引言

電力工器具是維系電網(wǎng)安全的重要支撐,安全工器具（如絕緣手套、絕緣靴、驗(yàn)電棒及各種檢測儀器）更是關(guān)系到電力檢修人員的生命安全,因此,加強(qiáng)電力工器具的管理至關(guān)重要。目前,電力工器具的管理現(xiàn)狀普遍落后,缺乏較為系統(tǒng)的制度流程和系統(tǒng)工具作為支撐,工器具的使用和預(yù)防性試驗(yàn)等記錄以人工登記為主,紙質(zhì)資料積壓,查閱難度大。

針對上述現(xiàn)狀,本文先從電力工器具的購置、驗(yàn)收、預(yù)防性試驗(yàn)、保管、使用、報(bào)廢全過程的角度,分析電力工器具管理的軟件功能需求和數(shù)據(jù)模型,然后基于此設(shè)計(jì)開發(fā)電力工器具管理系統(tǒng),并基于二維碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)工器具流程數(shù)據(jù)的記錄。

1電力工器具全過程管理分析

電力工器具的管理一般包括招采購置、到貨驗(yàn)收、預(yù)防性試驗(yàn)、入庫保管、使用與歸還、報(bào)廢等環(huán)節(jié),各環(huán)節(jié)的關(guān)系及數(shù)據(jù)模型如圖1所示。

在招采購置環(huán)節(jié),對工器具的最遲到貨時(shí)間、到貨地點(diǎn)以及產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)等提出要求并錄入系統(tǒng)。此外,應(yīng)實(shí)現(xiàn)與招采等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入,在到貨驗(yàn)收階段可以進(jìn)行參數(shù)比對。

在到貨驗(yàn)收階段,必須對工器具進(jìn)行嚴(yán)格的查驗(yàn)。通過調(diào)用技術(shù)參數(shù)等與實(shí)物進(jìn)行逐項(xiàng)對比,建立入庫臺賬,并將臺賬數(shù)據(jù)與二維碼進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

定期對工器具進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)是為了保證工具的使用安全。在建立工器具入庫臺賬時(shí),需要錄入工器具的預(yù)防性試驗(yàn)周期,定時(shí)對工器具進(jìn)行試驗(yàn):工器具的使用記錄數(shù)據(jù)也要作為預(yù)防性試驗(yàn)的依據(jù)。

在使用和歸還階段,支持工器具入庫狀態(tài)、借出和歸還信息的查詢,做到使用和保管責(zé)任可追溯。

在使用階段出現(xiàn)損壞,或者在預(yù)防性試驗(yàn)階段出現(xiàn)不符合繼續(xù)使用標(biāo)準(zhǔn)的情況,應(yīng)及時(shí)對工器具進(jìn)行報(bào)廢處理,并保留臺賬和使用過程信息。

2二維碼及電力工器具臺賬數(shù)據(jù)編碼

2.1二維碼技術(shù)原理

二維碼是利用若干個與二進(jìn)制數(shù)據(jù)相對應(yīng)的幾何圖形記錄數(shù)據(jù)信息。通過圖形輸入或光電掃描設(shè)備識讀進(jìn)行信息處理。

目前技術(shù)最為成熟的是QR Code二維碼,其生成過程一般包括數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)編碼、糾錯編碼、構(gòu)造數(shù)據(jù)信息、構(gòu)造矩陣、掩膜以及生成格式和版本信息。數(shù)據(jù)分析主要是選擇編碼的字符類型和糾錯等級。數(shù)據(jù)編碼是將數(shù)據(jù)字符轉(zhuǎn)換為位流,構(gòu)成碼字序列。糾錯編碼是將碼字序列分塊,根據(jù)糾錯等級和分塊的碼字,產(chǎn)生糾錯碼字。構(gòu)造數(shù)據(jù)信息是將序列按次序分塊。構(gòu)造矩陣是將探測圖形、分隔符、定位圖形、校正圖形等填充到二維碼矩陣區(qū)域中。掩膜是使二維碼圖形中的深色和淺色區(qū)域最優(yōu)分布。最后生成格式和版本信息并放入相應(yīng)區(qū)域內(nèi)。

2.2電力工器具臺賬數(shù)據(jù)編碼

QR Code二維碼除版本、格式信息、數(shù)據(jù)和容錯密鑰等固有信息外,還可以承載約2kb數(shù)據(jù)信息,傳輸能力有限,因此需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行信息編碼、分包、解碼和合并處理。

本文的電力工器具臺賬數(shù)據(jù)由消息頭和消息體兩個部分組成。消息頭包括安全驗(yàn)證、傳輸請求、傳輸內(nèi)容、邏輯控制和差錯校驗(yàn)等信息:消息體即電力工器具臺站交換數(shù)據(jù),支持用戶自定義結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

此外,為了保證數(shù)據(jù)安全,本文還對數(shù)據(jù)進(jìn)行了加密。由于非對稱加密算法的加解密速度比對稱加密慢,本文所述系統(tǒng)采用AES對稱加密算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,并根據(jù)數(shù)據(jù)的重要程度合理選擇密鑰的長度,以保證加密的安全性需求。

3電力工器具管理系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)

3.1電力工器具管理系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

為了兼顧數(shù)據(jù)安全及使用便捷,電力工器具管理系統(tǒng)硬件分為互聯(lián)網(wǎng)側(cè)和內(nèi)網(wǎng)側(cè),前者由防火墻、交換機(jī)、移動端組成,后者由二維碼掃描儀和管理員主機(jī)組成?；ヂ?lián)網(wǎng)側(cè)通過掃描電力工器具攜帶的二維碼進(jìn)行權(quán)限驗(yàn)證,獲取脫敏數(shù)據(jù)。內(nèi)網(wǎng)側(cè)為管理員提供臺賬和使用過程數(shù)據(jù)管理。電力工器具管理系統(tǒng)的硬件如圖2所示。

3.2電力工器具管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

電力工器具管理系統(tǒng)有系統(tǒng)登錄、主界面、工器具信息、工器具借取記錄、倉庫記錄、預(yù)防性試驗(yàn)記錄、數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)查詢導(dǎo)出、系統(tǒng)設(shè)置等功能。軟件功能如圖3所示

系統(tǒng)登錄模塊提供用戶登錄和權(quán)限校驗(yàn),內(nèi)網(wǎng)用戶可以查看工器具詳細(xì)信息,互聯(lián)網(wǎng)用戶只能查看脫敏數(shù)據(jù),管理員可以錄入和修改數(shù)據(jù)。工器具信息管理提供工器具臺賬數(shù)據(jù)錄入和修改等功能。工器具借取記錄提供借用和歸還功能。倉庫記錄提供倉庫保存工器具情況的登記和查詢。工器具預(yù)防性試驗(yàn)記錄管理提供工器具試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)同步實(shí)現(xiàn)與招采等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入和推送。數(shù)據(jù)查詢導(dǎo)出實(shí)現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的條件查詢和Excel導(dǎo)出。系統(tǒng)設(shè)置提供用戶自定義配置功能。

電力工器具管理系統(tǒng)最重要的功能模塊是工器具的借取記錄管理,其軟件流程如圖4所示。

4結(jié)語

根據(jù)電力工器具全過程管理的制度流程進(jìn)行系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),并利用二維碼進(jìn)行各個流程間的數(shù)據(jù)交換,可以有效提升電力工器具的管理水平,保證電力工器具管理的各環(huán)節(jié)準(zhǔn)確、清晰,減輕管理人員的工作壓力,保障電力工器具的安全使用。另外,良好的工器具管理制度能夠?yàn)橄到y(tǒng)開發(fā)和運(yùn)維提供重要的依據(jù)和需求指導(dǎo),而高效、易用、功能全面的電力工器具管理系統(tǒng)又可以反過來輔助管理制度的推行和完善。