NuChat智能巡检管理系统介绍V1.1.docx

NuChat智能巡检管理系统介绍1 概述1.1 项目背景电力线路和设备是电网的重要组成部分，在电网日常运行中发挥了重要作用，但是它们不仅承受正常机械载荷和电力负荷的作用，还经受自然环境等外力侵害，为确保安全，巡检工作就显得非常重要。目前，我国的电力设施巡检主要依靠巡检人员定期定时进行人工巡检。由于受气候条件、环境因素、人员素质等多方面制约，巡检质量和到位率无法保证。同时，反映运行状态和设备缺陷的信息得不到及时反馈，设备隐患不能及时发现。另外，利用传统的巡检管理方法难以有效监督巡检人员，巡检不到位而引发的设备事故屡见不鲜。因此，为了保证线路和设备巡检的顺利进行，减少不必要的经济损失，特别随着目前电力巡检工作的外包，对巡检人员日常工作的精细化管理和巡检抢修时的远程指导尤为重要。1.2 产业现状第一代巡检方法主要是手工/机械式巡检。采用签名簿或者机械式的巡逻钟制作巡逻记录。这样的操作对运维人员的素质要求和技术要求非常高，同时面向大型网络的时候对人员数量要求也比较高，另外巡检填写的纸质报告整理输出往往不全面，不易于管理。总而言之，第一代巡检工具工作效率较低，因此已经逐渐被市场淘汰，运维人员需要自动化的巡检工具提高他们的效率和降低风险。第二代的电子巡检工具应运而生。巡检人员手持巡检器，沿着规定的路线巡查。同时在规定的时间内到达巡检地点，用巡检器读取巡检点（信息钮或者感应卡）。巡检器会自动记录到达该地点的时间和巡检人员，然后通过数据通讯线将巡检器连接计算机，把数据上传到管理软件的数据库中。管理软件对巡检数据进行自动分析并智能处理。电子巡检是目前市场的主流选择，占有80%以上的市场份额。目前在电子巡检的基础上部分厂家推出了增强型电子巡检器，基于GPS定位技术，在运营商移动通信网络平台上，实时传送定位数据(经度、纬度、时间)和巡检现场情况，实现对对巡检人员进行实时跟踪及监控，达到对巡检人员工作状态和现场工作事件的有效管理。1.3 需求分析当前的巡检管理系统只能满足最低标准的巡检工作需求，在智能电网的趋势下，存在以下问题：1. 缺乏疏漏监测机制：外包巡检人员每天需要进行大量的巡检工作，且一些大站的一次巡检的时间就超过2小时，非常容易造成巡检工作的疏漏。2. 缺乏到位监督缺技术手段：由于日常巡检维护工作重复性强，易导致对巡检工作的懈怠，发生捏造填写巡检报告或者由他人代替巡检的现象，无法客观、方便的掌握巡检人员到位情况。3. 无远程协助能力，外包人员在人员素质与技术水平上相比电网员工有着较大差距，不可能人人都具备高级工程师的技术能力，巡检过程中发现的问题时往往汇报描述不清或者对于指令执行不到位，导致现场处理不当，引发事故或造成隐患。4. 通信能力较弱：目前市面上的巡检设备不支持通信或仅能支持简单的通话、短信等，无法可靠有效的在巡检过程中保持与中心的联系，更无法保证在面对应急情况下的妥善处置。5. 标准化低，电子巡检设备通常比较独立，需要单独携带，且无统一接口、供电、数据格式，不便于数据共享和方便的进行设备替换与备用。巡检终端昂贵且只能专用，前期投入巨大。6. 缺少数据分析能力，巡检获取的管线和变电站设施的运行状况、运行参数缺乏统一的维护管理技术手段，历史数据查询不便无法有效的利用，缺陷分析、设备选型、辅助决策无从实施。目前电网的巡检工作主要依靠员工的责任心和自觉性，并结合不定期的现场抽查等管理办法，对数据缺乏有效的处理手段，这样源头的巡检质量和数据真实性无法保证，采集回的数据也得不到很好的利用，巡检过程中发生的隐患也很难及时解决。因此需要借助现代新的技术搭建巡检系统平台，以提高巡检工作的质量和加强对外包巡检人员的精细化管理。2 系统总体设计2.1 功能模块震有科技为了克服电网巡检中存在的问题，减轻各级管理部门的工作强度，推出了智能化安全巡检管理系统NuChat牛信系统，实现巡检工作电子化、信息化、智能化，从而最大程度提高工作效率，保证了电力设备、电力设备设备的低故障率安全运行。系统的主要功能模块如图所示：1) 巡检管理模块：功能包括巡检计划管理、设置巡检范围、设置巡检内容；查看计划的内容、执行情况；巡检任务的下载与接收；巡检查询统计，生成某一特定时间段的巡检报表等。2) 信息采集模块：针对巡检工作实际需要及特点，依托GPS定位系统及移动通信技术，支持GPS定位、NFC电子标签感应、二维码读取等巡检到位监督手段，具有路线安排、数据记录、工作状态监督等功能，加强对巡检工作的精细化管理。3) 统计分析模块：根据不同的类型对巡检获取的资料进行汇总、分类，如分为巡检汇总表、故障汇总表、单位巡检汇总表、巡检人员考勤汇总表等，并支持查看特定条件下的历史巡查资料。4) 通信应急模块：支持语音、即时消息、图像、视频等多种通讯手段，加强巡检人员之间以及巡检人员与中心之间的通信能力，并支持现场取证、远程专家指导、视频调度等功能，协助巡检人员快速解决巡检过程中的隐患和故障，提高巡检抢修能力。2.2 系统组成NuChat是基于移动互联网设计，集GPS、GIS、云计算、大数据分析等多项新技术于一体的智能化巡检系统，能全面执行输电线路和变电站内部设备的巡检工作，同时支持方便的查询和统计以对故障信息进行深入的分析。根据业务需求和功能模块设计，NuCha智能巡检系统由巡检人员使用的巡检终端，管理中心的业务支撑服务器集群和管理人员进行巡检管理的指挥调度设备组成，系统架构如下所示：2.2.1 巡检终端目前的智能手机通常都标配有高清摄像头、音频系统、GPS、通讯系统、供电系统、显示系统等，因此无需再配置沉重、繁琐的外挂设备，即可拥有完整的硬件平台，配合安装其上的智能巡检管理客户端软件，构成智能巡检终端设备，为巡检人员提供强大的业务能力。智能巡检终端不局限于固定的几款专业设备选型，应用服务软件可以安装在基于Android系统的各类智能手机、三防手机以及平板上，可根据预算或实际需求自由选择手机型号，同时智能手机具有非常高的可扩展能力，可以定制更丰富的软件不断扩充功能，使原有巡检系统的功能单一、实现方式不灵活、操作不方便等诸多缺陷得到改善。通过增加安全软件以及加密卡的方式，可以确保终端的安全和内容的安全，另外通过配置蓝牙耳机、肩章式摄像机、移动电源等丰富的配件，可以进一步增加移动终端的性能。2.2.2 业务支撑服务器部署各类业务服务器，为系统的巡检、导航、通信等业务提供具体的功能实体，包括以下重要功能业务服务器：l 接入服务器：是巡检单兵终端与后台业务支持服务器的枢纽与桥梁，接入服务器将智能巡检单兵终端的请求转发至对应的业务服务器中进行处理，并能将各个业务服务器推送的消息返回到智能巡检单兵客户端中。通过接入服务器的加入，可以屏蔽巡检单兵对各业务子系统的直接依赖，方便进行系统功能的扩容，同时也可以屏蔽后台业务系统升级带来的客户端软件不匹配的问题。l 巡检业务服务器：提供巡检计划定制、查询记录、操作和检验巡检效果、接收和下发巡检内容等功能。l 统一语音系统：由软交换语音服务器和各类语音接入网关设备群组成，为单兵终端的语音呼叫提供分析、路由、寻址等功能。l 统一视频系统：由视频接入服务器、视频互通服务器、视频回传服务器等组成，负责处理单兵终端的视频相关业务，为单兵之间以及单兵与指挥中心之间提供视频转发、分发和召开视频会议能力。统一视频系统通过调用SDK或者采用标准协议与第三方监控、会议系统对接，可以实现单兵终端查看第三方视频监控的图像，或可以将单兵终端回传的现场图像传输到视频会议系统里面，供领导专家在召开视频会商时参考。l 地图定位服务器：通过与商业地图或者ArcGIS的对接，对单兵终端提供地图定位功能和为指挥人员提供基于地图的指挥调度界面。地图定位服务器可以接收单兵终端发回的GPS/北斗定位信息，并进行格式统一转化以及位置点与地图的匹配，实现GIS与GPS融合。l 存储服务器：包含数据库和存储空间，对单兵终端的录音、录像以及回传的文字、图片、视频文件进行存档和管理。l 即时消息服务器：为即时通信业务提供客户端上下文管理、文件管理、历史记录管理等功能。l 智能巡检管理平台：作为整个系统核心的统一的管理平台，负责系统用户、业务、设备等数据的配置、维护及安全管理，智能巡检管理平台中存储了巡检用户客户端与指挥调度服务端的账户信息，对所有终端进行接入鉴权与权限识别，保证只有授权的人员可以接入系统或访问特定的业务数据。同时，通过内部接口协议对不同的功能的业务服务器行了统一、融合和关联，实现业务的综合，如巡检管理与定位服务器组合提供到位监督功能等。2.2.3 管理调度台管理调度台是巡检人员调用智能巡检管理系统业务以及管理智能人员客户端的入口，在其上安装智能巡检管理服务端软件，基于TCP/IP协议接入业务支撑服务器中的智能巡检管理平台，为管理人员提供巡检任务制定、巡检数据配置、数据分析呈现、GIS界面呈现、多媒体通信、回传视频展示等功能。2.3 业务流程NuChat智能巡检系统不仅仅通过智能手机使得巡检功能与应急通信功能相结合，更在于后台服务端能把现有的各孤立的业务通信和调度系统相互关联起来，形成智能化任务分配、可视化管理、立体式指挥的巡检管理系统，系统业务流程图如下所示：1. 服务端巡检管理模块对阶段性巡检工作进行规划，制定巡视策略，包括巡检路线、巡检频率、巡检内容等，生成任务数据后可根据人员配置，将任务下达至对应的单兵终端。2. 后台管理端调用定位导航服务，可以将巡检路线制作成路径导航并推送到单兵终端。巡检人员到达指定位置后，系统通过单兵终端GPS定位与地图的匹配进行到位确认，并在单兵终端上打开维护项目详单，利用定位功能来防止漏检错检，确保巡检质量和到位率。3. 巡检员按照提示项目要求逐一检查，并且可以调用应急系统的拍传及现场取证业务模块，生成包含文字、巡检记录表、图像和视频描述的格式统一的巡检报告，所有流程完毕后递交至服务器保存。4. 在巡检过程中遇到不能确定的问题可以拍照或视频进行现场取证，或者遇到无法解决的问题时可以向中心申请支援，通过实时和非实时的通信功能进行远程指导，高级技术人员可以基于现场实时回传的图像进行会诊，也可以调阅目标点的历史巡检资料作为参考，最终为现场巡检人员提供可靠的解决方案。5. 将巡检报告和故障处理报告进行存档和大数据分析整理，供日常管理查询和应急处置时调用，作为预警分析查漏补缺的依据，以及作为巡检人员工作绩效的考评依据。3 系统详细功能描述3.1 服务端业务功能3.1.1 计划制定3.1.1.1 巡检设备管理对需要巡检的设备进行管理，根据线路或者设备类别，定义需要具体巡视的内容。建立定义后巡检人员在巡检过程中，到达巡检设备后直接查看需要巡检哪些内容，避免漏检。3.1.1.2 巡检路线管理将需要巡检的设备按照业务需求组合成巡检路线，从而便于巡检任务的分配和区分，规划好巡检线路后还能及时提醒巡检人员是否已经将所有巡检点巡检到位，避免漏检。3.1.1.3 巡检人员管理将巡检人员信息录入系统，分配客户端登陆的鉴权信息。对客户端的群组、状态、登陆时间等进行显示和管理。3.1.1.4 巡检计划制定根据变电站设备巡视作业指导书、巡视规程以及实际业务需求，进行巡检计划制定，安排巡检任务，选择巡检路线，并指定工作负责人及工作成员，制定巡视时间和频率，并将巡检计划下达到具体的任务成员的客户端上。3.1.2 到位监督3.1.2.1 定位及轨迹跟踪选定人员进行目标跟踪显示，在调度管理端显示当前NuChat客户端所在位置和运动轨迹，便于观察巡检人员的实时状态。另外支持对巡检员历史轨迹回放，确保巡检员按规定时间和规定路线进行巡检。 工作状况查询通过管理端可以检查、确认巡视人员的巡视工作状况，包括巡视的时间、巡视的到位情况、设备的巡视结果、未巡视的设备等信息。3.1.2.2 实时监控及调度可以扩展支持后台对NuChat巡检终端的实时监控，如巡检员不按照规定线路进行巡检而偏离路线一定距离，或者巡检人员在某个地点长时间停留超过一定时限，则会在中心的调度客户端进行提示。调度客户端可以通过操作界面直接单独/群体呼叫任意选定的NuChat巡检客户端，在具有权限时，还可以打开直接打开巡检客户端的摄像头查看现场情况。3.1.3 统计分析3.1.3.1 巡检报告处理NuChat针对每个巡检点生成统一和规范格式的巡检报告，存储在系统数据库中。在需要时，支持根据时间段、设备、区域等条件进行检索历史巡检报告。3.1.3.2 人员考勤统计统计巡检人员姓名、时间。数量等，并及时统计各但那位人员巡检班数、班次以及缺席、请假等信息，对考勤数据进行统计并生产报表。3.1.3.3 巡检数据挖掘日常巡检工作能发现电力线路或者设施的缺陷和隐患，根据NuChat巡检系统每日上传实时采集的缺陷并结合录入的电力设施基础数据和动态数据如线路检修记录和设备变更记录等，生成电力线路的实时运行资料。使巡检资料及电力设施的运行管理、检修管理结合一起，形成一套完整、高效的体系，为电力日常生产管理和应急处置提供辅助决策资料。3.1.3.4 内网查询为了确保信息内网的安全性，NuChat智能巡检系统部署在外网中。而为了方便的实现管理人员在信息内网中对巡检数据的存储和查询，系统支持强隔离装置接入模式，在外网部署前置机，隔离装置将外部业务系统数据封装后存入内网数据库，以便在内网系统读取调用。另外系统支持数据导出功能，可以在内网中也部署一台巡检服务器，定时通过人工方式，经加密载体将外网导出的数据重新加载导入到内网服务器中，实现在内网备份存储和读取调用。3.2 客户端软件功能3.2.1 登陆认证巡检人员通过后台服务器分配的账号密码进行登录，实现业务的使用。支持账号和IMEI（移动设备国际身份码）进行绑定，确保巡检人员与巡检手机的唯一对应性。另外对于支持指纹识别的手机，NuChat可以调用指纹识别装置，进一步确保唯一性。如果无网络连接，可以脱网进行离线导航、巡检报告填写等操作，等到有网络时则可及时发出。3.2.2 现场巡检3.2.2.1 定位导航通过GPS服务及离线导航地图，同时依托GPS及辅助定位等手段，实现快速精准的位置定位、路径规划等功能。定位导航功能主要实现带GPS数据的设备定位，重要设施定位，地点定位等定位显示功能，同时可实现路径规划与导航功能（需要离线地图及离线导航服务支持）。（1）人员、设备、车辆、重要用户定位实现带GPS数据的应急资源的实时位置定位、查询及显示，也可显示群组内其他巡检队员位置信息及事件影响范围内重要用户的位置定位，并能够将实时坐标位置上报。（2）查询功能在地图上可按关键字进行检索查询，列出兴趣点列表选择或提供地图上GPS定位点选信息查询。（3）路径规划与导航可点选目的地自定义或根据中心推送目的地信息进行位置定位后进行路径规划，并进行最佳行驶路径分析，同时可记录移动的轨迹，方便轨迹查询及回放。根据路径规划功能生成的线路进行语音导航。NuChat巡检终端在地图上可选择GPS位置上报，让中心看到自己位置，可选择轨迹跟踪，可在本地进行轨迹存储或上传服务端进行展现。根据客户端的GPS坐标数据，中心可在GIS地图上显示及查看处置时应急人员的实时位置，并可查询应急人员的移动轨迹。点击某终端，可主动获取定位实时位置，或查询终端的历史轨迹或进行轨迹跟踪等功能操作。 3.2.2.2 到位识别NuChat支持NFC以及条码读取功能，可以通过设备上的电子标签卡或者条码识别到位，同时支持GPS辅助到位管理，在标签损坏或丢失的情况下，可以使用手工定位方式选择当前地点周边需要巡检的设备，然后进行项目检查和报告填写。3.2.2.3 巡检内容提示到位识别后NuChat会根据识别的设备，提供该设备的巡检内容，巡检人员只需根据条目逐项操作，不用担心因为众多指标要检查而需要记忆大量命令，也不需要为巡检哪些指标而费心。3.2.2.4 巡检报告生成及上传NuChat客户端将巡检现场的情况通过文字描述、语音描述、图片、视频等方式快捷、规范地上报中心。为方便智能巡检系统通过巡检报告内容抽取信息形成文稿，NuChat客户端以标准化、容易扩展的专属操作界面来完成现场信息采集（文字、语音、图片、视频），使上报内容以格式良好的形式汇总到平台，进而让平台以流程化、自动化的方式进行下一步处理。巡检报告时要通过图片、文字等数据附带当时的GPS坐标、事件名称、上传时间等信息，方便指挥中心展示时能进行统一的查询及显示。其中NuChat移动终端巡检报告生成包含以下功能：功 能说 明离线编辑支持离线编辑，即巡检人员在新建报告草稿时，无需网络请求进行验证，保证在较差网络环境下优先完成现场信息采集工作。报告模板根据现场情况、上报信息等需求，NuChat客户端预设几种模板，巡检人员可以从中选择。例如一切正常只需选择巡检内容进行上报，巡检报告模板只有标题、巡检内容多选项供应急人员录入；而相对较复杂，比如有隐患的巡检报告模板则包含文本汇报、图片、视频、音频等内容。常用语NuChat客户端提供常用语管理模块，使巡检人员事先可以手动录入多条常用语，在进行上报内容编辑时，可以从常用语中选取录入，通过改动少量词句来快速完成正文编辑，以此来提高现场上报效率。操作记录巡检报告一经上报则不可修改，保证采集的现场证据真实可靠，其它人员如果需要对此事进行转发、咨询、指挥、沟通，则采用对速报留言、回复等的方式一并记录下来。以这种方式可以把事件的处理流程记录下来，方便事后进行总结、分析。失败重发如果由于网络环境等原因，造成巡检报告发送失败，NuChat客户端会不断检测网络状态，自动进行信息上传，把巡检人员从上报这个环节解放出来。状态提醒当巡检报告报有新的状态改变时，会有系统消息提醒应急人员查看。如失败重发成功、该速报有新的留言等。历史浏览移动终端客户端提供一段时间内的巡检报告的内容浏览。NuChat客户端上报的文字、语音、图片、视频等数据信息统一上传到中心平台归档展示，包含时间、GPS地点、单位、终端号、事件名称等分类要素进行列表管理，可针对该要素进行模糊查询，同时可将上报的人员定位到GIS地图上显示并查看上报的数据。3.2.3 巡检抢修通信3.2.3.1 紧急报警当巡检员遇到紧急情况时，直接在NuChat客户端上点击紧急呼叫按钮，则中心调度客户端会产生报警提示音，并弹出报警对话框，同时自动呼叫到中心的电话上。3.2.3.2 非实时通信牛信是类似微信的即时通讯工具，实现个人对个人、群组成员的对讲、文本消息、图片上传、视频上传、文件上传等操作，方便成员之间进行快捷地沟通交流。可以直接通过通讯录快捷查找相关人员、群组的的联系方式，有权限的用户还可以临时建立群组、添加成员。可一键发起实时语音对讲、文本消息、图片上传、视频上传、文件上传等操作。信息推送到其他人员移动端或指挥中心PC端时，若在线则是即时消息，若离线时以非即时方式送达，等下次登录时收到相关信息，保证消息及时地通知到相关人员。消息页面可以展示即时聊天和短信的记录。可实现应急指挥中心与移动终端相互之间、移动客户端之间的的信息交互，包括：文字、语音对讲、图片、文件、视频回传及转发等功能。信息交互记录在指挥中心信息交互服务器和移动终端客户端APP均有保存，移动终端客户端APP只保存近期记录。 3.2.3.3 实时语音、视频通话NuChat客户端内置语音和视频通话功能，可通过通讯录检索或拨号方式呼叫牛信用户、巡检中心或接入系统的其他任意语音客户端。挥中心也可以通过调度管理界面单个呼叫或者群体呼叫/会议任意NuChat客户端，或者通过预先设置的预案呼叫。并支持群呼、组呼、一键会议等多种方式。 3.2.3.4 现场取证/操作记录巡检人员对故障进行处理的时候随时可以拍摄图片和视频，并且可以将所有视频保存下来作为故障定位和问责依据。可在需要时将拍摄的视频回传到中心，作为决策时的辅助参考。3.2.3.5 远程视频专家（视频回传）NuChat可以作为远程摄像机，实时将现场视频回传到指挥中心，领导专家犹如身临现场一样掌握每一个细节，并可以通过实时的语音或文字消息指导现场拍摄者进行故障排除。NuChat可主动向调度台发起视频回传，也可被动接受调度台发起的远程视频查看。通过增加震有VDG1000视频网关与视频会议系统的对接，可直接将现场的画面传输到视频会议系统里面去。4 系统部署4.1 系统运行环境智能单兵终端业务服务器指挥调度台操作系统Android 4.0以上Windows XP以上Windows XP以上硬件要求CPU频率：1.0Ghz以上运行内存：512MB以上存储空间：1G以上CPU：Intel/I3/E3/3.4GHz以上内存：4G/DDR3以上硬盘：512GB以上CPU：Intel/I3/E3/3.4GHz以上内存：2G/DDR3以上硬盘：512GB以上数据库MysqlMysql4.2 系统接入网络智能巡检单兵手机终端通过移动网络（3G、LTE、WLAN、Wimax等）接入后台，从而获取到业务支撑服务器提供的各项功能，系统的网络承载主要包括运营商3G/4G网络、电力无线宽带专网以及机动无线宽带专网等。运营商4G移动网络的普遍覆盖，为系统的智能单兵终端设备提供了广泛的接入，通过开通电力专用接入点以及构建移动VPDN专网的方式，可以确保接入的私密性和安全，同时，随着智能电网业务对无线宽带网络的迫切需求，各省市电力公司大规模在建的宽带无线专网也为本系统提供了网络基础，对于公网