CN103679348A - 运维一体化现场数据采集与反馈巡检管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种运维一体化现场数据采集与反馈巡检管理系统，包括巡检终端系统、数据通信模块系统和后台管理系统，所述巡检终端系统由安卓系统的手机构成，供巡检工作人员现场采集数据时使用；所述数据通信模块系统用于巡检终端系统与后台管理系统之间的数据传输与数据交换，分为3G无线通信模块与WebService模块；所述后台管理系统提供给巡检管理人员使用，完成巡检的全部管理工作，包括设备管理模块、巡检项目管理模块、任务管理模块、巡检到位管理模块、缺陷管理模块、用户管理模块和报表管理模块。本发明的数据通信模块系统用于巡检终端系统与后台管理系统之间的数据传输与数据交换，本发明的后台管理系统提供给巡检管理人员使用，完成巡检的全部管理工作，从而合理高效的完成巡检任务。

Description

运维一体化现场数据采集与反馈巡检管理系统

技术领域： 

本发明涉及一种管理系统，特别是涉及一种运维一体化现场数据采集与反馈巡检管理系统，属于数据的采集与管理技术领域。

背景技术： 

当前国家电网推行的“三集五大”主要指：人力资源、财务、物资集约化管理；大规划、大建设、大运行、大检修、大营销体系。“三集五大”是在国家电网公司发展战略中提出的，实施两个转变：转变公司发展方式，转变电网发展方式。 按照集团化运作、集约化发展、精益化管理、标准化建设（简称“四化”）要求，实施人力资源、财务、物资集约化管理，构建大规划、大建设、大运行、大检修、大营销（简称“三集五大”）体系，实现公司发展方式转变。推行三集五大以来变电运维班组职能发生转变：“掌握变电运行”+“维护检修业务”=“运维一体化”。在向运维一体化转变的过程中存在人员少、站点多、设备信息量大、维护工作增多、巡视质量下降、所需技能增加、技术支持不到位、工作流动性大、现场信息无法快速反馈等一系列的问题。

发明内容： 

本发明所要解决的技术问题是：提供一种运维一体化现场数据采集与反馈巡检管理系统，实现巡检现场数据的数字化、信息化管理。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案如下： 

一种运维一体化现场数据采集与反馈巡检管理系统，包括巡检终端系统、数据通信模块系统和后台管理系统，其特征在于：

所述巡检终端系统由安卓系统的手机构成，供巡检工作人员现场采集数据时使用，包括以下功能模块：

①任务管理模块：是巡检终端系统的核心，它负责巡检任务的查看，待巡检设备的显示以及设备巡检结果的录入，负责管理设备信息的调配、任务的下载、数据的上传，是整个巡检终端系统运行的基础；

②任务下载模块：工作人员成功登录巡检终端系统后可以从后台管理系统中已经发布的任务中选择下载分配给自己的任务；

③任务上传模块：在设备巡检任务完成后，巡检人员需要将巡检数据上传给后台服务器，通过以下两种方式上传：ⅰ、通过3G无线网络向系统后台数据库发送巡检任务结果数据和缺陷数据；ⅱ、将数据暂存于巡检终端系统的内置数据库中，随后以USB形式由手机系统导入后台服务器的数据库中；

④清除巡检报告模块：巡检任务完成后，巡检人员将记录的所有巡检结果数据形成巡检报告，随着巡检次数的增多巡检报告也会积累，形成一定的量势必会影响系统的运行，该功能模块是为了删除上传完毕的巡检任务，保持系统的高效运行；

⑤初始化巡检终端模块：巡检终端系统在首次使用时需要进行初始化操作，内容包括操作人员与设备数据的下载以及设置后台服务器地址等；

所述数据通信模块系统用于巡检终端系统与后台管理系统之间的数据传输与数据交换，分为3G无线通信模块与Web Service模块：

①3G无线通信模块：主要负责巡检终端系统与后台管理系统之间的数据传输：ⅰ、巡检终端将采集好的现场设备数据通过3G传输至后台；ⅱ、后台发布当天的巡检任务后，巡检人员通过该模块将任务下载至巡检终端设备中；

② Web Service数据交换模块：Web Service介于巡检终端与后台之间，起着数据中介的作用：ⅰ、巡检终端通过Web Service技术调取后台的相应数据；ⅱ、后台通过Web Service将巡检终端上传的数据录入到数据库中，以进行数据分析处理；

     所述后台管理系统提供给巡检管理人员使用，完成巡检的全部管理工作，包括以下功能模块：

①设备管理模块：内容包括记录变电站名称、编号、作业地点、设备录入以及设备列表状况等信息；

②巡检项目管理模块：包括检查类、检查内容和检查项录入，检查类是指变电站系统中某一个相关设备的集合：比如主变、10KV母线、110KV开关、消防器材、通讯设备等；检查内容是指每个检查类中的所有实体，如主变下的刀闸、电压互感器、避雷器等设备；检查项是指每个检查设备运行的所有可能状况，如电压互感器油位指示在上下限之间，油色正常，瓷套清洁，完好，无裂纹、损伤、放电现象；

③任务管理模块：是后台管理系统的主要部分，包括任务列表和添加新任务，任务列表是指管理员下达的巡检任务，包括任务名称、巡检人姓名、变电站名称、变电站ID、开始时间、结束时间等；添加新任务包括添加任务名称、巡检内容、巡检人姓名、开始时间、结束时间、变电站选择等；

④巡检到位管理模块：包括当日到位和历史到位管理，巡检员到达巡检地点后，登陆系统，巡检完毕后，将到位信息与巡检数据一起回传后台管理系统；

⑤缺陷管理模块：是巡检管理的核心，包括缺陷列表和消缺管理，系统接收巡检数据后进行缺陷分析，管理员接收到系统分析的缺陷信息后及时做出意见并下达给巡检人员，同时把查询出的缺陷记录和消缺后的记录进行总结并打印出来；缺陷列表可输入变电站名称、设备检查类、检查内容、检查日期范围等条件进行查询；

⑥用户管理模块：包括用户的基本信息和权限管理，分为管理员级、巡检员级和普通用户级三个等级，管理员级用户可以进行任何操作；巡检员级用户可以进行查询和任务管理操作；普通绂用户只能进行查询、浏览操作，不同级别的用户进入该系统后进行的操作级别不同；

⑦报表管理模块：为管理员进行查询、任务下达、消缺处理等操作提供方便，管理员可以通过查询设备出错周期和原因等制定合理高效的巡检任务，包括最新报表数据和历史报表数据，可以通过输入查询日期范围、变电站名称等条件进行。

本发明的积极有益效果如下： 

1、本发明的数据通信模块系统用于巡检终端系统与后台管理系统之间的数据传输与数据交换，分为3G无线通信模块与Web Service模块：

A、基于3G的远程无线通信模块设计：

3G工作时，通过路由管理来进行寻址和建立数据连接，而3G的路由管理表现在以下三方面：移动终端发送数据的路由建立；移动终端接收数据的路由建立；以及移动终端处于漫游状态下数据路由的建立。

本发明采用带有3G模块的智能终端，利用现有3G无线网络．设计在一个载频或8个信道中实现捆绑，将每个信道的传输速率提高到14.4kbps结合Web Service网络通信模块实现数据的上传、下载以及巡检终端与后台数据库的数据交换。 

B、巡检终端数据的交换： 

巡检终端系统与后台服务器之间的交换数据方法有两种：数据同步和数据传输。数据同步支持双向的数据交换，确保两端数据相同的功能。同时，包含防冲突解决机制：数据传输也支持双向的数据交换。但是没有用于确保两端数据相同的功能，也没有冲突解决。而系统应用要求在很多情况下，同一数据可以在巡检终端处于脱机状态时进行多点修改，之后完成服务器同步，所以需要包含冲突解决功能，以处理在断开连接的巡检终端返回到联机状态以同步数据时发生的并发性问题。所以，系统运用数据同步来实现数据交换。

C、Web Service在本发明中的实现：采用Web Service技术实现巡检终端与后台管理系统之间的数据交换功能。系统将后台管理服务器巡检任务的下载与上传、数据的回传功能封装为Web Service，当巡检终端需要与后台进行数据交换时，即时调用后台管理服务器上的相应方法便可。 

（1）下载巡检任务：为了保证与后台之间的数据交换的一致性，巡检终端在下载巡检任务数据时需两次调用Web Service，具体的过程如下所示(参考图5)： 

1）启动本地事务：

2）调用后台管理系统中与下载任务对应的Web Method：

3）下载完成后将数据移动至巡检终端的移动数据库；

4）调用后台管理系统中与修改下载任务状态对应的Web Method，修改任务状态为“下载完成”。

5） 提交移动数据库的事务； 

如果上述五个步骤任意一个运行失败，移动数据库即时进行事务回滚操作，以撤消之前对数据进行的操作，保证后台数据库中的数据不被修改；如果(3)、(4)成功，表明执行类似两个提交过程的双方都己准备就绪，具备进行提交数据的操作的条件。因此，可以保证巡检终端数据库数据和后台管理系统数据库数据的完整性。

（2）上传巡检任务：与下载巡检任务类似，上传巡检任务时巡检终端在也需要两次调用Web Service以实现两个阶段的提交过程，具体的过程如下所示（参见图6）： 

1）启动本地事务：

2）调用后台管理系统中与上传任务对应的Web Method；

3）上传完成后将数据移动至后台管理系统数据库；

4）调用后台管理系统中与修改上传任务状态对应的Web Method，修改任务状态为“上传完成”；

5）提交后台数据库的事务。

（3）避免多个巡检终端同时数据交换产生数据冲突的策略： 

变电站拥有数量巨大的电力设各，这需要多个巡检人员同时进行巡检。在巡检完成进行数据传输的时候，由于巡检终端数据多，不可避免的产生多台巡检仪同时与后台管理系统进行数据交换的情况。为了防止冲突产生的数据丢失或错乱等现象，需要采取相应的策略以确保双方数据的一致性。

D、 Web Service的安全性问题： 

Web Service以SOAP通信协议为基础，SOAP协议的局限性导致在开发SOAP标准时来过多的考虑安全性，因此，Web Service向外部传递数据时，数据的安全性得不到有力保障。目前可采取的安全措施有以下三个方面：

(1)身份验证/授权：和普通的WEB站点相同，Web Service需要通过验证身份才可以确定用户权限。考虑到变电站后台管理系统主要是基于内部局域网的运行使用，所有经注册的后台管理系统巡检员都可以访问Web Service，所以采用比较简单的利用SOAP头来传递验证信息的方法来对访问用户进行身份验证。

（2）传输层安全：通常采用防火墙、IP地址限制以及使用安全传输协议，如：SSL和IPSec等来保证传输层的安全性问题。 

（3）应用层安全：通常使用SOAP安全扩展、XML加密技术、XML签名技术等来保障应用层的安全性问题。 

2、本发明的后台管理系统提供给巡检管理人员使用，完成巡检的全部管理工作： 

变电站后台管理系统采用“数据访问层—业务逻辑层—页面表示层”的典型Web应用程序系统架构模式，每一层的具体说明如下：

（l）数据访问层：它是应用程序的最底层，负责保存系统的所有数据。本系统使用Oracle 10g数据库，它封装了包括连接数据库、操作数据库、数据转换等访问数据库的各种操作。

（2）业务逻辑层：它与应用系统的逻辑相关联．使用数据访问层提供的服务。同时也为上层提供服务。业务逻辑层通过数据访问层实现访问数据库的功能，同时为后台提供访问数据库的连接函数等服务。 

（3）页面表示层：一般由Web页面、控件、组件组成，用于实现应用程序的具体功能。页面表示层是直接与用户进行交互的层。 

附图说明： 

图1为本发明系统的整体结构示意图；

图2为图1中巡检终端系统的功能模块结构示意图；

图3为图1中数据通信模块系统的结构示意图；

图4为图1中后台管理系统的功能模块结构示意图；

图5为任务下载模块的时序图；

图6为任务上传模块的时序图；

图7为后台管理系统的总体框架图。

具体实施方式： 

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：

参见图1～图7，一种运维一体化现场数据采集与反馈巡检管理系统，包括巡检终端系统、数据通信模块系统和后台管理系统，所述巡检终端系统由安卓系统的手机构成，供巡检工作人员现场采集数据时使用，包括以下功能模块：

①任务管理模块：是巡检终端系统的核心，它负责巡检任务的查看，待巡检设备的显示以及设备巡检结果的录入，负责管理设备信息的调配、任务的下载、数据的上传，是整个巡检终端系统运行的基础；

②任务下载模块：工作人员成功登录巡检终端系统后可以从后台管理系统中已经发布的任务中选择下载分配给自己的任务；

③任务上传模块：在设备巡检任务完成后，巡检人员需要将巡检数据上传给后台服务器，通过以下两种方式上传：ⅰ、通过3G无线网络向系统后台数据库发送巡检任务结果数据和缺陷数据；ⅱ、将数据暂存于巡检终端系统的内置数据库中，随后以USB形式由手机系统导入后台服务器的数据库中；

④清除巡检报告模块：巡检任务完成后，巡检人员将记录的所有巡检结果数据形成巡检报告，随着巡检次数的增多巡检报告也会积累，形成一定的量势必会影响系统的运行，该功能模块是为了删除上传完毕的巡检任务，保持系统的高效运行；

⑤初始化巡检终端模块：巡检终端系统在首次使用时需要进行初始化操作，内容包括操作人员与设备数据的下载以及设置后台服务器地址等；

所述数据通信模块系统用于巡检终端系统与后台管理系统之间的数据传输与数据交换，分为3G无线通信模块与Web Service模块：

①3G无线通信模块：主要负责巡检终端系统与后台管理系统之间的数据传输：ⅰ、巡检终端将采集好的现场设备数据通过3G传输至后台；ⅱ、后台发布当天的巡检任务后，巡检人员通过该模块将任务下载至巡检终端设备中；

② Web Service数据交换模块：Web Service介于巡检终端与后台之间，起着数据中介的作用：ⅰ、巡检终端通过Web Service技术调取后台的相应数据；ⅱ、后台通过Web Service将巡检终端上传的数据录入到数据库中，以进行数据分析处理；

     所述后台管理系统提供给巡检管理人员使用，完成巡检的全部管理工作，包括以下功能模块：

①设备管理模块：内容包括记录变电站名称、编号、作业地点、设备录入以及设备列表状况等信息；

②巡检项目管理模块：包括检查类、检查内容和检查项录入，检查类是指变电站系统中某一个相关设备的集合：比如主变、10KV母线、110KV开关、消防器材、通讯设备等；检查内容是指每个检查类中的所有实体，如主变下的刀闸、电压互感器、避雷器等设备；检查项是指每个检查设备运行的所有可能状况，如电压互感器油位指示在上下限之间，油色正常，瓷套清洁，完好，无裂纹、损伤、放电现象；

③任务管理模块：是后台管理系统的主要部分，包括任务列表和添加新任务，任务列表是指管理员下达的巡检任务，包括任务名称、巡检人姓名、变电站名称、变电站ID、开始时间、结束时间等；添加新任务包括添加任务名称、巡检内容、巡检人姓名、开始时间、结束时间、变电站选择等；

④巡检到位管理模块：包括当日到位和历史到位管理，巡检员到达巡检地点后，登陆系统，巡检完毕后，将到位信息与巡检数据一起回传后台管理系统；

⑤缺陷管理模块：是巡检管理的核心，包括缺陷列表和消缺管理，系统接收巡检数据后进行缺陷分析，管理员接收到系统分析的缺陷信息后及时做出意见并下达给巡检人员，同时把查询出的缺陷记录和消缺后的记录进行总结并打印出来；缺陷列表可输入变电站名称、设备检查类、检查内容、检查日期范围等条件进行查询；

⑥用户管理模块：包括用户的基本信息和权限管理，分为管理员级、巡检员级和普通用户级三个等级，管理员级用户可以进行任何操作；巡检员级用户可以进行查询和任务管理操作；普通绂用户只能进行查询、浏览操作，不同级别的用户进入该系统后进行的操作级别不同；

⑦报表管理模块：为管理员进行查询、任务下达、消缺处理等操作提供方便，管理员可以通过查询设备出错周期和原因等制定合理高效的巡检任务，包括最新报表数据和历史报表数据，可以通过输入查询日期范围、变电站名称等条件进行。

Claims (1)

1.一种运维一体化现场数据采集与反馈巡检管理系统，包括巡检终端系统、数据通信模块系统和后台管理系统，其特征在于：

所述巡检终端系统由安卓系统的手机构成，供巡检工作人员现场采集数据时使用，包括以下功能模块：

①任务管理模块：是巡检终端系统的核心，它负责巡检任务的查看，待巡检设备的显示以及设备巡检结果的录入，负责管理设备信息的调配、任务的下载、数据的上传，是整个巡检终端系统运行的基础；

②任务下载模块：工作人员成功登录巡检终端系统后可以从后台管理系统中已经发布的任务中选择下载分配给自己的任务；

③任务上传模块：在设备巡检任务完成后，巡检人员需要将巡检数据上传给后台服务器，通过以下两种方式上传：ⅰ、通过3G无线网络向系统后台数据库发送巡检任务结果数据和缺陷数据；ⅱ、将数据暂存于巡检终端系统的内置数据库中，随后以USB形式由手机系统导入后台服务器的数据库中；

④清除巡检报告模块：巡检任务完成后，巡检人员将记录的所有巡检结果数据形成巡检报告，随着巡检次数的增多巡检报告也会积累，形成一定的量势必会影响系统的运行，该功能模块是为了删除上传完毕的巡检任务，保持系统的高效运行；

⑤初始化巡检终端模块：巡检终端系统在首次使用时需要进行初始化操作，内容包括操作人员与设备数据的下载以及设置后台服务器地址等；

所述数据通信模块系统用于巡检终端系统与后台管理系统之间的数据传输与数据交换，分为3G无线通信模块与Web Service模块：

①3G无线通信模块：主要负责巡检终端系统与后台管理系统之间的数据传输：ⅰ、巡检终端将采集好的现场设备数据通过3G传输至后台；ⅱ、后台发布当天的巡检任务后，巡检人员通过该模块将任务下载至巡检终端设备中；

② Web Service数据交换模块：Web Service介于巡检终端与后台之间，起着数据中介的作用：ⅰ、巡检终端通过Web Service技术调取后台的相应数据；ⅱ、后台通过Web Service将巡检终端上传的数据录入到数据库中，以进行数据分析处理；

     所述后台管理系统提供给巡检管理人员使用，完成巡检的全部管理工作，包括以下功能模块：

①设备管理模块：内容包括记录变电站名称、编号、作业地点、设备录入以及设备列表状况等信息；

②巡检项目管理模块：包括检查类、检查内容和检查项录入，检查类是指变电站系统中某一个相关设备的集合：比如主变、10KV母线、110KV开关、消防器材、通讯设备等；检查内容是指每个检查类中的所有实体，如主变下的刀闸、电压互感器、避雷器等设备；检查项是指每个检查设备运行的所有可能状况，如电压互感器油位指示在上下限之间，油色正常，瓷套清洁，完好，无裂纹、损伤、放电现象；

③任务管理模块：是后台管理系统的主要部分，包括任务列表和添加新任务，任务列表是指管理员下达的巡检任务，包括任务名称、巡检人姓名、变电站名称、变电站ID、开始时间、结束时间等；添加新任务包括添加任务名称、巡检内容、巡检人姓名、开始时间、结束时间、变电站选择等；

④巡检到位管理模块：包括当日到位和历史到位管理，巡检员到达巡检地点后，登陆系统，巡检完毕后，将到位信息与巡检数据一起回传后台管理系统；

⑤缺陷管理模块：是巡检管理的核心，包括缺陷列表和消缺管理，系统接收巡检数据后进行缺陷分析，管理员接收到系统分析的缺陷信息后及时做出意见并下达给巡检人员，同时把查询出的缺陷记录和消缺后的记录进行总结并打印出来；缺陷列表可输入变电站名称、设备检查类、检查内容、检查日期范围等条件进行查询；

⑥用户管理模块：包括用户的基本信息和权限管理，分为管理员级、巡检员级和普通用户级三个等级，管理员级用户可以进行任何操作；巡检员级用户可以进行查询和任务管理操作；普通绂用户只能进行查询、浏览操作，不同级别的用户进入该系统后进行的操作级别不同；

⑦报表管理模块：为管理员进行查询、任务下达、消缺处理等操作提供方便，管理员可以通过查询设备出错周期和原因等制定合理高效的巡检任务，包括最新报表数据和历史报表数据，可以通过输入查询日期范围、变电站名称等条件进行。

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