PDA+GPRS+GPS电力监控方案

1. 应用背景

无线技术应用的爆炸性增长，势必对组织与个人之间的相互作用方式产生根本性变革。企业必须改进受到有线技术的诸多局限的应用系统。为了在竞争中保持领先，企业需要使用无线技术使其业务的关键部分具备移动能力。在此背景下，移动化数据应用便成为大势所趋。

通常的电力应用系统中，信息技术的采用更多表现为以数据存储及信息传递为主。然而企业面临的信息来源、信息量和处理要求都在迅速增长，由此对工作效率和反应速度也提出了更高的要求。就目前电力行业的巡检系统而言，虽然都已实现了基本的信息化，但原有模式显然难以满足日益增长的事务处理、信息共享、工作协同和决策支持等方面的要求。为保证企业管理和业务决策的更加迅速及时，为达到与国际一流企业的现代化管理水平接轨的要求，充分利用先进的移动技术对于系统的建设中就显得格外重要了。

2. 电力巡检集成技术

对于如何实现有效的电力线路巡检管理，目前除了采用传统大的人工直接巡检外，还有采用视频监控、综合检修车，甚至直升飞机等电力线路巡检手段。这些方式在对国内电力企业来说，成本过高，实施困难，且不易推广，同时也难以解决巡视工作中人为因素的影响。国内的电力行业在传统的人工巡检方式基础上，开始尝试一些新的方式。常见的电力巡检集成技术包括：

信息钮、IC卡巡检：
每条线路的每支杆塔都需要安装相应的设备，如信息钮（也称信息螺栓），上有检测雷击电流通过杆塔的传感器。巡检人员线路巡查时使用巡检器，事先要将杆塔对应的线路名称及杆塔编号信息写入信息钮。巡检员到达需要查看的杆塔时，旋下螺栓盖后用巡检器对准信息钮的定位口，巡检器显示并记录相应杆、塔的线路名称及编号以及检测日期和时间。巡检器所记录的上述内容由巡检IC卡提取，然后，计算机系统软件通过对巡检IC卡信息的读取，将巡线员巡视每级杆塔的时间、杆塔遭雷击的信息以及线路各种缺陷类型的详细情况自动录入到计算机中。这种方式综合成本高，且维护这些额外的信息装置增加了实际的维护和检修工作。江西用得多一些。

PDA＋条码：
事先在杆塔上完成条码标记定位，巡检员到达时用带扫描装置的PDA进行扫描，通过条码信息确认所在杆塔位置，然后将缺陷等详细情况录入到PDA中。但巡检人员经常需要更换杆塔上的巡检条码，所以使用管理都不方便。

PDA＋GPS：
这种系统较其它方式有所进步，它不依赖附加在电力设备上地信息设备，只要巡检人员走到待巡视的设备周围，即可实现在特定时间和地点的数据采集，巡视工作结束之后，数据通过某种局域地无线方式进入局内地系统数据库。有少数电力局应用了这类系统，由于采用离线异步方式，仍有很大的局限性，智能化程度还是不高。

上述几种方式基本能够解决业务人员现场工作的要求，可以在第一时间采集到现场数据，将原有的信息系统延伸到了工作现场。相比过去"先记在纸上，回来还再录入"的方式，的确减轻了巡检人员上报数据的工作量，提高了工作效率。但还是不能满足具体工作移动处理的需要，在某些情况下可能出现应用这些系统之后工作量反而增加的情况，因此这些仍属于过渡性质的产品。针对上述方式的不足之处，借助业界的最新技术，我们提出新的方案：PDA＋GPS＋GPRS。

3. 项目内容

"电力智能巡检系统"是为电力行业实现科学巡线管理而设计的。该系统可使管理人员通过计算机系统对巡检系统中的数据进行分析、检索、排序，准确了解巡线员巡视每一根杆塔的时间和线路上的各种情况，从而发现线路运行缺陷和存在的重要事故隐患，为综合治理、以及要采取的相应改进措施提供详实的依据。系统软件能很方便地处理缺陷维护事务，包括缺陷的发现、维修处理，修复注销登记等，使现场巡检管理、缺陷管理信息化、标准化，以及野外巡线工作管理的精确量化，最终提升线路运行的可靠性。

采用优信最新的iBIAS无线商务应用服务器套件将使系统的管理方式更具优势。"电力智能巡检系统"的使用可帮助线路巡检系统摆脱原始繁琐的工作模式，为提高工作效率和工作质量扫除了空间及距离上的障碍，最大限度地消灭事故隐患。采用优信的无线解决方案后，电力局的线路巡检将走向一个崭新的阶段--实现真正意义上的高质量的智能巡检，为增强电力局的综合竞争力发挥作用。

4. 需求分析

保证电力系统安全运行是电力行业的首要任务，而电力巡检是电力行业保障并提高供电可靠率的一项基本工作。随着信息化的提高，电力行业对已有电子化数据的资源整合的需求会越来越高，新一代的巡检系统必需要网络化、无线化、智能化才有出路;电力智能巡检系统"必须针对并适应电力巡检工作的实际需求。所以"电力智能巡检系统"应具备如下特点：

1. 不需要对电力设备进行改造或者增加其它设备，采用移动终端与GPS定位技术相结合的方案，完成巡检工作路线安排、数据记录、工作状态监督、数据汇总报告等功能，并可与电力企业现有信息系统无缝连接，提高整体工作效率和运行质量。 
2. 保证原有线路管理系统的安全及作业的连续性。与用户原有的线路管理系统要能够很好的集成。在完全不影响电力局原有计算机系统的前提下，使业务发展的广度和深度在相对较短的时间内得到较系统的提升，从而更好地服务于电力局的业务运作。 
3. 对线路巡检数据的流转链上各个环节进行优化、实现各个岗位间信息的及时共享，满足日常业务需求，以提高效率，降低成本。使电力巡检部门可以更有效地安排、监督巡检工作，及时发现设备缺陷并提交相关部门进行消缺。 
4. 提供对巡检数据的有效管理，便于相关职能部门进行总结，为进一步的工作和决策提供良好参考和建议。使局的巡检工作完成"传统人工"到"移动信息"的过渡，实现了电子化、信息化、智能化巡检，提高了巡检的工作效率，有效降低了漏检、错检的问题，更好地保证了输变电设备的高效率、低故障率的安全运行，使线路巡检工作跨上了一个新台阶。 
5. 让管理人员能够实时的掌握巡检工作的运行状况，使线路巡检工作不再受到时间、地点等外界因素限制的同时，对线路巡检工作进行更好的监控与管理。 
6.支持信息发送渠道冗余、信息分层安全管理的特点。 
7. 手持移动终端应该是完整的一体化的设备，轻巧便携，即开即用，使用简便，维护培训成本低。

采用新系统所带来的直接和间接的经济效益可能来自于三方面：
第一、利用新技术可更迅速、更客观准确地掌握线路的真实运行状态，从而直接带来管理成本的降低； 
第二、利用新技术提高工作效率，管理部门提供正确的决策信息，全面提高供电可靠率，有利于社会经济建设。 
第三、系统应该具有开放性和可升级的特点，使系统的生命力不受外部系统的影响，这是企业降低总体运营成本（TOC）的有效途径，也将直接产生经济效益。
总之，在电力局内部的信息移动化工程建设过程中，巡检系统率先实现移动化将是一个很好的开端。

5．业务分析

从严格意义上说，电力线路巡检是电力局整个线路管理系统的一个组成部分，一般情况下可以将"电力智能巡检系统"归入"线路管理"的"运行管理子系统"。因此巡检系统的设计必须参照电力局线路管理系统的实际情况进行。
线路管理系统主要功能模块通常可作如下描述：

注：另外还有"接口子系统"，比如与人事管理系统和雷电定位系统的接口设计，根据具体情况具体分析。

目前，我们把系统的主要功能要求定义如下：
1、工单设计：系统可根据管理部门地预先方案计划，自动为巡线员设计工单，工单详细包括了巡检路线、地点、时
     间、间隔、重要事项等内容。
2、现场记录：包括，缺陷记录、检修记录、设备台帐、缺陷通知单、设备档案、线路条图、技术问答等； 
3、能采集GPS数据，检查到位率，自动生成巡检轨迹图。提供GIS系统接口，配合电子地图使用； 
4、后台软件能与电力生产管理系统接口，数据可转化； 
5、常用信息可在本地储存，也可根据需要随时下载，包括：安全规程、常用电话、事故通报、危险点，措施、杆塔
      明细表等； 
6、能定义并完成缺陷处理流程； 
7、具有提醒功能，提醒内容包括：维护周期、新缺陷单、新任务等； 
8、基地可监控巡线人员位置和工作状况，随时了解现场故障信息，并对外勤人员进行远程技术支持； 
9、客户端程序模块可根据需要下载或更新。  

在本方案基础上，还需要与局方讨论方案细节，并根据局方具体要求，制定软件开发标准，包括内容、图形接口及界面菜单等。

6．系统架构

GPRS（General Packet Radio Service）的中文含义为整合封包无线服务，是在现有的GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务，可以理解为GSM的一个更高层次。GPRS是利用而"分组交换"（Packet－Switched）实现无线数据传输，好处是只有在有资料需要传送时才会占用频宽，而且可以以传输的资料量计价，这对用户来说是比较合理的。

GPRS的用途十分广泛，包括通过手机发送及接收电子邮件，在互联网上浏览等。最大优势在所谓的"永远在线"和"按流量计费"，GPRS理论传输速度可以达到130K，目前的网络设计中只开放了8个信道中的4个，而且每个信道的容量还在优化之中，目前的实际传输速度30K左右，但已完全可以支持多种无线互联应用服务。随着网络优化的完成，速度还会得到提升。GPRS是在原有GSM网络基础之上发展起来的，因此网络覆盖比较完善。
使用GPRS网络很方便，只需将开通了GPRS服务的普通GSM手机SIM卡插入GPRS设备中即可。
在使用一般的基于GPS＋PDA的巡视系统时，巡视员每次巡视前按照自己的工号，与后台数据库进行数据的同步，下载自己的工作任务到掌上电脑，巡视过程中将相关信息记录在掌上电脑中，结束后将数据上传回后台数据库中。这就意味着当天的数据最快也要等到第二天上班才会进入管理流程，实时性不高，操作起来也很繁复。现在采用GPRS网络通讯，随时随地就可以交换数据，其所带来的好处是显而易见的。

GPS（全球卫星定位系统）与传统的手工测量手段相比，有着测量精度高、操作简便、仪器体积小，便于携带、全天候操作、观测点之间无须通视、信息自动接收存储、，中间处理环节少等优势。当前，GPS技术已广泛应用于大地测量、资源勘查、地壳运动、地籍测量等领域。

GPS在电力系统的应用也非常广泛，例如电力系统的城网改造等工程都需要GPS系统的配合。将GPS系统应用于电力线路巡检工作，在国外也是一项成熟的应用模式，配合GIS（地理信息系统）的线路信息，为电力运行规划、巡检、维护等作业提供一个良好的应用平台。

在本系统中，需要依靠GPS模块自动获得巡线员当前位置的座标位置（GPS模块定位精度5～20米），运行在掌上终端上的程序不断分析座标数据，随时做出反应。卫星定位的手段记录定位作业的路线的另一个作用是可以增加管理监督力度，提高具体工作人员的责任心，解决了原来缺乏手段考核工作人员是否按路线及时检查电力线路等问题。

客户终端程序
客户终端程序运行在移动设备中，所提供的系统前台功能包括：
●自动检索设备台帐和缺陷数据，并能根据当前位置，提供智能化操作方式； 
●现场数据记录和提交：包括，缺陷记录、检修记录、设备台帐、缺陷通知单、设备档案、线路条图等；
●自动采集时间记录；通过GPS模块，完成目标位置的经度、纬度数据的采集；
●支持电子地图的导航功能；
●本地常用信息储存，也可根据需要随时下载，包括：安全规程、常用电话、事故通报、危险点，措施、　　　　　　　　杆塔明细表等；
●具有远程唤醒和提醒功能，提醒内容包括：维护周期、新缺陷单、新任务等；
●客户终端程序模块可根据需要下载或更新。

中间层部分――移动应用服务器
iBIAS商务信息传递系统是由四个独立的中间件服务器组成的套件，包括：信息摄取平台、信息发送平台、文档转换平台、高效动态缓冲服务器。该服务器套件可以将企业的组织数据、运作流程和对时间敏感性高的信息通过各种移动设备和多功能的无线网络及时的传送给自己的员工、客户和商务合作伙伴。通过对现有系统的移动化支持，iBIAS可以实现各管理层间文件、项目、计划的审批、远程获取业务信息数据等功能，让管理人员就可以不受时间、地点限制，随时随地更加灵活地进行文件的阅读和审批，察看企业运行的重要业务数据，能够进行即时交互，以便调整自己的工作，并根据情况及时进行决策、处理，发挥企业信息系统在管理中应有的作用。企业员工在行动中或外出时，可用自己的移动终端设备（手机、Palm、Pocket PC等）通过无线网络随时随地访问Exchange Server、Domino Server，进行：收发邮件、察看任务间表、远程业务处理，操作企业数据库等一系列移动环境下的信息处理事务。
由于电力系统本来的信息化程度较高，数据管理集中，并存在各种异构数据库，所以需要解决移动数据与中心数据库对接问题；同时无线网络技术的引入，也带来了安全性和数据传输可靠性的问题。因此，方案采用了优讯新一代移动应用中间件服务器iBIAS作为中间层。中间件将负责移动数据前后台间的交互和整合，保证传输过程安全可靠，可以对无线终端的接入提供可靠的管理方式。不仅可以满足当前的业务需要，增强了原有的管理信息系统的可用性，同时也为企业下一步无线应用扩展的进程提供良好的基础。

iBIAS的基本特点：
●提供移动设备实时访问企业数据库的能力，以及企业数据定向发布；
●提供企业中的移动终端设备和用户信息的集中管理：包括备份/恢复、软件安装、设置、报告等；
●数据传输和访问都使用加密技术保证系统的安全，具备可调整能力；
●提供高效的传输压缩功能，适应移动设备通讯的特点；
●多终端设备和网络支持能力。支持各种有线、无线网络连接方式；能自适应Palm、Windows CE、EPOC等系统的移动设备，根据设备类型发布信息和进行交互，保证不同类型终端都能得到正确信息；
●能确保用户数量激增时，仍能保证系统提供正常服务。
●适应企业内应用平台的多样性和部署，帮助建立企业移动信息流，打破信息获取的时间、地点限制；
●可扩展传统的非移动信息系统，易于集成已有应用系统，实现与企业数据库、目录服务、邮件服务等系统的无缝连接；
●开放式架构设计，提供完整的开发API。

区别于其他巡检系统所采用的移动中间件，iBIAS的优势在于：
●优秀的移动网络接入能力：系统可对中间传输的数据做针对性优化，把信息流量降到最低，满足在低速率的移动网络上进行实时数据传输的要求。
●杰出的异种数据源访问和文件操作能力：可浏览和搜寻存在数据库和文件目录中的数据和文件，以及各种存在的邮件服务器，如MS Exchange、Lotus Domino和各种POP3系统中的重要信息；并提供文档转换和修复的功能。
●强大的管理能力：
●预留了各种主流的群件服务器和关系数据库接口，所以iBIAS不仅只在本应用系统中使用，可在同一个移动平台上为多个应用系统服务，既便于统一管理，又能最大限度地提高用户的投资效益。
iBIAS包含了各种主流的群件服务器和关系数据库接口，支持包括MS Exchange、Lotus Domino/Notes、Oracle、MS SQL Server、Sybase、DB2等。可以在不改变企业各种应用系统现状的前提下使之移动化，提高系统的使用效能。优讯的移动网络构建软件将提高电力局现有IT系统的能力，无需昂贵的投资即可对移动互联设备提供支持。IBIAS的应用能使电力局的工作人员在任何地方都能够从企业内部信息系统及时获取最新的信息，使用者能更快地对工作中出现的事务和问题作出及时的反应，工作更有效率，缩短协调和决策时间。企业内部数据信息流转的速度也将得到极大地提高。

应用服务部分――巡检应用服务器

巡检应用服务器部署在局内部网络中，位于移动应用中间件服务器的后端，主要运行智能巡检应用系统的后台程序。巡检应用服务程序通过移动中间件与运行在手持巡线设备中的终端程序保持连接。主要功能特征包括：
■开放的缺陷库可供用户根据不同的线路结构定义标准缺陷类型、缺陷内容及详细的缺陷参数。
■缺陷的详细规范性描述和记录，使现场巡检管理、缺陷管理信息化、标准化。
■分析巡检作业信息，完成从缺陷的发现到检修，再到缺陷注销的全过程处理，并根据用户不同需要提供多种处理方式。
■用户可灵活设定设备台帐信息库、巡检线路及相应的杆塔位置信息。
■根据GPS定位数据判定巡线到位情况，统计巡检数据（如次数和到位时间），提高管理水平。
■管理巡检工作相关的人员，以及对系统的使用权限。
■管理巡检任务，察看任务执行情况，并可监控巡线人员的位置、运动轨迹和工作进度。
■可定义的报表查询功能，可根据用户的具体要求产生各种类型的报表，方便查询。
■巡检系统与全局MIS或其它信息管理系统无缝结合，巡检系统发现的缺陷能按需要流入全局缺陷流程，并 与SAP实现数据交换，在有效的降低成本的同时，提高工作效率。
■除管理控制台外，局域网中的PC无需安装客户端软件，均可通过WEB界面对巡检记录进行操作。

7．工作模式描述

初始化：
首先要建立巡线系统的基础数据库，可以从线路管理系统中获得。为了实现智能化，还需要采集所有设备地理位置的坐标。这个过程需要巡线员持终端走到每一个设备（杆塔）前，查询当前设备的资料，GPS模块就自动获得当前位置的坐标。整个初始化过程简单，只需巡线员从头到尾巡查一遍，系统就将获得所有设备的GPS地理位置数据。由于因为利用GPS采集到的是地理信息数据，同GIS系统同属原始坐标数据，只是数据格式的不同，所以很容易与GIS系统结合。

日常巡查：
每次工作前巡线人员会先得到系统传达的巡查工单。当持移动终端到达所需检查的地点后，只要打开机器，智能巡线系统客户端程序就通过GPS模块自动获得当前位置坐标，然后与本地或局内的数据库中的资料进行对比，将面前的设备档案显示在终端屏幕上。巡线人员即可将现场线路设备情况记录在掌上电脑中。同时，系统自动激活GPRS无线网络，将所在的地理位置信息和当前的时间，连同现场线路情况记录一起发往局内的数据库，由后台巡检服务程序处理后进入系统数据库。如果有GIS系统配合使用，PDA可以显示电子地图，并进行导航，指引巡查路线。
为了保证可用性，系统支持在线和离线两种方式的工作状态。如果GPRS无线网络因为信号问题暂时无法接通，系统将数据暂时存储在本地。一旦无线网络可用，就自动发送数据。另外，系统还提供备用的红外数据集中传送方式以供不时之需。当因故无发使用无线网络时，巡线员可以将终端置于智能巡线服务系统的红外线接入设备前进行同步。 强化管理：
管理人员可以预先设置任务单，安排每日的巡查任务、顺序、工作量、路线等。当巡线人员工作中，系统根据任务单或预定设置自动提示巡线员下一个巡查点。同时控制中心可随时监测巡线员的工作进度和巡查情况。遇到特殊情况，管理人员可通过无线网路进行不间断的调度指挥。移动终端与后台系统数据库间保持数据实时通透，保障企业管理信息化，确保巡检的到位率。

8．方案特点及应用前景

"电力智能巡检系统"解决方案采用了模块化设计，可根据电力局实际需求进行调整。通过使用中间件服务器支持移动设备走无线网络，实现对企业后端数据的远程实时访问。不仅增强了巡线信息的时效性，同时将服务器端强大的逻辑扩展和处理能力，与移动终端密切结合了起来，构成具有很强的业务处理功能的移动系统，可以真正使得移动设备成为企业信息系统的一个有效组成部分。
■应用软件和中间件产品均拥有自主知识产权，确保数据可跨平台、跨数据库和跨系统交互。
■系统软件架构为多层结构，具有高度可伸缩性。
■系统的开放式设计，可以方便地与原有的或者将来的系统嵌入集成。 
■用户界面图形化，易操作、易培训、易管理。手持终端支持手写输入，操作主要为直接点选。
■用户可自定义所有参数，进行数据初始化，对厂商依赖程度低。
■系统管理网络化，巡检数据可被企业其他管理应用系统调用。
■用户无需在电力杆塔上附加安装其它设备。
■前端手持终端和中间层设备可用于其它的应用系统，使投资被充分利用。

这一由全球卫星定位系统技术、无线互联技术与掌上电脑相结合的全新解决方案，不仅具有相对低成本、数据准确及时、安全可靠等优点，同时也能完全满足企业未来在信息处理、移动计算等多方面的需求。 优信公司将帮助电力局引入和掌握最新的无线应用产品，并有效的应用这些技术到自身应用系统中去，这样可以进一步降低电力局的运作成本，提高工作效率，必将有助于电力局今后业务的发展。希望能通过这一高端方案，一起为电力行业带来崭新的管理服务理念和手段。同时，该系统还可用于石油、电信等对巡检有特别要求的行业。