所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)維護(hù)自動(dòng)化領(lǐng)域，具體涉及一種智能電力移動(dòng)作業(yè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在電力系統(tǒng)中，任何設(shè)備的故障，都有可能影響安全生產(chǎn)，給電力企業(yè)帶來損失及危險(xiǎn)，因此，實(shí)時(shí)的對(duì)線路進(jìn)行巡檢及管理是非常必要的。

許多電力生產(chǎn)企業(yè)依靠人工進(jìn)行統(tǒng)計(jì)信息及進(jìn)行設(shè)備管理，隨著企業(yè)的發(fā)展，輸電線路越來越復(fù)雜，線路維護(hù)難度越來越高，檢查的工作量越來越大，如果繼續(xù)采用人工進(jìn)行檢查，任務(wù)量將會(huì)很大，并且人工檢查不能保證工作的準(zhǔn)確性和便捷性，工作效率會(huì)很低，無法滿足實(shí)際需求。隨著智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展和移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)的成熟，電力巡檢業(yè)務(wù)的流程和便利性得到了很大提升，巡檢人員可利用移動(dòng)終端上的應(yīng)用程序直接訪問巡檢業(yè)務(wù)系統(tǒng)，在線查詢?cè)O(shè)備圖紙資料、下載工作任務(wù)、回傳巡檢結(jié)果。

移動(dòng)終端的使用提升了業(yè)務(wù)便利性，也增加了安全風(fēng)險(xiǎn)，原有封閉的業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)直接訪問，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)資料存儲(chǔ)在移動(dòng)終端上。而一旦終端丟失，可能造成敏感數(shù)據(jù)的丟失和泄漏。因此，電力企業(yè)對(duì)移動(dòng)終端的使用提出了安全管理要求，包括對(duì)設(shè)備自身的強(qiáng)管控要求，以及對(duì)業(yè)務(wù)執(zhí)行過程的督查審計(jì)要求等等。

現(xiàn)有的電力設(shè)備檢修策略制定往往從設(shè)備層面制定檢修策略，側(cè)重于設(shè)備個(gè)體性能，較少對(duì)電網(wǎng)整體運(yùn)行性能的考慮。若從設(shè)備個(gè)體行為來看，依據(jù)設(shè)備個(gè)體性能的檢修決策雖然有利于提高其個(gè)體運(yùn)行的性能，但是由于配電網(wǎng)運(yùn)維資源緊張與設(shè)備龐大數(shù)量間的矛盾，不免會(huì)產(chǎn)生個(gè)體與整體間的矛盾和沖突，進(jìn)而降低配電網(wǎng)整體運(yùn)行的效能。如何從設(shè)備個(gè)體與電網(wǎng)整體運(yùn)行的角度，研究計(jì)及電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)備檢修策略，實(shí)現(xiàn)檢修策略在個(gè)體和電網(wǎng)運(yùn)行間的平衡優(yōu)化，是電力檢修亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種智能電力移動(dòng)作業(yè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用移動(dòng)巡檢終端和巡檢中間服務(wù)器和中控機(jī)房，構(gòu)建成智能、移動(dòng)、安全的電力設(shè)備巡檢系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的遠(yuǎn)距離、策略化、安全可控的檢查和監(jiān)控。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種智能電力移動(dòng)作業(yè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個(gè)移動(dòng)巡檢終端、巡檢中間服務(wù)器和中控機(jī)房；

其中，所述移動(dòng)巡檢終端包括：

巡檢執(zhí)行單元，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)各種電力設(shè)備的安全檢查；

任務(wù)接收單元，用于從巡檢中間服務(wù)器接收巡檢任務(wù)；

巡檢數(shù)據(jù)發(fā)送單元，用于將巡檢終端的參數(shù)以及巡檢得到的數(shù)據(jù)發(fā)送給巡檢中間服務(wù)器；

巡檢中間服務(wù)器包括：

巡檢數(shù)據(jù)采集單元，用于從所述移動(dòng)巡檢終端獲取巡檢終端的參數(shù)以及巡檢得到的數(shù)據(jù)；

巡檢策略管理單元，用于和上級(jí)巡檢終端管理中心進(jìn)行通信，獲取巡檢策略，并將巡檢策略分發(fā)給移動(dòng)巡檢終端；

巡檢安全服務(wù)單元，用于提供安全服務(wù)，保證巡檢數(shù)據(jù)安全傳送以及巡檢策略安全的執(zhí)行；

所述中控機(jī)房包括：

數(shù)據(jù)收發(fā)單元，用于向所述巡檢中間服務(wù)器發(fā)送巡檢策略，接收來自所述巡檢中間服務(wù)器的巡檢數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)處理單元，用于處理所述巡檢數(shù)據(jù)；

顯示單元，用于實(shí)時(shí)顯示巡檢結(jié)果；

控制單元，用于控制所述數(shù)據(jù)收發(fā)單元、數(shù)據(jù)處理單元和顯示單元，并同于確定巡檢策略。

優(yōu)選的，所述控制單元包括：巡檢任務(wù)生成子單元、任務(wù)指派子單元、巡檢監(jiān)控子單元、任務(wù)關(guān)閉子單元、巡檢總結(jié)子單元。

優(yōu)選的，巡檢任務(wù)生成子單元，用于根據(jù)巡檢計(jì)劃，生成巡檢任務(wù)信息；任務(wù)指派子單元，用于指派巡檢任務(wù)信息；巡檢監(jiān)控子單元，用于對(duì)巡檢任務(wù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；任務(wù)關(guān)閉子單元，用于在巡檢任務(wù)完成后，發(fā)送關(guān)閉巡檢任務(wù)指令；總結(jié)記錄子單元，用于解析和記錄巡檢結(jié)果。

優(yōu)選的，所述巡檢數(shù)據(jù)采集單元獲取的移動(dòng)巡檢終端的參數(shù)包括移動(dòng)巡檢終端的gps全球定位信息、當(dāng)前時(shí)間信息、硬件識(shí)別碼信息。

優(yōu)選的，所述巡檢策略包括策略執(zhí)行條件和控制指令兩部分組成，典型的策略執(zhí)行條件包括：移動(dòng)巡檢終端處于非工作時(shí)間，移動(dòng)巡檢終端處于工作時(shí)間或移動(dòng)終端偏離巡檢路線，典型的控制指令包括：自動(dòng)鎖定終端，禁止用戶操作，執(zhí)行特定巡檢任務(wù)。

優(yōu)選的，所述巡檢安全服務(wù)單元包括密碼子單元、審計(jì)子單元和行為控制子單元；所述密碼子單元用于實(shí)現(xiàn)安全的數(shù)據(jù)通信，所述審計(jì)子單元和行為控制子單元用于移動(dòng)巡檢終端的管控策略的觸發(fā)條件，完成巡檢策略的執(zhí)行。

優(yōu)選的，密碼子單元可透明實(shí)現(xiàn)對(duì)不同密碼算法的調(diào)用和切換，密碼算法包括安全tf卡中的sm1、sm2、sm3系列密碼算法、通用rsa、aes、sha-1密碼算法；

行為審計(jì)子單元用于感知和記錄移動(dòng)巡檢終端行為，并利用所述巡檢數(shù)據(jù)采集單元所提供的巡檢終端的空間、時(shí)間信息，和巡檢策略的執(zhí)行條件進(jìn)行匹配，如果符合巡檢策略，則觸發(fā)行為控制子單元；

行為控制子單元用于在巡檢策略的執(zhí)行條件滿足后，準(zhǔn)許移動(dòng)巡檢終端執(zhí)行對(duì)應(yīng)的控制指令。

優(yōu)選的，所述巡檢數(shù)據(jù)包括：檢修任務(wù)信息、巡檢點(diǎn)信息、設(shè)備信息、巡檢工單信息、地圖信息。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：(1)利用移動(dòng)巡檢終端和巡檢中間服務(wù)器和中控機(jī)房，構(gòu)建成智能、移動(dòng)、安全的電力設(shè)備巡檢系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的遠(yuǎn)距離、策略化、安全可控的檢查和監(jiān)控；(2)通過引入巡檢中間服務(wù)器，解決電力巡檢終端的安全管控問題，通過使用該中間服務(wù)器可以使電力巡檢終端具備接受中控機(jī)房的遠(yuǎn)程管理、監(jiān)視和控制能力，可有效提升對(duì)移動(dòng)巡檢終端的安全管控能力；(3)巡檢數(shù)據(jù)傳輸過程中，采用加密機(jī)制，可以確保巡檢信息傳輸安全；(4)實(shí)現(xiàn)了中控機(jī)房和移動(dòng)終端的實(shí)時(shí)互動(dòng)，確保巡檢策略制定更加合理，巡檢策略執(zhí)行更加高效。

附圖說明

圖1示出了本發(fā)明的一種智能電力移動(dòng)作業(yè)系統(tǒng)的框圖。

圖2示出了本發(fā)明的一種基于移動(dòng)終端的電力設(shè)備巡檢方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了本發(fā)明的一種智能電力移動(dòng)作業(yè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個(gè)移動(dòng)巡檢終端1、巡檢中間服務(wù)器2和中控機(jī)房3；

其中，所述移動(dòng)巡檢終端1包括：

巡檢執(zhí)行單元11，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)各種電力設(shè)備的安全檢查；

任務(wù)接收單元12，用于從巡檢中間服務(wù)器接收巡檢任務(wù)；

巡檢數(shù)據(jù)發(fā)送單元13，用于將巡檢終端的參數(shù)以及巡檢得到的數(shù)據(jù)發(fā)送給巡檢中間服務(wù)器；

巡檢中間服務(wù)器2包括：

巡檢數(shù)據(jù)采集單元21，用于從所述移動(dòng)巡檢終端獲取巡檢終端的參數(shù)以及巡檢得到的數(shù)據(jù)；

巡檢策略管理單元23，用于和上級(jí)巡檢終端管理中心進(jìn)行通信，獲取巡檢策略，并將巡檢策略分發(fā)給移動(dòng)巡檢終端；

巡檢安全服務(wù)單元22，用于提供安全服務(wù)，保證巡檢數(shù)據(jù)安全傳送以及巡檢策略安全的執(zhí)行；

所述中控機(jī)房3包括：

數(shù)據(jù)收發(fā)單元31，用于向所述巡檢中間服務(wù)器發(fā)送巡檢策略，接收來自所述巡檢中間服務(wù)器的巡檢數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)處理單元32，用于處理所述巡檢數(shù)據(jù)；

顯示單元33，用于實(shí)時(shí)顯示巡檢結(jié)果；

控制單元34，用于控制所述數(shù)據(jù)收發(fā)單元、數(shù)據(jù)處理單元和顯示單元，并同于確定巡檢策略。

所述控制單元34包括：巡檢任務(wù)生成子單元、任務(wù)指派子單元、巡檢監(jiān)控子單元、任務(wù)關(guān)閉子單元、巡檢總結(jié)子單元。

其中，巡檢任務(wù)生成子單元，用于根據(jù)巡檢計(jì)劃，生成巡檢任務(wù)信息；任務(wù)指派子單元，用于指派巡檢任務(wù)信息；巡檢監(jiān)控子單元，用于對(duì)巡檢任務(wù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；任務(wù)關(guān)閉子單元，用于在巡檢任務(wù)完成后，發(fā)送關(guān)閉巡檢任務(wù)指令；總結(jié)記錄子單元，用于解析和記錄巡檢結(jié)果。

所述巡檢數(shù)據(jù)采集單元21獲取的移動(dòng)巡檢終端的參數(shù)包括移動(dòng)巡檢終端的gps全球定位信息、當(dāng)前時(shí)間信息、硬件識(shí)別碼信息。

所述巡檢策略包括策略執(zhí)行條件和控制指令兩部分組成，典型的策略執(zhí)行條件包括：移動(dòng)巡檢終端處于非工作時(shí)間，移動(dòng)巡檢終端處于工作時(shí)間或移動(dòng)終端偏離巡檢路線，典型的控制指令包括：自動(dòng)鎖定終端，禁止用戶操作，執(zhí)行特定巡檢任務(wù)。

所述巡檢安全服務(wù)單元22包括密碼子單元、審計(jì)子單元和行為控制子單元；所述密碼子單元用于實(shí)現(xiàn)安全的數(shù)據(jù)通信，所述審計(jì)子單元和行為控制子單元用于移動(dòng)巡檢終端的管控策略的觸發(fā)條件，完成巡檢策略的執(zhí)行。

密碼子單元可透明實(shí)現(xiàn)對(duì)不同密碼算法的調(diào)用和切換，密碼算法包括安全tf卡中的sm1、sm2、sm3系列密碼算法、通用rsa、aes、sha-1密碼算法；

行為審計(jì)子單元用于感知和記錄移動(dòng)巡檢終端行為，并利用所述巡檢數(shù)據(jù)采集單元所提供的巡檢終端的空間、時(shí)間信息，和巡檢策略的執(zhí)行條件進(jìn)行匹配，如果符合巡檢策略，則觸發(fā)行為控制子單元；

行為控制子單元用于在巡檢策略的執(zhí)行條件滿足后，準(zhǔn)許移動(dòng)巡檢終端執(zhí)行對(duì)應(yīng)的控制指令。

所述巡檢數(shù)據(jù)包括：檢修任務(wù)信息、巡檢點(diǎn)信息、設(shè)備信息、巡檢工單信息、地圖信息。

圖2示出了本發(fā)明的一種基于移動(dòng)終端的電力設(shè)備巡檢方法的流程圖。該方法具體包括如下步驟：

s1.根據(jù)巡檢計(jì)劃，制定巡檢策略；

s2.確定移動(dòng)巡檢狀態(tài)，發(fā)送巡檢策略；

s3.移動(dòng)巡檢終端執(zhí)行巡檢策略，采集巡檢數(shù)據(jù)；

s4.將巡檢數(shù)據(jù)發(fā)送給中控機(jī)房；

s5.處理和解析巡檢數(shù)據(jù)，得到巡檢結(jié)果。

優(yōu)選的，在步驟s1中，采用如下方法對(duì)巡檢策略進(jìn)行優(yōu)化：

s11.計(jì)算巡檢計(jì)劃中的各電力設(shè)備的故障率；

s12.計(jì)算所述各電力設(shè)備檢修個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)損失和電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)損失；

s13.建立所述各電力設(shè)備檢修的目標(biāo)函數(shù)以及相應(yīng)的約束條件；

s14.完成所述各電力設(shè)備的優(yōu)化巡檢策略。

優(yōu)選的，在所述步驟s11中，包括：

s111.計(jì)算電力設(shè)備的健康指數(shù)

eia＝ei0e^-b·δt(1)

其中，eia為電力設(shè)備的健康指數(shù)，ei0為電力設(shè)備的初始健康指數(shù)，b為電力設(shè)備的老化系數(shù)，δt為電力設(shè)備的投入運(yùn)行時(shí)間；

s112.根據(jù)eia計(jì)算電力設(shè)備的健康指數(shù)

ei＝eih×h1×h2(2)

其中，ei為電力設(shè)備的健康指數(shù)，h1為運(yùn)行環(huán)境修正因子，h2為檢修記錄修正因子，且有：

h1＝h11+h12(3)

h2＝h21+h22+h23+h24+h25(4)

其中，h11為安置地點(diǎn)修正因子，h12為最高環(huán)境溫度修正因子，h21為家族缺陷修正因子，h22為近區(qū)短路修正因子，h23為缺陷記錄修正因子，h24為故障記錄修正因子，h25為局部放電修正因子；

s113.計(jì)算電力設(shè)備的故障率

λ＝ke^-c·ei(5)

其中，λ為電力設(shè)備的故障率，k為比例系數(shù)，c為曲率系數(shù)。

優(yōu)選的，在所述步驟s12中，包括如下步驟：

s121.計(jì)算電力設(shè)備檢修個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)損失

re＝pf·[l(lm)+clabtlab](6)

其中，re為電力設(shè)備檢修個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)損失，pf為電力設(shè)備的檢修停運(yùn)概率，lm為電力設(shè)備的檢修等級(jí)，clab為單位工時(shí)成本，tlab為電力設(shè)備檢修所需工時(shí)，l(lm)為電力設(shè)備維修或更換費(fèi)用；

s122.計(jì)算電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)損失

其中，rr為電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)損失，rdir為電力設(shè)備檢修造成的直接失負(fù)荷損失，rrand為電力設(shè)備檢修造成的隨機(jī)失負(fù)荷損失；m為停電用戶集合，n為運(yùn)行方式改變導(dǎo)致雖未停電但供電安全性降低的用戶集合，pk為電力設(shè)備故障后所影響的n個(gè)用戶停電概率，di為停電用戶i處負(fù)荷的重要度系數(shù)，dj為運(yùn)行方式改變導(dǎo)致雖未停電但供電安全性降低的用戶j處負(fù)荷的重要度系數(shù)，t為故障持續(xù)時(shí)間，pi(t)為停電用戶i在t時(shí)刻的負(fù)荷曲線，c0為單位電價(jià)，ck為隨機(jī)失負(fù)荷單位電量損失。

優(yōu)選的，所述步驟s13中，假設(shè)在電力設(shè)備檢修周期內(nèi)，待修電力設(shè)備退出運(yùn)行時(shí)的檢修費(fèi)用不變，以電力設(shè)備檢修個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)損失和電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)損失之和最小為目標(biāo)建立電力設(shè)備檢修的目標(biāo)函數(shù)，有

minf＝re+rr(8)

其中，f為電力設(shè)備檢修的目標(biāo)函數(shù)，re為電力設(shè)備檢修個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)損失，rr為電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)損失。

優(yōu)選的，電力設(shè)備檢修的目標(biāo)函數(shù)相應(yīng)的約束條件包括可靠性約束、檢修時(shí)間約束和最優(yōu)步長(zhǎng)約束；

所述可靠性約束為電力設(shè)備的故障率低于其故障率閾值

pt＜ps(9)

其中，pt為電力設(shè)備的故障率，ps為電力設(shè)備的故障率閾值；

檢修時(shí)間約束表示為：

其中，m表示電力設(shè)備的小修總次數(shù)，n表示電力設(shè)備的大修總次數(shù)，tm為電力設(shè)備的本次小修時(shí)間，t(m-1)為電力設(shè)備的上次小修時(shí)間，tn為電力設(shè)備的本次大修時(shí)間，t(n-1)為電力設(shè)備的上次大修時(shí)間；

最優(yōu)步長(zhǎng)約束為電力設(shè)備的最優(yōu)步長(zhǎng)為1個(gè)季度。

優(yōu)選的，所述s14中，應(yīng)用遺傳算法求解目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解，完成電力設(shè)備的優(yōu)化檢修：

s141隨機(jī)生成種群a，種群a中每個(gè)個(gè)體為周期內(nèi)待修電力設(shè)備集合的狀態(tài)序列；

s142.從種群a中取個(gè)體a，個(gè)體a對(duì)應(yīng)一個(gè)巡檢策略；

s143.對(duì)以上巡檢策略進(jìn)行可行性分析，若可行，則轉(zhuǎn)入s144；否則，直接賦不小于10⁶的值作為該巡檢策略對(duì)應(yīng)的適應(yīng)度值，返回s142；

s144.巡檢策略可行的情況下，計(jì)算電力設(shè)備檢修個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)損失和電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)損失，并以二者之和最小作為該巡檢策略對(duì)應(yīng)的適應(yīng)度值；

s145.電網(wǎng)狀態(tài)檢修決策收斂判斷：當(dāng)達(dá)到最大迭代次數(shù)，或最優(yōu)解的適應(yīng)度值在給定的迭代次數(shù)內(nèi)不再下降，則迭代結(jié)束，并以適應(yīng)度最小值的個(gè)體對(duì)應(yīng)的巡檢策略作為電網(wǎng)狀態(tài)檢修的決策結(jié)果；否則，進(jìn)行交叉、編譯，生成新的種群，返回s142。

優(yōu)選的，所述步驟s2中，確定移動(dòng)巡檢終端的狀態(tài)包括采集移動(dòng)巡檢終端硬件及其運(yùn)行環(huán)境的基礎(chǔ)信息；所述基礎(chǔ)信息包括gps全球定位信息、當(dāng)前時(shí)間信息和巡檢終端硬件識(shí)別碼信息。

優(yōu)選的，所述巡檢終端硬件識(shí)別碼c是通過rfid閱讀器硬件編號(hào)c1、安全tf卡硬件編號(hào)c2產(chǎn)生，公式為c＝hash(c1⊕c2)；所述rfid閱讀器用于讀取被檢設(shè)備中嵌入的rfid標(biāo)簽中的狀態(tài)參數(shù)，所述安全tf卡用于為所述移動(dòng)巡檢終端硬件提供硬件密碼算法。

優(yōu)選的，在所述步驟s3中，所述巡檢數(shù)據(jù)：檢修任務(wù)信息、巡檢點(diǎn)信息、設(shè)備信息、巡檢工單信息、地圖信息。

在所述步驟s4中，通過如下加密方式將巡檢數(shù)據(jù)發(fā)送給中控機(jī)房：

周期性的發(fā)送一個(gè)策略同步消息x1，所述消息x1包括移動(dòng)巡檢終端硬件識(shí)別碼和策略組指紋碼，并使用中控機(jī)房的公鑰加密；

所述上級(jí)巡檢終端管理中心使用私鑰解密所述消息x1，取得移動(dòng)巡檢終端硬件識(shí)別碼，并查找策略數(shù)據(jù)庫取得策略組；

所述中控機(jī)房將策略組的指紋和所述消息x1中的策略組指紋碼進(jìn)行比對(duì)，若一致，流程結(jié)束；否則執(zhí)行下一步驟；

使用所述中控機(jī)房的私鑰進(jìn)行數(shù)字簽名，策略組和簽名共同構(gòu)成消息x2；

使用所述上級(jí)中控機(jī)房的公鑰驗(yàn)證策略組消息x2；如驗(yàn)證成功，更新策略組，否則，流程結(jié)束。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。