電力試驗(yàn)數(shù)字化管理的研究與實(shí)現(xiàn)

陳川剛 王漢高 王海玲

：電力試驗(yàn)可預(yù)防電氣設(shè)備在運(yùn)行時(shí)或運(yùn)行中發(fā)生事故，是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要措施。本文遵循南方電網(wǎng)公司數(shù)字化發(fā)展戰(zhàn)略的理念，對(duì)電力試驗(yàn)的數(shù)字化管理進(jìn)行研究，提出了基于移動(dòng)應(yīng)用試驗(yàn)數(shù)據(jù)數(shù)字化采集和基于數(shù)據(jù)標(biāo)簽試驗(yàn)報(bào)告管理，為電力試驗(yàn)數(shù)據(jù)數(shù)字化管理提供了有力保障。

：電力試驗(yàn)，數(shù)字化，數(shù)據(jù)標(biāo)簽，報(bào)告生成

當(dāng)前，以數(shù)字技術(shù)為代表的第四次工業(yè)革命正在加速改變世界，引領(lǐng)生產(chǎn)模式和組織方式的變革，對(duì)電網(wǎng)作業(yè)模式、企業(yè)管理流程再造、企業(yè)組織結(jié)構(gòu)變革等方面產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。南方電網(wǎng)公司明確提出“數(shù)字南網(wǎng)”建設(shè)要求，將數(shù)字化作為公司發(fā)展戰(zhàn)略路徑之一。電力試驗(yàn)是確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的一種有效手段，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，電力試驗(yàn)不可或缺，目前各試驗(yàn)儀器及平臺(tái)相互獨(dú)立，數(shù)據(jù)不能互通共享，且還沿用傳統(tǒng)的紙質(zhì)報(bào)告形式，缺少對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)字化管理。本文以電力數(shù)據(jù)數(shù)字化為目的，建立了一套電科院電力試驗(yàn)數(shù)字化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電力試驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)字化采集和試驗(yàn)報(bào)告審批的信息化，為電網(wǎng)電力設(shè)備狀態(tài)分析提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，有效的服務(wù)于企業(yè)的管理和決策，促進(jìn)企業(yè)資源的優(yōu)化配置。

1 ?

本文對(duì)電力試驗(yàn)數(shù)字化管理系統(tǒng)的信息流、工作流進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，做到試驗(yàn)過程數(shù)據(jù)的數(shù)字化和試驗(yàn)過程管理的信息化，在系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)上遵循了規(guī)范性、可擴(kuò)展性、開放性、安全性和易維護(hù)性的原則，系統(tǒng)基于分層架構(gòu)的理念，以MySQL數(shù)據(jù)庫為依托，采用J2EE體系架構(gòu)進(jìn)行開發(fā)。

整個(gè)系統(tǒng)的軟件架構(gòu)分為三個(gè)層次，表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層，系統(tǒng)軟件架構(gòu)圖如圖1所示。

表現(xiàn)層包括用戶界面和表現(xiàn)邏輯，實(shí)現(xiàn)用戶與系統(tǒng)的交互。本平臺(tái)用戶界面功能主要包括試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、試驗(yàn)報(bào)告錄入、試驗(yàn)報(bào)告審批流程、試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)查詢等界面。本系統(tǒng)為了滿足試驗(yàn)場(chǎng)景的個(gè)性化需求，除了提供基于web訪問的用戶界面，還基于移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及采集功能。

業(yè)務(wù)邏輯層處于表示層和數(shù)據(jù)訪問層中間，主要負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)流程的邏輯實(shí)現(xiàn)，接收表示層的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯調(diào)用相應(yīng)的數(shù)據(jù)訪問層數(shù)據(jù)，將業(yè)務(wù)處理結(jié)果返回給表示層。業(yè)務(wù)邏輯層主要負(fù)責(zé)試驗(yàn)過程結(jié)果計(jì)算和判斷、試驗(yàn)報(bào)告文檔生成、試驗(yàn)報(bào)告電子簽名、試驗(yàn)報(bào)告流程審批等邏輯處理。

數(shù)據(jù)訪問層是處于業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)庫之間，用于數(shù)據(jù)庫訪問，封裝各種數(shù)據(jù)操作，主要實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)數(shù)據(jù)增刪改、試驗(yàn)報(bào)告保存、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的查詢等功能。

2 ?

本電力試驗(yàn)數(shù)字化管理系統(tǒng)覆蓋的試驗(yàn)包括瓦斯繼電器檢驗(yàn)與整定試驗(yàn)、壓力釋放閥檢驗(yàn)、油面溫控器檢驗(yàn)與整定、繞組溫控器檢驗(yàn)與整定、速動(dòng)油壓繼電器檢驗(yàn)、兆歐表檢定、變壓器油檢測(cè)、六氟化硫氣體密度測(cè)量裝置校驗(yàn)、六氟化硫新氣微量水分和純度檢測(cè)等電力試驗(yàn)，主要實(shí)現(xiàn)了電力試驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)字化采集、試驗(yàn)報(bào)告模板的管理、試驗(yàn)報(bào)告的自動(dòng)生成、試驗(yàn)報(bào)告的流程審批、試驗(yàn)報(bào)告電子簽名、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)查詢等功能，系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)如圖2所示。

為了適應(yīng)原有電力試驗(yàn)的試驗(yàn)場(chǎng)景的個(gè)性化需求、試驗(yàn)平臺(tái)及儀器的多樣化及相互獨(dú)立性，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄APP，提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、試驗(yàn)過程自動(dòng)化計(jì)算以及試驗(yàn)結(jié)論自動(dòng)判斷的功能。通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄APP將試驗(yàn)過程記錄的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)數(shù)據(jù)數(shù)字化采集。此種數(shù)據(jù)采集方法具有通用性，可實(shí)現(xiàn)多樣化試驗(yàn)平臺(tái)及儀器試驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)字化采集。

2.2.1 ?基于數(shù)據(jù)標(biāo)簽的試驗(yàn)報(bào)告模板

電力試驗(yàn)均有固化的試驗(yàn)報(bào)告模板，為了滿足試驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容自動(dòng)生成的需求，本系統(tǒng)提出了基于數(shù)據(jù)標(biāo)簽的試驗(yàn)報(bào)告模板。基于原有的試驗(yàn)固化word文檔模板將試驗(yàn)?zāi)０逯行枰到y(tǒng)自動(dòng)填入的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和試驗(yàn)結(jié)論等內(nèi)容替換為相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)標(biāo)簽，每個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的數(shù)據(jù)標(biāo)簽，將試驗(yàn)?zāi)０迮c數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)形成一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)插入和可靈活排版。

2.2..2 ?試驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)修改

試驗(yàn)報(bào)告模板相對(duì)固定，但為了滿足試驗(yàn)報(bào)告固定內(nèi)容的修改需求，此功能模塊主要實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)報(bào)告模板替換和基于數(shù)據(jù)標(biāo)簽的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)修改兩種報(bào)告模板修改方式。

此模塊提供整個(gè)試驗(yàn)報(bào)告模板替換功能，可通過模板替換修改試驗(yàn)報(bào)告已固化的內(nèi)容，但替換的試驗(yàn)報(bào)告模板的數(shù)據(jù)標(biāo)簽必須保持不變。

（2）基于數(shù)據(jù)標(biāo)簽的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)修改

本系統(tǒng)提煉出試驗(yàn)報(bào)告修改頻率較低的內(nèi)容，例如試驗(yàn)標(biāo)注、報(bào)告通信地址等內(nèi)容，在初始化時(shí)對(duì)此部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行固化，本模塊功能對(duì)此部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行了獨(dú)立的維護(hù)，支持在線單獨(dú)修改，對(duì)修改頻率低的數(shù)據(jù)進(jìn)行單獨(dú)管理，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)報(bào)告的可維護(hù)性。

本系統(tǒng)基于2.2節(jié)編制的試驗(yàn)報(bào)告模板，根據(jù)試驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)標(biāo)簽將2.1節(jié)采集的試驗(yàn)過程數(shù)據(jù)和試驗(yàn)結(jié)論一一對(duì)應(yīng)填入試驗(yàn)報(bào)告模板，自動(dòng)化生成完整的word文檔格式的試驗(yàn)報(bào)告，同時(shí)可下載修改。

數(shù)據(jù)標(biāo)簽是為了存儲(chǔ)方便，在業(yè)務(wù)表述和數(shù)據(jù)庫之間進(jìn)行的語言溝通，將原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)標(biāo)簽進(jìn)行了對(duì)應(yīng)，構(gòu)建了本系統(tǒng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)簽管理。

數(shù)據(jù)標(biāo)簽與指定試驗(yàn)數(shù)據(jù)字段相對(duì)應(yīng)，例如系統(tǒng)中將“報(bào)告編號(hào)”這一字段與@{s8}相映射，系統(tǒng)將數(shù)據(jù)庫中讀取報(bào)告編號(hào)并替換@{s8}數(shù)據(jù)標(biāo)簽，數(shù)據(jù)標(biāo)簽示例如圖3所示。

此模塊實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)報(bào)告流程的在線審批功能。根據(jù)預(yù)設(shè)的報(bào)告審批流程，系統(tǒng)生成試驗(yàn)報(bào)告后在系統(tǒng)中傳遞審批，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)上流程審批，存有電子化審批記錄。

在試驗(yàn)報(bào)告完成了網(wǎng)上流程審批后，系統(tǒng)將自動(dòng)為試驗(yàn)報(bào)告審批頁審批人簽字位置嵌入相應(yīng)審批人的電子簽名圖片。系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了相關(guān)審批人電子簽名圖片的管理，可進(jìn)行編輯修改。

此模塊實(shí)現(xiàn)了歷史試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)查詢功能，可根據(jù)時(shí)間、試驗(yàn)人員、試驗(yàn)類別、被檢儀器、關(guān)鍵字等維度進(jìn)行歷史試驗(yàn)數(shù)據(jù)的查詢和統(tǒng)計(jì)分析，例如可對(duì)某個(gè)被檢儀器進(jìn)行歷史試驗(yàn)數(shù)據(jù)的查詢，可查看分析該儀器的狀態(tài)。

工作流是可以使一系列過程規(guī)則、文檔、信息或任務(wù)在不同操作者或執(zhí)行者之間進(jìn)行傳遞和執(zhí)行，操作人員依循工作流設(shè)計(jì)對(duì)文件、信息進(jìn)行某種操作，并將文件或信息在參與者之間傳遞的過程。本系統(tǒng)的工作流主要表現(xiàn)為：

試驗(yàn)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入和生成試驗(yàn)報(bào)告，管理人員進(jìn)行試驗(yàn)報(bào)告審核，審核不通過再由管理人員退回，試驗(yàn)人員修改后再重新提交審核。

本系統(tǒng)提供可視化的工作流定義，可以定義多種不同類型的工作流模型，定義多種不同結(jié)構(gòu)的工作流任務(wù)，如自動(dòng)任務(wù)、人工任務(wù)和條件任務(wù)等。

電力試驗(yàn)數(shù)字化管理系統(tǒng)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)以下成效：

（1）基于移動(dòng)應(yīng)用的試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)字化采集和記錄，解決了傳統(tǒng)紙質(zhì)記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)無法數(shù)字化痛點(diǎn)問題，為后續(xù)電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障分析提供有效的數(shù)據(jù)支撐。

（2）基于移動(dòng)應(yīng)用試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄，滿足不同試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員的個(gè)性化需求，固化試驗(yàn)?zāi)０?，提供電子化的試?yàn)過程記錄，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)過程管理信息化、規(guī)范化。

（3）試驗(yàn)過程中間數(shù)據(jù)的自動(dòng)化計(jì)算以及試驗(yàn)結(jié)論自動(dòng)判斷的功能，簡(jiǎn)化了試驗(yàn)人員復(fù)雜的試驗(yàn)過程計(jì)算，有助于提高試驗(yàn)人員工作效率以及避免不必要的人工計(jì)算錯(cuò)誤，保證了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

（4）基于數(shù)據(jù)標(biāo)簽的試驗(yàn)報(bào)告，將試驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)字段通過數(shù)據(jù)標(biāo)簽標(biāo)記，與數(shù)據(jù)庫字段相對(duì)應(yīng)，后臺(tái)查詢數(shù)據(jù)填充，本項(xiàng)目提出的此方法可實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)報(bào)告的靈活調(diào)整和排版。

（5）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)報(bào)告網(wǎng)上審批，自動(dòng)嵌入審批人員簽字，免去紙質(zhì)報(bào)告審批人人工簽字環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化試驗(yàn)流程。

本文對(duì)電力試驗(yàn)數(shù)字化管理系統(tǒng)進(jìn)行了研究，介紹了總體架構(gòu)和系統(tǒng)功能，采用基于移動(dòng)應(yīng)用試驗(yàn)記錄APP和基于數(shù)據(jù)標(biāo)簽試驗(yàn)報(bào)告管理的方式實(shí)現(xiàn)了電力試驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)字化采集和試驗(yàn)報(bào)告的自動(dòng)化生成，提高了工作效率，為電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)分析和決策提供了有效的數(shù)據(jù)保障。

中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì).南方電網(wǎng)公司印發(fā)《數(shù)字化轉(zhuǎn)型和數(shù)字南網(wǎng)建設(shè)行動(dòng)方案（2019年版）》[DB/OL].http：//www.cec.org.cn/zdlhuiyuandongtai/dianwang/2019-05-20/191163.html，2019-9-15.

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