陷、預防性試驗、隱患、反措、工單、工作票；實時監測數據分為油色譜和實時參數。油色譜對氫氣、甲烷、乙烯、乙烷、乙炔、二氧化碳、一氧化碳、微水等指標進行監控，實時參數對負荷、頂層油溫、主變油位、冷卻水出水口溫度、冷卻水入水口溫度、高壓繞組溫度、低壓繞組溫度、鐵芯接地電流、冷卻器狀態等指標進行監控。指標數值綠色表示正常、黃色表示報警、紅色表示跳閘。

靜態信息展示當前主變的基本信息，內容包括電廠簡稱、主變號、電壓等級、型號規格、額定容量、制造商、制造國家、出廠編號、安裝單位、投運日期、空載損耗、冷卻方式、調壓方式、繞組型式、接線組別、高壓中壓、高壓低壓、中壓低壓、絕緣油型號、絕緣油產地；缺陷、隱患、反措、工單、工作票等功能查詢展示該電廠主變壓器設備的相關信息。點開頁面時默認查詢最近三個月的信息。通過選擇時間進行搜索可查詢到更多信息。

主變臺賬。通過總部、電廠維度，統計缺陷、隱患、檢修、反措、工單、工作票，并通過查看詳情獲取具體信息。

1.6 項目管理監視

在移動端對項目儲備、年度計劃、項目實施、項目預警的匯總、預警與詳情的分級展示。1.6.1 項目儲備

項目儲備以技改、大修，控股、水電條件對儲備項目按上報金額、上報數量、入庫金額、入庫數量進行匯總分、分級展示，對入庫金額、入庫數量按柱狀圖同比展示。上報金額、上報數量、入庫金額、入庫數量可展示相應的詳細信息并以電廠為單位分別用柱狀圖和表格進行數據展示。對于項目詳情，可進一步展示項目基本信息，包括項目編號、項目名稱、批準費用、計劃開工日期、計劃結束日期、立項原因、項目方案等信息。

1.6.2 年度計劃

年度計劃以技改、大修，控股、水電條件對年度項目按年度投資、項目數量、項目變更進行匯總分類并分級展示。通過柱狀圖展示四年內的年度計劃統計數據，包括年度投資、項目數量、分類統計、項目變更；年度投資、項目數量、項目變更進入明細列表，具體展示各電廠對應統計信息，以電廠為單位用柱狀圖、列表按照總數大小進行排序。

通過時間、技改類、大修類條件查詢展示該電廠年度計劃信息。電廠年度計劃增加計劃列表展示，每條計劃可能涉及多個項目，點選可查看具體項目信息。所有計劃的項目數量和就是該電廠的計劃項目數量。項目變更可點擊查看明細，具體操作與年度計劃頁面項目變更相同，計劃詳情展示計劃基本信息（包括計劃編號、計劃名稱、所有預算費用等）和項目信息列表；對于項目變更，根據調增項目、調減項目、原有規模調整3個類別分別展示項目列表，并可以展示項目基本信息。1.6.3 項目實施

項目實施分總體、預計劃兩個部分。按照查詢年月和技改控股、技改水電、大修控股、大修水電條件查詢展示年度投資、項目數量、投資完成率、資金完成率等指標數據。關鍵節點項目數展示當前時間段（查詢年月）各進度節點下的項目數。關鍵節點項目數量及資金分布圖展示當前時間段各進度節點下的項目數量/金額占比。年度投資、項目數量、投資完成率、資金完成率可列出相應的電廠列表，具體展示各電廠對應信息統計數據。

使用柱狀圖展示各電廠查詢年月投資金額并展示對應的文字描述，按照年度投資總數大小進行排序。項目明細展示項目基本信息、項目進度、下發通知等信息。項目基本信息包括項目編號、項目名稱、批準費用、負責人、開工日期、入賬資金、竣工日期等信息。項目進度展示當前已完成的項目進度，綠色表示按時完成、黃色表示完成時間超出計劃時間，并可根據節點查看該節點信息。

1.6.4 項目預警、消息中心

展示各電廠的總體和預計劃兩類項目預警統計數：通過扇形圖展示電廠報警數目分布，通過列表展示各電廠項目預警數量。列表分為一級預警（超期一個月）、二級預警（超期兩個月及以上）。點擊列表項目展開項目詳情信息，通過點擊發送通知對預警項目負責人編寫發送通知信息；消息中心。對接收及已發送消息進行記錄展示，可新建、發送、刪除消息。

2 結論

通過移動應用及平臺建設，實現了運檢現場作業及移動端操作票閉鎖邏輯，提高了生產效率和生產安全性；主變實時監視，在移動端實時查看設備狀態做了有益的嘗試，項目管理的移動端展示及監控提高了企業的精益化管理水平。