基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的電力營(yíng)配業(yè)務(wù)信息采集與處理終端關(guān)鍵技術(shù)分析

陳璇 馬威 雷海軍

摘要：針對(duì)基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的電力營(yíng)配業(yè)務(wù)信息采集與處理終端設(shè)備研究，筆者對(duì)研究的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析。研究技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)包括：電力營(yíng)配現(xiàn)場(chǎng)工作流程優(yōu)化、電能表圖像識(shí)別與定位問題、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)和管理平臺(tái)設(shè)計(jì)問題。為相關(guān)技術(shù)研究提供了方向

關(guān)鍵詞：電力營(yíng)銷;信息采集;管理平臺(tái)

湖南省教育廳課題《基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的電力營(yíng)銷信息采集與管理》編號(hào)：14C0742

一、研究意義

基于GIS系統(tǒng)的信息平臺(tái)、營(yíng)配一體化的營(yíng)銷平臺(tái)結(jié)合智能化手持設(shè)備正被應(yīng)用到我國(guó)電網(wǎng)業(yè)務(wù)中，以實(shí)現(xiàn)營(yíng)配信息共享和營(yíng)配業(yè)務(wù)閉環(huán)管理。不斷革新的信息和監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用推進(jìn)著我國(guó)電網(wǎng)向信息化、智能化和自動(dòng)化方向發(fā)展1。

我國(guó)電力營(yíng)配現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)管理中如果以紙質(zhì)工單的形式記錄和管理作業(yè)過程，存在以下問題2：

◆數(shù)據(jù)安全隱患：現(xiàn)場(chǎng)工作人員的漏抄、錯(cuò)抄、書寫不規(guī)范及錄入人員的疏忽等可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，在批量業(yè)務(wù)處理時(shí)誤差概率更高。對(duì)于這些錯(cuò)誤，有的可以發(fā)覺，通過返工形式解決，但返工極大降低了工作人員的工作效率;有的難以發(fā)覺，如電表電量抄寫出錯(cuò)，這些錯(cuò)誤有時(shí)會(huì)給電力公司帶來安全隱患，嚴(yán)重時(shí)甚至造成營(yíng)業(yè)事故。

◆ 現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理及操作流程不完善：現(xiàn)有現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)操作流程不規(guī)范，缺乏有效的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)與現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)終端通信，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)信息無法實(shí)時(shí)上傳。因此需對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)技術(shù)提升，充分利用寬帶無線通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建電力業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫和相應(yīng)的管理系統(tǒng)，加快現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)的信息化進(jìn)程。

◆工作效率低：工單的打印、分發(fā)以及現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)抄錄均為手工完成，自動(dòng)化程度低，如果涉及到電表等儀器的批量新裝或更換，工作人員需面對(duì)成百上千的表盤業(yè)務(wù)處理，效率極低，且長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)性工作增加了錯(cuò)誤產(chǎn)生概率。

◆管理上存在漏洞：由于多個(gè)環(huán)節(jié)均由人工來完成，因而現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤可能有兩個(gè)方面的原因，一是員工疏忽，二是存在人情表的可能，用戶與工作人員串通合作，來篡改某些信息，且這兩種原因難以界定，給營(yíng)銷工作管理帶來困難。

傳統(tǒng)供電公司在營(yíng)配現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)上存在的問題，使其對(duì)移動(dòng)數(shù)據(jù)采集終端和現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)存在較大需求。擬利用圖像處理技術(shù)、模式識(shí)別技術(shù)及當(dāng)今發(fā)展較為成熟的紅外、RS485、條碼掃描、GPS定位、圖片采集等數(shù)據(jù)采集技術(shù)，設(shè)計(jì)出一款高性能移動(dòng)數(shù)據(jù)采集終端。手持終端除數(shù)據(jù)采集模塊外，還具備GPS位置信息和現(xiàn)場(chǎng)圖片采集功能。另一方面，通過現(xiàn)有工作流程分析，對(duì)電力營(yíng)配現(xiàn)場(chǎng)的業(yè)務(wù)工作項(xiàng)目和工作單進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，可形成一高效標(biāo)準(zhǔn)的辦公流程，并通過開發(fā)一套完整的數(shù)據(jù)處理和業(yè)務(wù)管理平臺(tái)來集中管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)的任務(wù)派發(fā)、接收、人員管理和數(shù)據(jù)處理等功能。

二、擬解決的關(guān)鍵技術(shù)問題

電力營(yíng)配現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)目前主要采用人工完成，流程不規(guī)范，效率也很低，需解決的關(guān)鍵技術(shù)包括以下三方面：

（一）電力營(yíng)配現(xiàn)場(chǎng)的工作流程規(guī)范化和業(yè)務(wù)處理自動(dòng)化問題

通過項(xiàng)目組長(zhǎng)期以來對(duì)供電業(yè)務(wù)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)電力現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)主要分為營(yíng)銷現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)和配網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)。電力營(yíng)配現(xiàn)場(chǎng)工作單及流程的固化工作的輸出為一份需求報(bào)告以及在此基礎(chǔ)上形成的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)指導(dǎo)書。該項(xiàng)研究?jī)?nèi)容的難點(diǎn)在于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析，需從大量的數(shù)據(jù)及流程中歸納出一個(gè)合理的工作流程。

（二）電能表圖像識(shí)別與定位問題

（1）示數(shù)區(qū)自動(dòng)定位算法

由于電表種類繁多，加之各電表生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的電表在表盤布局上各具特點(diǎn)，因此對(duì)電表讀數(shù)區(qū)進(jìn)行自動(dòng)定位是一個(gè)十分具有挑戰(zhàn)性的問題。從電表讀數(shù)顯示特點(diǎn)來說，電表大致可分為機(jī)械式電表和數(shù)字式電表兩大類，機(jī)械式電表的讀數(shù)區(qū)由一組標(biāo)有數(shù)字0～9的機(jī)械圓盤構(gòu)成，其底色通常為黑色，并與周圍的背景構(gòu)成一個(gè)深色條狀區(qū)域。而數(shù)字式電表的讀數(shù)區(qū)則由一塊矩形液晶屏構(gòu)成，其背景通常為灰色或淺綠色。可綜合采用基于顏色特征的定位方法與基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的定位方法實(shí)現(xiàn)電表讀數(shù)區(qū)的自動(dòng)定位。

（2）液晶屏圖像的二值化方法

數(shù)字式電表采用液晶屏顯示電表讀數(shù)。由于液晶屏的顯示特點(diǎn)，當(dāng)將其轉(zhuǎn)化為灰度圖后，其背景與前景總體亮度偏暗，灰度級(jí)相差不大，易受到外部光照的干擾。在實(shí)際抄表環(huán)境中，外部光照分布很難十分均勻，這使得圖像在液晶屏的部分區(qū)域前景與背景灰度級(jí)相差很小，使其難以區(qū)分，采用一般的二值化方法難以得到較好的效果。根據(jù)液晶屏的這一特點(diǎn)，可采用亮度補(bǔ)償法或?yàn)V波法結(jié)合局部自適應(yīng)二值化方法來消除光照不均勻的影響以得到良好的二值化效果。

（3）數(shù)字字符分割算法

在對(duì)電表讀數(shù)區(qū)域進(jìn)行識(shí)別之前，要把讀數(shù)的字符串圖像分割成一個(gè)個(gè)數(shù)字字符，以便于進(jìn)行字符識(shí)別。由于噪聲的存在，經(jīng)二值化后數(shù)字字符間可能存在相互粘連的現(xiàn)象。如何把圖像中電表讀數(shù)的每個(gè)數(shù)字字符分割成單個(gè)字符圖像至關(guān)重要?？赏ㄟ^研究字符的分割算法，去掉粘連的噪聲，得到較好效果的單個(gè)數(shù)字字符。

（4）銘牌字符分割算法

相比于電量讀數(shù)，銘牌在圖像所處的位置更顯的雜亂無章，針對(duì)不同類型、不同廠家的電表，所處的位置基本囊括了整幅電表圖像。因而銘牌字符的分割需與識(shí)別相結(jié)合，通過圖像識(shí)別及語義分析的方式來判斷表盤上字符的含義，進(jìn)一步確認(rèn)是否是所要采集的有效信息。同時(shí)，表盤上的銘牌的大小、排序、字體都沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，還會(huì)出現(xiàn)中英文交叉排版的現(xiàn)象，給字符的定位帶來較大困難。整個(gè)表盤銘牌的識(shí)別及語義分析是一個(gè)需要長(zhǎng)期研究的課題，可將這一課題進(jìn)行深入的研究，從圖像預(yù)處理出發(fā)，研究字符的定位、分割及識(shí)別技術(shù)，同時(shí)，嘗試解決不同字體、不同方向、不同文字對(duì)字符分割的影響，并嘗試將研究成果擴(kuò)展至其余應(yīng)用領(lǐng)域。

（三）業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)和管理問題

數(shù)據(jù)管理平臺(tái)為整個(gè)項(xiàng)目的核心，實(shí)際上是一套運(yùn)行于服務(wù)器上的數(shù)據(jù)管理軟件，主要負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理，所包括的數(shù)據(jù)主要包括用戶信息、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)員工信息、表計(jì)信息、用電信息、手持機(jī)信息等，主要實(shí)現(xiàn)的功能包括工作業(yè)務(wù)工單的下發(fā)/接收，用戶管理、表計(jì)管理、日志管理、PDA管理等功能。平臺(tái)的開發(fā)主要涉及到兩個(gè)方面的內(nèi)容，一是后臺(tái)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫軟件的設(shè)計(jì)及B/S、C/S架構(gòu)的用戶層軟件的設(shè)計(jì)，二是數(shù)據(jù)管理平臺(tái)與營(yíng)銷系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)以及手持移動(dòng)數(shù)據(jù)采集終端的通信接口設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫軟件的設(shè)計(jì)是一個(gè)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表的合理關(guān)聯(lián)及管理的過程，涉及到用戶關(guān)系表、計(jì)量裝置信息表、人員表、手持終端表等多個(gè)內(nèi)容?？蛻舳塑浖饕菍?duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行合理的操作，便于展開現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)，有B/S和C/S兩種架構(gòu)模式，項(xiàng)目設(shè)計(jì)完成后，可通過客戶端軟件實(shí)現(xiàn)任務(wù)的下發(fā)、任務(wù)管理、人員管理、PDA管理等工作。

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