赵勇+孙鑫+钟剑财+卞宏波

摘 要：配网故障抢修作为配电生产常规性重要工作，具有全天候故障响应、直接面对用户、故障情况多样、作业环境复杂等特点，如何快速地安排检修，使停电损失降到最小，有力地保证用电安全和供电可靠性，这是供电企业的重要工作。该文研究基于GIS的配网抢修指挥业务关键技术，从企业的实际应用出发，利用GIS的拓扑信息以及相关业务系统实时数据信息分析客户报修内容，定位故障点，并利用地理图形调度抢修资源，安排最快的抢修驻点的抢修队伍去进行故障抢修，并利用GPS定位在GIS图形上实时跟踪抢修车辆的出发、到达现场的现场抢修进程，达到快速、准确地进行故障抢修处理，提高企业的供电服务水平。

关键词：地理信息系统（GIS）  配网抢修指挥  故障研判  抢修资源图形化调度

中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（b）-0022-04

配网抢修指挥作为配网生产运行的工作重要性不言而喻，提高配网抢修质量和效率对提高供电可靠性和电网公司的优质服务水平具有重要的意义。随着国家电网公司“三集五大”的实施，在“大运行”的工作模式下，实现配网生产、抢修业务统一管理和应用，通过信息化手段支撑配网故障的快速抢修、辅助配网运行的科学调度意义重大。

电力GIS就是将地理信息系统（GIS）运用到电力工业领域的一项技术，它是将电力企业的电力设备、变电站、输配电网络、电力用户与电力负荷和生产及管理等核心业务连接形成电力信息化的综合信息系统。它提供的电力设备设施信息、电网运行状态信息、电力技术信息、生产运行信息、电力市场信息与山川、河流、地势、城镇、公路街道、楼群，以及气象、水文、地质、资源等自然环境信息集中于同一系统中。通过GIS可查询有关数据、图片、图像、地图、技术资料、管理知识等。这样就能在电力抢检修工作中起到莫大的作用，尤其是电力故障定位、抢修资源位置信息和抢修路径的优化选择方面。

通过基于GIS的配网抢修指挥业务应用关键技术研究，借助计算机图形技术，能够在地理背景上直观展示配电网相关设备运行数据、监测数据、预警、故障、设备状态评价结果等数据，并进行综合应用分析，为配电抢修指挥中心提供配电网运行监视、故障抢修、配网工作管理、辅助决策等业务应用，有利于快速、准确定位故障设备，并合理安排抢修资源，消除故障信息，提高供电可靠性，满足现代供电企业的要求。

1 配网抢修指挥业务应用

配网抢修指挥业务需求强调以业务驱动为前提，以实用化应用为目的，以精细化管理为目标，结合基于GIS的配网抢修指挥管理的新要求，设计出能够满足供电公司配网抢修业务需求的实用化应用要求及业务发展需求的统一融合的配网生产抢修指挥业务模型，以支撑配网生产抢修与管理的高效运转，推动配网抢修管理创新、服务创新和业务流程优化，同时还按照业务与管理的最细粒度进行业务设计，满足业务精细化管理要求，实现构建集约化发展、精细化管理的生产辅助管理的目标体系。

因此，配网生产抢修指挥业务应用需要整合配网生产、抢修业务，并进行智能化现场作业延伸，采集多源停电事件，实现报修管理和故障辅助研判，智能分析停电事件关联，通过供电路径分析、数据召测等手段，减少故障查找次数，快速定位故障点，自动分析停电范围;实现抢修资源（人、物资、工器具）管理和科学调配，提升故障抢修一次性完成率，监控抢修过程人力、物资投入，节约抢修成本，提升抢修能力;建立抢修评价标准库，健全监督评价制度，实现抢修过程、故障原因、用户影响、抢修班组分析，优化抢修过程，提升抢修质量与客户满意度;实现预安排、故障、带电作业配网生产风险评估，评估各类停电的合理性，分析安全措施是否到位，应急处置措施是否得当，恢复供电时步骤是否可行;实现智能现场抢修作业、抢修车辆、抢修人员、抢修物资统一调度，及时采集、反馈抢修进展情况，为抢修决策和过程监督提供数据支撑。

由此建立的配网生产抢修指挥业务框架图如图1所示。

配网生产抢修指挥业务应用主要包括生产指挥管理，实时停电研判，抢修指挥管理，分析与决策等5个部分。实现与地理信息系统、车辆调度系统、用电信息采集平台、生产管理系统、营销系统、配电自动化系统、95598系统等各业务系统接口数据共享和流程衔接。生产指挥管理为正常生产提供指导、辅助决策分析，主要包括：计划停电分析管理、生产信息态势图等功能。根据事故的处理过程分成生产抢修分析、生产抢修态势分析、生产抢修指挥等相关应用。停电研判从各系统获得信息，识别停电，进行故障判定分析，主要包括：客户故障报修分析、用电信息采集系统故障分析、故障识别分析等应用。抢修指挥为故障抢修提供展现、辅助决策，实现快速、高效抢修。主要包括抢修调度管理、现场抢修作业终端应用管理、抢修资源管理等应用。分析与决策对生产、抢修进行统计分析，主要包括故障信息查询统计、分析统计报表等应用。

2 基于GIS的综合展现

配网抢修指挥业务覆盖抢修过程中的人员、车辆、物资、故障位置等各种信息，且数量大，传统的信息展示方法只能展示一种或两种信息，类型单一，无法满足新型配网抢修综合业务开展的需要。GIS平台能直观展示多种业务信息及实时的动态过程，电网拓扑信息，物资和抢修人员的实时位置信息及其与故障点的路径信息，车辆的路径信息，为配网抢修指挥人员的抢修指挥决策提供了有利的信息支撑。通过基于电网GIS平台中的基础地理数据和输、变、配、用一体的电网模型，直观的为配网生产抢修提供图形展示，为配网停电分析、故障定位、抢修资源调度提供图形支撑，为配网抢修提供直观的分析和调度依据，解决以往抢修指挥人员对抢修资源现状无法全面直观了解和掌握而导致的抢修资源盲目调度的难题。基于电网GIS对计划信息、用户及故障点进行空间位置定位，并结合抢修车辆、人员、资源地理分布情况（如图2所示），实现抢修资源图形化调度，为抢修资源的合理调度提供直观的参考依据，提高了抢修资源调度的效率和合理性，提升了故障抢修效率。针对各类停电（以故障停电为主、计划停电为辅）、接单派工、故障处理、抢修队伍、抢修物资、抢修车辆、危险点等进行统计和分析，直观展示故障和计划停电的实时进程，进而辅助管理部门更好的了解各类停电的原因、结果、影响等，从而做出针对性的反馈动作，反馈用户故障信息的处理过程信息，提高用户的满意度和电网管理水平。

基于GIS的综合展现需要与电网GIS平台进行集成，主要内容包括基础地图数据、图模数据等基础数据，并调用电网设备查询定位、电网拓扑分析等空间信息服务实现业务应用，通过电网GIS平台将应用图形化可视化。并且在电网GIS平台上对400V低压设备进行建模，与10kV配电设备进行对应，建成覆盖全部类型设备的全网图，为配网抢修指挥业务的开展提供数据基础。通过嵌入WebGIS应用控件的方式可以不存储GIS图形数据就可以提供空间信息服务，并实现图形数据的集成应用展示以及空间信息服务的调用。

3 基于GIS一体化电网模型的故障研判

以往故障判定时因为电网台账、拓扑信息不统一，停电信息、调度开关变位信息掌握不全面、不及时，容易造成故障判断迟缓或误判。研究基于GIS的一体化电网拓扑模型，整合生产管理系统的停电计划信息、用电信息采集平台数据的召测信息、配网自动化信息和设备状态监测信息来进行故障研判意义重大。

通过分析配网故障跨部门协助的配网抢修过程，集成配用电数据、异常事件基于电网GIS实现停电事件关联分析、停电事件归集分析与展示、专家视频研判等手段，协助用户快速定位故障点，缩短故障查找时间，提高故障抢修效率。基于GIS的故障辅助研判中实现了停电事件归集分析。主要根据设备运行方式分析该设备的供电路径，如根据用户的报修户号，计算该用户是中压用户或低压用户以及设备的编号，自动分析该用户的供电路径，并根据分析出的供电路径进行停电事件归集。最后结合GIS的可视化展现优势可以清晰的定位展示出从供电电源点到供电用户过程中的全部关联设备。为了避免出现故障重复报修的现象，故障辅助研判提供了停电事件关联分析方法。该方法通过多源采集停电事件，结合停电事件归集分析方法获取报修用户的供电路径信息，并与停电事件对应的停电范围进行对比，如果包含在已知的停电事件中，将自动建立关联关系，从而判断是否属于重复报修。在停电事件关联分析中，如何构建完整的停电事件库是关键问题。构建停电事件库可接入生产管理系统、营销管理系统、自动化系统、用电信息采集平台等多个信息系统的停电事件，将收集到的停电事件进行确认，最终形成停电计划、10 kV故障记录单、95598报修单、用电信息采集故障单等多种故障业务单，并在GIS图形上进行展示;针对未知停电事件，在明确故障点情况下，通过分析影响停电范围，最终形成已知停电事件，存入停电事件库中。在停电事件库中需要包含如下信息：所属单位、停电设备、停电开始时间、停电结束时间、停电事件描述、影响停电范围（如图3所示）、停电事件来源、停电事件状态、关联业务单等信息。

当用户有故障报修信息、用电信息采集平台发送故障指示信息、配电自动化系统自动推送开关跳闸信息后，可以根据用户编号或设备编码自动匹配生产停电计划信息，若为停电计划，则直接反馈用户停电计划和影响范围信息;若非计划停电，则研判是否用电信息采集平台故障原因、配电自动化跳闸原因，并召测用电采集平台和配电自动化系统的设备遥测信息和设备遥信信息等，通过故障研判模型判定是否故障停电并分析停电设备范围，并结合一体化拓扑模型和GIS图形进行空间定位。

4 基于GIS的抢修资源图形化调度

以往在前沿抢修点布置时因为无法直观展示和根据历史规律合理分析预测故障发生情况而导致不能科学合理配置前沿抢修点，本研究引入基于空间数据的GIS平台图形化支撑技术，结合地理位置分析人员、抢修工器具和备品备件配置，历史故障统计分析，抢修班组抢修效率分析等各种因素，在最重要的地方、经常发生故障且影响重要用户的区域合理分配抢修点，提高抢修响应速度，提升抢修效率。针对各个抢修任务间经常发生抢修资源短缺及资源冲突等问题，基于GIS的抢修资源调度在全面梳理抢修资源类型的基础上，结合GIS技术建立智能抢修资源调度优化模型，并提出了最优调度原则与优化方案，为配网生产抢修指挥业务应用提供基础资源支撑。基于GIS的抢修资源调度重新梳理了抢修资源，将抢修资源分为两大类：抢修物资与抢修队伍。其中抢修物资主要依托于抢修队伍，由于抢修资源的静态性与依附性，抢修物资的调度分配相对简单，只需结合抢修队伍进行物资分配即可。

抢修队伍优先调度的总体原则作为整个调度算法的根本核心，所以制定最优调度原则是前提工作。抢修资源调度分析抢修业务，明确了四条基本最优调度原则：

（1）抢修队伍必须具备处理该配网故障任务的能力;（2）“紧急”的配网抢修任务必须优先，“重要”的配网抢修任务次之;（3）以到达现场最短时间为准则，提高客户满意度;（4）多抢修队伍、多抢修任务以综合的到达现场时间最短为准则，要求尽量不能违背到达时间的服务承诺。

在实现抢修资源优化调度模型时，需要定义多种因素的优先等级，以及将各种影响配网抢修的因素量化，抢修资源调度以最优调度原则为基准，提取出六大影响因素并分别对其进行优先级划分及量化，具体内容如表1所示。

针对单任务多抢修队伍的场景，优化调度算法根据抢修任务中影响因素的优先级别，逐级筛选抢修队伍，并根据各个影响因素的评价量进行过滤抢修队伍，其中在计算抢修车辆到达故障点时间，结合GIS图形根据最短路径算法，分析出车辆与故障点的最优路径的公里数，再结合车速折算成时间。详细的优化调度算法为如下。

（1）根据配网故障任务所需的抢修队伍资质选出满足条件的抢修队伍;（2）判断配网故障任务的紧急情况，如果为非紧急情况需要考虑抢修队伍的管辖范围因素;（3）统计各个抢修队伍的到达现场时间，将抢修队伍当前任务状态转换为“等待时间”并叠加通过分析得出的车辆到达故障点最短时间;（4）计算抢修队伍工作时间，累计抢修队伍当班的抢修工作量即为工作时间;（5）结合抢修队伍的到达时间与工作时间，生成单任务下多个抢修队伍的时间排序队列。（6）最终选取出所需时间最短的作为该配网故障任务的最优抢修队伍。

针对多任务多抢修队伍的场景，抢修资源调度基于单任务多抢修队伍优化调度算法，并进行相关扩展，即：将基于单任务多抢修队伍优化算法调度算法计算出每个抢修任务分配给各个抢修队伍到达现场时间，通过数理分析上的排列组合算法，计算出在多任务情况下不同的抢修队伍组合的各种到达现场时间，最后筛选出合计到达现场时间最短的组合方案为最优的抢修队伍最优调度方案。

5 基于GIS的移动终端抢修过程管控

目前，抢修人员通过电话、台式机等途径接收抢修工单，无法及时了解故障单的全部信息和故障设备履历，在故障处理过程中没有信息反馈，只有故障处理完毕后通过电话回复或者回到抢修驻点在台式机上反馈抢修过程。对于抢修指挥人员，不能实时掌握抢修进程和现场的设备故障情况，造成盲目指挥及无法提前采取预控措施。通过引入移动终端应用到配网抢修指挥业务中，当配网抢修指挥中心下发抢修工单到移动终端后，移动终端可以进行抢修工单消息提醒，提示抢修人员实时查看95598坐席人员受理的报修单（低压）、配电自动化系统和用电信息采集平台的故障单（中压、高压）等，现场抢修人员通过PDA实时接收抢修工单，可以及时了解详细的故障信息及故障设备的供电路径、履历信息，还可通过GIS定位故障点或故障设备，并能对故障设备进行导航（如图4所示），辅助抢修人员快速、准确到达故障现场;在抢修过程中可以及时反馈相应抢修过程信息到抢修指挥中心和95598系统，包括抢修人员出发时间、预计达到时间、实际到达时间、到达超时说明、预计修复时间、许可时间、故障排除时间、送电时间、现场抢修说明、现场图片信息等故障处理过程信息，还可通过移动视频设备将故障现场的视频信息传回抢修指挥中心，使抢修指挥人员更加详尽地掌握现场抢修进程及现场情况并作出相应的指挥，快速消除故障，恢复供电，能提高故障抢修效率和供电服务水平;还方便95598坐席人员进行客户回访，提高客服服务质量。

移动终端设备应用基于移动3G无线网络，3G服务能够同时传送声音（通话）及信息（电子邮件、实时通信等）且传输速度快，可以满足配网抢修移动终端的数据传输要求。移动终端通过电力专用安全接入平台和外网防火墙与外网服务器通讯，外网服务器通过内网防火墙与内网服务器进行数据交互，内外网不直接交互保证了电力内网的数据安全。

6 结语

通过研究基于GIS的配网生产抢修指挥业务关键技术，整合相关业务信息进行一体化展示，解决抢修指挥信息综合直观展示、资源科学调度以及抢修过程实时管控的问题，能有效缩短配网故障抢修的时间，提高电力企业的客户服务质量，并为配网抢修指挥业务平台的建设提供理论基础。当配网故障发生时，可以快速定位到故障开关位置，指挥中心可以根据GIS电网情况和抢修车辆情况迅速安排抢修，提供最优路径分析，为抢修车导航。抢修指挥中心和客户中心也可以随时掌握抢修进展情况，为咨询的客户提供最新的抢修情况。现场抢修人员可以通过手持终端将现场的复杂情况通过图片等方式发送到指挥中心，从而使指挥中心全面了解现场设备信息，有助于快速正确地制定抢修方案，迅速恢复供电，并对配网抢修全过程进行管控，提高抢修效率，减少停电时间，从而提高供电企业供电可靠性，提高供电企业的客户服务水平。

参考文献

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5 基于GIS的移动终端抢修过程管控

目前，抢修人员通过电话、台式机等途径接收抢修工单，无法及时了解故障单的全部信息和故障设备履历，在故障处理过程中没有信息反馈，只有故障处理完毕后通过电话回复或者回到抢修驻点在台式机上反馈抢修过程。对于抢修指挥人员，不能实时掌握抢修进程和现场的设备故障情况，造成盲目指挥及无法提前采取预控措施。通过引入移动终端应用到配网抢修指挥业务中，当配网抢修指挥中心下发抢修工单到移动终端后，移动终端可以进行抢修工单消息提醒，提示抢修人员实时查看95598坐席人员受理的报修单（低压）、配电自动化系统和用电信息采集平台的故障单（中压、高压）等，现场抢修人员通过PDA实时接收抢修工单，可以及时了解详细的故障信息及故障设备的供电路径、履历信息，还可通过GIS定位故障点或故障设备，并能对故障设备进行导航（如图4所示），辅助抢修人员快速、准确到达故障现场;在抢修过程中可以及时反馈相应抢修过程信息到抢修指挥中心和95598系统，包括抢修人员出发时间、预计达到时间、实际到达时间、到达超时说明、预计修复时间、许可时间、故障排除时间、送电时间、现场抢修说明、现场图片信息等故障处理过程信息，还可通过移动视频设备将故障现场的视频信息传回抢修指挥中心，使抢修指挥人员更加详尽地掌握现场抢修进程及现场情况并作出相应的指挥，快速消除故障，恢复供电，能提高故障抢修效率和供电服务水平;还方便95598坐席人员进行客户回访，提高客服服务质量。

移动终端设备应用基于移动3G无线网络，3G服务能够同时传送声音（通话）及信息（电子邮件、实时通信等）且传输速度快，可以满足配网抢修移动终端的数据传输要求。移动终端通过电力专用安全接入平台和外网防火墙与外网服务器通讯，外网服务器通过内网防火墙与内网服务器进行数据交互，内外网不直接交互保证了电力内网的数据安全。

6 结语

通过研究基于GIS的配网生产抢修指挥业务关键技术，整合相关业务信息进行一体化展示，解决抢修指挥信息综合直观展示、资源科学调度以及抢修过程实时管控的问题，能有效缩短配网故障抢修的时间，提高电力企业的客户服务质量，并为配网抢修指挥业务平台的建设提供理论基础。当配网故障发生时，可以快速定位到故障开关位置，指挥中心可以根据GIS电网情况和抢修车辆情况迅速安排抢修，提供最优路径分析，为抢修车导航。抢修指挥中心和客户中心也可以随时掌握抢修进展情况，为咨询的客户提供最新的抢修情况。现场抢修人员可以通过手持终端将现场的复杂情况通过图片等方式发送到指挥中心，从而使指挥中心全面了解现场设备信息，有助于快速正确地制定抢修方案，迅速恢复供电，并对配网抢修全过程进行管控，提高抢修效率，减少停电时间，从而提高供电企业供电可靠性，提高供电企业的客户服务水平。

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5 基于GIS的移动终端抢修过程管控

目前，抢修人员通过电话、台式机等途径接收抢修工单，无法及时了解故障单的全部信息和故障设备履历，在故障处理过程中没有信息反馈，只有故障处理完毕后通过电话回复或者回到抢修驻点在台式机上反馈抢修过程。对于抢修指挥人员，不能实时掌握抢修进程和现场的设备故障情况，造成盲目指挥及无法提前采取预控措施。通过引入移动终端应用到配网抢修指挥业务中，当配网抢修指挥中心下发抢修工单到移动终端后，移动终端可以进行抢修工单消息提醒，提示抢修人员实时查看95598坐席人员受理的报修单（低压）、配电自动化系统和用电信息采集平台的故障单（中压、高压）等，现场抢修人员通过PDA实时接收抢修工单，可以及时了解详细的故障信息及故障设备的供电路径、履历信息，还可通过GIS定位故障点或故障设备，并能对故障设备进行导航（如图4所示），辅助抢修人员快速、准确到达故障现场;在抢修过程中可以及时反馈相应抢修过程信息到抢修指挥中心和95598系统，包括抢修人员出发时间、预计达到时间、实际到达时间、到达超时说明、预计修复时间、许可时间、故障排除时间、送电时间、现场抢修说明、现场图片信息等故障处理过程信息，还可通过移动视频设备将故障现场的视频信息传回抢修指挥中心，使抢修指挥人员更加详尽地掌握现场抢修进程及现场情况并作出相应的指挥，快速消除故障，恢复供电，能提高故障抢修效率和供电服务水平;还方便95598坐席人员进行客户回访，提高客服服务质量。

移动终端设备应用基于移动3G无线网络，3G服务能够同时传送声音（通话）及信息（电子邮件、实时通信等）且传输速度快，可以满足配网抢修移动终端的数据传输要求。移动终端通过电力专用安全接入平台和外网防火墙与外网服务器通讯，外网服务器通过内网防火墙与内网服务器进行数据交互，内外网不直接交互保证了电力内网的数据安全。

6 结语

通过研究基于GIS的配网生产抢修指挥业务关键技术，整合相关业务信息进行一体化展示，解决抢修指挥信息综合直观展示、资源科学调度以及抢修过程实时管控的问题，能有效缩短配网故障抢修的时间，提高电力企业的客户服务质量，并为配网抢修指挥业务平台的建设提供理论基础。当配网故障发生时，可以快速定位到故障开关位置，指挥中心可以根据GIS电网情况和抢修车辆情况迅速安排抢修，提供最优路径分析，为抢修车导航。抢修指挥中心和客户中心也可以随时掌握抢修进展情况，为咨询的客户提供最新的抢修情况。现场抢修人员可以通过手持终端将现场的复杂情况通过图片等方式发送到指挥中心，从而使指挥中心全面了解现场设备信息，有助于快速正确地制定抢修方案，迅速恢复供电，并对配网抢修全过程进行管控，提高抢修效率，减少停电时间，从而提高供电企业供电可靠性，提高供电企业的客户服务水平。

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