通信网络智能管控技术

通信网络智能管控技术（精选3篇）

通信网络智能管控技术 篇1

引言

交通信号控制系统 (以下简称信号机) 根据给定的信号灯控制顺序要求及实时交通流信息, 分析计算出合理的交通信号控制方案, 并控制道路交通信号灯的运行, 是道路交通系统的核心。随着我国道路交通系统的快速发展, 以及更多电气设备的应用产生了更为复杂的电磁干扰, 为适应智能交通与大数据的融合, 信号机传输、处理的数据量也越来越大[1], 控制方案的适应性及时间精度要求也越来越高。由于交通信号控制的重要性, 需要更可靠地判断信号灯及信号机自身的各种故障, 并合理地调整运行方案。

当前信号机内部多采用RS485、RS232等串行通信方式[2,3,4], 其抗干扰能力较弱、稳定性不足、通信速率较低、难以传输较大数据量的信息。同时由于通信的分时控制及较少信息量的获取, 信号机无法对信号灯实现更精确的时间控制, 在信号机出现故障时, 也不能有效更换方案或降级控制[5]。因此, 需进一步提高信号机的通信效率及可靠性水平, 以有效提高城市智能交通管理的运行质量。

本文采用基于CAN控制器局域网络通信和以太网通信的双路高效通信方式, 设计了信号机的双重管控模式, 旨在推动信号机的智能化发展。

1 信号机功能概述

信号机的基本功能是实现对交叉路口信号灯组的控制, 需满足道路交叉口信号灯的基本控制要求, 并可根据实际需要进行扩展。一个典型的十字交叉路口一般需设置直行、左转、右转4个方向12个机动车灯组 (红黄绿信号灯) , 以及4个行人信号灯组 (红绿信号灯) , 共需控制12×3+4×2=44个信号灯控制输出;如考虑非机动车灯组、行人二次过街灯组、公交车专用灯组, 或者控制多路口信号灯, 信号机所需的信号灯控制输出更多。为此, 信号机一般采用单个主控单元和多个灯组控制单元的分布式连接形式, 以便于管理及维护, 实现主控单元负责信号控制方案等管理功能。灯组控制单元根据主控单元的命令信息实现对信号灯的开关控制。由于主控单元和灯组控制单元之间还有信号灯实时工作状态、故障信息、倒计时信息等内容, 实时传输的数据量较大。

目前国内很多小县市的信号机还仅是单点定时信号机, 只能按照预先设定的方案运行。国内很多大中型城市的感应式信号机或集中协调式信号机均取得了较好的发展和应用, 它们除了实现信号灯的基本控制管理外, 还实时采集和处理路口的车流量等信息, 并上传给后台管理中心, 成为当前信号机的一项重要功能。同时, 随着智能交通的发展, 当前国内信号机内核也由8位单片机转向应用32位乃至64位的ARM嵌入式处理器[6], 处理能力得到较大增强, 在信号机内部增加了对信号机的抓拍监控、对机柜门的远程管理、对实时环境状态的监控等越来越多的功能, 与此同时也亟待实现这些信息的有效传输与处理。

2 智能信号机设计

2.1 信号机系统架构

为适应智能交通的快速发展, 采用高效可靠的CAN总线和以太网通信方式, 以及双重管控的系统架构, 实现了信号控制系统智能化水平的提高及运行可靠性的增强。如图1所示, 本信号控制系统包括智能管理模块、灯组监控模块、灯组管理单元、机柜监控单元、车辆检测单元等多个组成部件。以智能管理模块为核心, 各部件之间通过2路独立的通信总线相互连接。

智能管理模块通过CAN总线与灯组监控模块、多个灯组管理单元连接通信, 该路通信主要用于灯组控制及状态传输。由于CAN总线的通信速率较高, 智能管理模块可更及时地下发各种控制方案, 提高实时性。CAN总线无需分时传输的特点, 可让灯组管理单元及时传输自身检测到的各种故障信息, 提高信号控制系统对故障分析及处理的实时性;同时灯组监控模块可实时监控总线状态并获取信号灯故障状态, 以备必要时控制系统调整方案运行, 或执行独立黄闪控制。

智能管理模块通过以太网1, 与机柜监控单元、车辆检测单元、环境检测单元等连接通信, 通过以太网, 智能管理模块可实时获取大批量的车流量信息, 并据此更及时地调整优化信号控制方案;机柜监控单元抓拍的系统监控图片和环境检测单元的环境状态信息也可通过智能管理模块实时传输给后台管控中心, 无需单独的路由设备。

信号机的相关方案、故障、车流量等信息, 可由智能管理模块通过以太网2上传给后台管控中心, 并可接收后台管控中心的远程控制指令或参数设置信息。

2.2 信号机各模块功能

智能管理模块是信号机的管理核心及信息传输中心, 负责分析计算接收到的车流量信息及信号控制需求, 以实时优化信号控制方案。智能管理模块将优化后的信号灯组控制方案实时发送给灯组管理单元, 并接收灯组管理单元实时监控的信号灯状态信息。智能管理模块及灯组管理单元均可以广播的形式发送系统的关键控制信息及故障信息, 以便灯组监控模块对系统运行可靠性进行双重有效管理, 实时监控故障。智能管理模块还可作为信息传输中介, 将机柜监控单元的监控信息及时通过局域网发送给后台管控中心。如智能管理模块检测到以太网1的数据量太大或异常时, 可切断与以太网1的连接, 以确保信号机灯组控制的可靠运行。智能管理模块对以太网1数据的处理流程如图2。

灯组监控模块为信号机的二级管理核心部件, 负责在智能管理模块失效时, 接管对信号机的控制, 保证信号机的基本运行;内部有若干路黄灯控制电路, 可在信号灯、灯组管理单元、系统通信等方面出现故障时, 执行独立黄闪控制。在无智能管理模块时, 灯组监控模块也可与多个灯组管理单元实现对信号灯组的基本有效控制。若检测到智能管理模块的数据异常, 灯组监控模块可将其CAN链路切断。通过灯组监控模块的实时监控、备用方案及黄闪控制, 实现了对信号机灯组管理的双重管控。灯组监控模块的工作流程如图3所示。

灯组管理单元负责接收智能管理模块或灯组监控模块的灯组控制命令, 并转换为合理的信号灯控制命令, 控制相应的信号灯组的红黄绿信号灯运行;负责检测相应灯组的红黄绿信号灯实际工作状态, 并与实时的灯组控制命令进行对比分析, 如信号灯出现故障, 则及时广播上报。

车辆检测单元负责实时监控道路各车道的车流量信息, 并通过以太网传输给智能管理模块;车辆检测单元可为1个核心传输模块, 也可为根据路口的检测器设计采用多个车辆检测单元;车辆检测方式可为地磁、微波、视频等各种车辆检测装置。

机柜监控单元通过视频抓拍的方式, 实时获取并监控信号机系统的开关状态, 若信号机机柜门被打开, 机柜监控单元被触发上电工作, 并抓拍机柜门外场景, 然后将抓拍的照片通过智能管理模块的中转实时传输给后台管控中心;机柜监控单元也可在机柜门打开上电后, 根据后台管控中心的命令进行实时抓拍取景。环境检测单元可实现对信号机内外部相关环境状态的实时检测, 如温度、湿度、环境噪声、空气质量等, 协助实现对城市环境的监控。

3 智能信号机实现

3.1 智能管理模块

如图4所示, 智能管理模块以模块CPU为中央处理单元, 并通过存储器实现系统方案、交通流、抓拍的图片等信息的临时或长期存储;通过CAN隔离电路, 模块CPU可有效实现与外部模块的电气隔离, 进而通过CAN收发器实现与外部设备的交互。模块CPU为主频1 GHz的Cotex-A8处理器, 并配备2路标准以太网口, 可实时接收车辆检测单元的车流量信息, 并快速进行大批量数据计算处理, 结合自身存储的系统控制方案信息, 对信号控制进行实时优化调整。

3.2 灯组监控模块

灯组监控模块采用32位ARM微处理器芯片STM32。如图5所示, 模块自身存储了交通信号基本控制方案, 可在智能管理模块方面出现故障时接管信号控制系统的运行。模块CPU同时也可独立控制系统黄灯的运行, 可在系统出现故障时使信号灯独立黄闪运行。灯组监控模块可有效实现系统的降级控制。

3.3 其它模块

车辆检测设备采用微波车辆检测系统, 不同方向的微波检测器将车流量信息传输至车辆检测单元, 车辆检测单元通过以太网将车流量信息实时传输给智能管理模块。机柜监控单元用于预防信号控制系统被非法打开等, 原理是通过其摄像头抓拍机柜门旁的场景, 并通过以太网传输给智能管理模块, 也可接收智能管理模块的抓拍命令。供电电路与机柜门连接, 当机柜门打开时, 机柜监控单元供电接入, 并进行连续5次间隔10 s的场景抓拍, 机柜门闭合后, 机柜监控单元断电停止工作, 以降低系统功耗。

4 结束语

本文交通信号控制系统设计架构更为高效可靠, 通过CAN通信和以太网通信实现了信息传输, 通过双重管理控制实现了对系统故障的有效降级管理;通过机柜监控单元实现了对信号控制系统的安全监控。

本系统的智能化水平更高, 可利用各种车流量信息以及系统工作状态信息, 更好地实现对信号控制的优化分析。

摘要：现有道路交通信号控制系统已难满足现今的智能化趋势。通过设计CAN通信和以太网通信双层架构, 实现了大容量信息的高效传输以及信号灯控制和车辆信息的实时交互。通过灯组监控模块设计, 实现了信号灯的双重管控, 在信号灯或其控制系统出现故障时, 确保实时执行方案降级或独立黄闪控制。以上高效通信和双重管控策略有效提高了道路交通信号控制系统运行质量, 为智能交通的发展提供了理论基础。

关键词：智能交通,信号机,CAN通信,以太网,双重管控,大数据

参考文献

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[3]肖圣兵.新型智能交通信号机的研究与设计[D].合肥:中国科学技术大学, 2009.

[4]李少豪.针对中小城市的交通信号控制系统的研究与设计[D].北京:北京交通大学, 2014.

[5]张楠.试析减少信号机故障的方法[J].哈尔滨铁道科技, 2009 (1) :31-32.

[6]毕海滨, 刘玉德, 林建龙, 等.交通信号控制系统的现状与发展对策[J].食品科学技术学报:2008, 26 (1) :29-32.

通信网络智能管控技术 篇2

进入21 世纪能源已经成为国民经济发展的命脉,世界各地的政治、经济和军事活动的背后都有能源的影子。我国是能源生产和消耗的大国,当前我国能源使用的形势严峻。其中工业又是我国的能源消耗大户,其能耗占能源消耗总量比重的70% 左右,而且我国工业能源消耗结构仍属于粗放型,企业能源优化潜力巨大,因此引导企业自发地采用信息化技术,鼓励企业开展节能技术研发,为能源效率的持续提高创造后续能力[1]。在工业企业的节能改造工作中可以注意到传统的设备节能工作已经基本完成,若要达到进一步节能减排的要求就必须从系统的整体节能入手。考虑到不少工业企业都有自己的能源生产供应系统,因此系统节能不是单一的能源生产系统、能源输送系统或能源利用系统节能,而是从能源生产到终端设备应用的全流程一体化节能。为了达到全流程一体化节能,在实际中就必须从单纯的技术节能上升到管理节能,从能源生产和输送的管理到终端用能设备的生产节能管理。

国内某知名重装备园区是一个具有特大、重型、超限装备制造能力的工业产业基地,且基地内建立了类型多样的能源供应系统,用来满足园区不同形式的用能需求。但是基地内大功率单体设备多(尤其是试验设备),生产具有非连续性的特点,导致生产用能峰谷差大,能源供应设备利用率低。本文以此为出发点,结合工业物联网技术,通过建立智能能源管控平台,实现能源在线监测、能源供应消耗量预测、生产工艺优化、生产计划优化调度,考虑供能和用能双向互动的能源管理模式,建立闭环能源管控系统,可以提高设备利用率,降低园区单位产值的能耗,实现从能源生产到终端设备用能的系统节能,并以此设计开发了智能能源管理控制系统。

1 智能能源管控系统应用架构分析

现阶段大型产业园区能源管理主要是安排人工进行抄表,并对抄表数据进行汇总和按照需求进行制表,有简单的抄表和电力检测系统,信息采集效率低、资源共享能力弱,不能有效及时地对功能耗能情况进行实时监控,且缺乏对海量数据进行统计、整理和分析,进而缺少有效决策机制的数据基础。物联网被认为是继互联网浪潮之后的又一次科技革命[2]。因而以物联网为技术支撑,构建的智能能源管控系统可以重复发挥已建设和即将建设的智能监测设备的作用,实现大型企业园区的功能用能环境的全面物联,从而保证了采集的数据的及时性、准确性和安全性,为后续综合决策提供科学依据。

物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把物品与网络连接起来进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[3]。

智能能源管控系统总体框架可依据物联网架构体系来实现。物联网包含感知延伸层、网络层、业务和应用层3 层[4],其平台总体架构如图1 所示。

(1)感知延伸层

感知层实现采集并转换信息,最后将感知的信息收集起来。其关键技术主要为感知技术和短距离组网技术[5]。智能能源管控系统中,在能源生产、调度、消耗现场采用各种智能电表、一次能源监测传感器、动力系统设备监测传感器,环境温度监测传感器、湿度监测传感器、普通能耗监测传感器,并通过执行器、PLC控制系统和嵌入式控制系统等提供信息的原始输入和必要的调度执行能力。采用集成了先进的多协议转换技术的工业网关产品,将底层不同协议、不同传输速率的短距离通讯方式进行协议转换,数据集中,并将采集的数据传输到网络层。

(2)网络层

网络层主要实现信息的传输。将感知延伸层不同协议的数据通过工业网转换接入互联网,从而实现监测的数据从传感器位置到数据监测中心的远距离传输。重型产业园区通过铺设光纤搭建局域网系统,将网关上的数据传输到数据中心,通过接入互联网实现整个园区内信息的互联互通。

(3)业务和应用层

业务和应用层主要是实现对采集到的数据进行存储、分析和管理。智能能源管控系统采用多协议转换技术,采集来自园区各车间的用能情况、供能情况和环境参数,并通过数据采集网络接入数据监控网络,实现周期性的能源数据检测和环境状态监测功能。各类能源数据和生产数据经过监控系统软件的分析和处理,其结果可以通过办公网络登录后进行查询和调度操作,并预留扩展第三方应用的接口。建立海量存储系统,并具备数据追忆功能,这些数据用作未来建模,建立生产过程综合优化模型;在已知各个设备单位工作的能耗和整体生产过程中各个设备工作分配的情况下,应用基于数据的生产过程调度优化方法建立优化模型,最后可以利用优化算法找到最优方案。

2 智能能源管控系统设计分析

智能能源系统以园区能源管控系统为核心,从结构上分为园区管理和企业管理两层,两级之间供能和用能数据的上下统一之外,还设有园区供能和企业用能之间的互动协调板块。在企业层面,建立的在线监测和统计报表针对的是用能系统,同时根据生产计划确定本企业的用能情况,向园区申报企业用能。此外以尽可能降低最大用电功率为目标,采用优化算法(线性规划),对生产计划进行优化调整。在园区层面,建立的在线监测和统计报表针对的是供能系统,并以总用能最大值不能超过供能的最大容量对企业用能进行调度,同时尽可能降低最大用电功率,以减少向电网的申报容量,提高设备的利用率,此外园区能源管理系统还对供能设备的状况进行监测。依据以上需求,可以将系统划分为以下功能模块。

2. 1 系统功能模块

如图2 所示,智能能源管控系统包括系统管理、基础信息管理、产品工艺管理、能源监测、能源优化管理、用能计划管理、能源报表管理七个功能模块。

(1)系统管理。该模块包括用户管理、角色管理、资源管理三个子模块,为不同的用户提供不同角色,进而分配不同的资源权限,是典型的用户- 角色- 权限管理体系,保证了系统的安全可靠。

(2)基础信息管理。该模块包括企业信息管理、园区能源分类管理、设备信息管理、计量点管理、采集项管理五个子模块。企业管理员根据企业的设备更新情况进行设备的基本信息维护,园区管理员可依据园区进驻的企业进行企业基本信息管理,同时由于园区的多样性能源供应系统,其中包括太阳能发电、电网供电、火力发电等能源,所以必须进行能源分类管理。计量点和采集项管理可以方便地实现底层传感器的管理和采集数据项的筛选,为上层不同功能块提供相应的数据。

(3)产品工艺管理。该模块包括产品管理和工艺信息管理两个子模块。重装备企业的每个产品都由若干个部件组装而成,每个部件的加工流程都分为若干步,而每一步又分为若干道工序,加工工序是生产的最基本环节,需要用确定的加工设备,经过标准生产流程,在规定时间内完成,其生产能耗取决于生产设备的功率和生产的标准时间。这样当一个部件的生产工艺确定后,其生产能耗可以据此确定一个标准值,实际的生产能耗(不含环境能耗)不会超过该标准值。结合具体的生产计划,可以得出计划中每天的生产能耗情况,从而预测出企业每月的生产加工能耗;根据历史环境能耗数据,建立适当的环境能耗预测模型从而预测出生产环境能耗,进而预测出企业能耗为生产加工能耗与生产环境能耗之和。

(4)能源监测。该模块包括供能系统监测、太阳能监测和用能系统监测三个子模块。根据园区能源的来源,实时监测园区供能情况和各企业用能情况并记录数据,为园区供能预测提供数据支持。在企业内部可以监测每台设备的实时耗能情况并记录数据,为企业进行工艺优化和生产计划调度提供数据支撑。

(5)能源优化管理。该模块包括企业用能计划和能源优化调度两个子模块。企业根据订单和市场预测进行生产排产,人工制定生产计划,系统根据生产计划中的生产任务,结合工艺库中对应生产产品工艺和生产设备信息预测出企业用能计划。同时企业可通过能源优化调度模块将人工制定的生产计划提交,系统根据系统历史数据进行生产工艺优化,并结合园区下达的所有企业用能计划,在保证工期的情况下,智能调整生产计划,从而得到企业用能计划的最优化方案,企业以此方案作为参考,制定出最终计划。

(6)能源供用能管理。该模块包括能源供用能汇总一个子模块。系统将提供一个长期的,持续的能源管理平台,以此把能源管理从目前的一个短期行为转换成一个有系统数据支持的、每时每刻与工厂管理相关的长期行为。用户可以设定所有管理设备及工艺的能耗基准线,实际能耗如果超过能耗基准线,系统将提供报警。园区管理人员可以根据园区内各企业的生产用能申报确定园区电负荷最大功率,进而与企业协调,将最大功率控制在能耗基准线以下。

(7)能源报表管理。该模块包括园区用能统计报表、园区供能统计报表和企业用能统计报表三个子模块。以系统的历史数据为依托,一方面根据用户需求产生各种形式的报表,为用户提供最直接、最形象的报表服务;另一方面将得到的大量的历史数据进行收集分析,为企业产品工艺的优化、生产计划的调整和园区能源供用能预测提供依据。

2. 2 数据库设计

数据仓库是系统的核心,其应用水平的高低直接影响到系统的可靠性和稳定性。数据库概念设计集成了来自不同用户对现实世界描述所构成的外部视图,形成全局的概念模型,进而可以转换成数据库的模式[6]。在概念设计阶段,在需求分析的基础上,产生一个与计算机硬件和DBMS无关的概念模型尤为重要。概念模型的表示方法很多,目前最常用的是实体联系方法(E-R图)。智能能源管控系统数据库中涉及到的实体较多,本文只给出部分实体关系图。图3 是产品工艺相关和公司采集传感器相关的数据库结构E-R图。

3 智能能源管控系统实现

本系统采用B/S架构,相对于C/S架构,B/S架构最大的优势是不需要进行客户端软件的下载和安装,只需要一个浏览器即可以实现给定权限的用户登录,具有使用方便,交互性强等特点。系统采用JAVA编码,后台使用基于MVC模式设计的SSH( Sring2. 0 + Struts2. 0 + Hibernate3. 0) 框架技术,前台利用Easy UI框架搭建。MVC设计模式是软件设计中的一种常见的设计模式,其优点是使底层模型、上层视图、中间业务逻辑分开,降低了每层之间的耦合度。前台采用Ajax技术,快速高效地实现了前后台之间的数据交互。图4 所示是系统的部分功能页面。

4 结束语

本文将物联网技术应用于具有离散性、往复加工特点的重装备企业园区信息化建设中,提高了信息采集效率,增强了信息资源共享能力,为上层应用提供了准确可靠的数据来源。在能源管理上,应用信息技术和智能优化方法,建立供能与用能互动的闭环智能能源管控系统,不仅考虑“面向能耗的能源供应”,而且考虑“面向能源供应的能耗”,有效消除了重装备产业园区内生产用能峰谷差大,能源利用率不高问题,最终达到整体节能减排的目的,降低了企业生产成本,提高了企业的核心竞争力。但是系统对能源设备的诊断和维护尚少,下阶段系统的扩展研究目标可对供能设备性能状况及运行状态进行诊断,结合供能设备和用能需求对能源供应方案进行优化,并对供能系统提出优化建议,从而提高供能设备的利用率和系统运行效率。

摘要：为解决重装备产业园区内生产用能峰谷差大,能源利用率不高,无法准确预测园区供能和用能情况等问题,提出了一种基于物联网技术的智能能源管控系统,并给出了系统的体系结构和主要功能模块,阐述了各模块主要用途,设计出数据库E-R图。最终利用J2EE技术开发了产品工艺管理与优化、能源供应消耗量预测、在线监控、生产计划优化调度于一体的软件系统。

关键词：架构,物联网,ER图,MVC设计模式

参考文献

[1]王坚,张悦.企业节能生产调度优化一阶混杂Petri网方法[J].计算机集成制造系统,2012(5):1011-1020.

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[4]侯瑞春,丁香乾,陶冶,等.制造物联及相关技术架构研究[J].计算机集成制造系统,2014(1):11-20.

[5]来星星,卢建军,谢淑翠,等.基于物联网的煤炭企业信息一体化建设[J].信息技术,2014(14):153-156.

通信网络智能管控技术 篇3

关键词：NFC技术,无线通讯,输变电工程,智能管控

0 引言

NFC (Near Field Communication的缩写) , 即一种短距高频的无线电技术, 它允许两个电子设备在10 cm以内的距离相互传输数据。本系统利用NFC的这些特性, 使用巡视终端识别NFC芯片的ID, 并展现相关结果。

1 构建思路

构建基于NFC技术的输变电工程建设过程智能管控系统, 服务于输变电工程建设管理, 为推进建设管理的集约化、扁平化、专业化提供了新思路。整个系统涵盖以下内容: (1) 全面梳理输变电工程建设过程中的管控内容, 以工程过程管理为主线, 结合安全、质量、造价、进度及技术管理等, 制定电子化的管控记录表单, 管控内容包括文字、图片、语音及视频等格式。 (2) 管控系统对日常管理工作制定管控路线, 对日常管理内容及突发事故处理配以相关指导建议, 提高现场管理人员的工作效率。 (3) 管控结果可通过无线网络实时传送至后台服务器, 项目管理人员可通过电脑终端随时了解现场施工及监理情况。

系统利用大数据理念, 后台管理系统数据库可以进行频发问题统计、事件多发区域排查、潜在问题预警等分析工作。综上所述, 用户所使用的界面有两种: (1) 手机APP:带识别NFC功能标签, 并完成相应的业务操作。操作结果提交给后台服务。 (2) 后台管理:基于WEB界面, 用以完成后台管理等操作。

手机APP与后台管理界面均需与后台服务进行交互。其中, 后台管理界面与后台服务的关系是典型的B/S架构。

2 架构设计

2.1 系统逻辑架构

基于NFC技术的输变电工程建设管控系统平台由3个主体构成 (图1) :手机APP、后台管理系统、硬件设备 (手持终端、NFC智能标签等) 。

系统将根据读取到的NFC标签的ID进行调度, 以展示相应的业务场景。

手机APP的基本处理流程如下:用户登录→NFC识别→业务列表→工作填报→工作提交。

手机APP的业务请求来源于后台服务, 输出结果也是实时提交给后台服务, 因此从手机APP端看, 这也是一种C/S架构。而后台服务同时也使用B/S架构提供后台管理界面, 其层次结构如图2所示。

2.2 系统物理架构

系统物理架构如图3所示。

2.3 系统包图

系统的前端展现部分分为手机APP和基于浏览器的管理界面两部分, 通过统一接口服务与后台进行交互。系统包图如图4所示。

2.4 业务模块

按输变电工程管理特点, 共选择9个场景, 分别布置NFC芯片。每种场景对应的业务操作并不相同, 因此将业务划分为如下几个模块 (图5) 。

2.4.1 输变电总模块

应用场景:将NFC芯片放置在变电站门前, 涵盖输变电工程基本概况信息及表单填报信息等。该模块主要包括以下几方面的内容: (1) 工程概况:参建单位、分包单位、人员组成及组织机构。 (2) 里程碑计划。 (3) 表格填报 (参照《国家电网公司输变电工程施工项目部标准化管理手册》, 分为施工单位、监理单位和业主项目部三个权限) [1]。 (4) 整体工程进度:该模块显示500 k V变电站一次模块、500 k V变电站二次模块、220 k V变电站一次模块、220 k V变电站二次模块、35 k V变电站一次模块、35 k V变电站二次模块、主变和主控楼共计8个分站点的工程进度。 (5) 施工计划安排:包括施工、投运、预验收和验收等阶段的时间节点安排。 (6) 资料查询:包括前期工程资料、月度会议纪要等资料查询。

2.4.2 变电站分区域模块

应用场景:将NFC芯片放置在变电站内相应的区域内。各区域模块所包括的工作内容大致相似, 总体来说, 可按一次模块和二次模块来界定相应的工作内容。

(1) 变电站一次模块包括以下几方面的内容:设备分类圮土建圮电气安装圮施工助手圮现场管理。 (2) 变电站二次模块包括以下几方面的内容:设备圮电缆沟圮土建圮施工圮测试圮施工助手。

变电站一次模块与变电站二次模块的功能可被看作两个模板, 具体的模块如500 k V变电站一次模块、500 k V变电站二次模块等, 均参照这两个模板实现。

2.5 软件接口

(1) 数据库:后台数据库与后台服务可分开部署, 通过网络进行调用。 (2) WEB服务:后台管理界面使用B/S架构, 后台提供对应的WEB服务接口。 (3) 远程调用:使用Hessian提供远程调用接口。手机端使用远程调用接口与后台服务交互。

3 子系统设计

3.1 手机端APP

手机管控APP通过触碰NFC芯片, 生成电子管控界面 (如图6所示, 含现场管理人员的位置信息) 。

3.2 后台管理系统

后台管理主要负责基础数据配置、NFC智能标签生成、资产设备信息与智能标签捆绑等功能。同时, 后台管理系统基于大数据理念, 进行频发问题统计、事件多发区域排查、潜在问题预警等分析工作。

4 系统出错处理

4.1 出错信息

(1) 用户界面误操作:系统应对用户的输入做有效性校验, 并通过文字、声音等形式提示用户。 (2) 系统错误:包括但不限于网络错误、后台响应超时、运行错误等。

4.2 出错处理

(1) 用户界面误操作:系统做有效性校验, 并通过文字、声音等形式提示用户, 用户可返回并再次操作, 后台无需处理。 (2) 网络错误:对于用户端, 应明确提示网络连接出现问题, 用户可重新尝试, 当网络连接恢复正常时, 应能继续之前的操作。对于后台, 应当在网络恢复正常时自动恢复。 (3) 超时错误:用户应可再次尝试之前的操作, 若总是超时, 可能需要先检查下网络等原因。 (4) 运行错误:系统需要记录当前错误信息, 并尽可能从故障中自动恢复。

系统除了可处理各种出错信息外, 还需完成数据备份功能, 即使发生重大错误, 也可从备份的数据中恢复。此处应列出系统中主要用到的表结构, 而目前所得到的一些工作表格尚需细化, 待需求明确后再展开。

5 结语

实现基于NFC技术的输变电工程建设过程智能管控系统, 后期还需不断深化与完善, 同时其为今后NFC技术嵌入生产管理系统、客户管理系统、电力营销系统、物流管理系统、资产管理系统等各类系统开辟了广阔的应用前景。在未来2~5年, 基于NFC技术的各类系统的革新与升级必将给工业生产带来巨大的变革, 引领近距离感应科技的发展, 成为信息时代的又一个亮点。

参考文献