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電力安全風(fēng)險現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

文檔作者：李琳楊濤栗慶吉文檔來源：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年08月27日
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電力安全風(fēng)險現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計
李琳，楊濤*，栗慶吉
（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院，沈陽110866）
摘要：基于移動終端具有移動性、靈活性等優(yōu)點，提出一種基于Android 的電力安全風(fēng)險現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)。應(yīng)用該軟件系統(tǒng)，用戶可在
作業(yè)過程中對指導(dǎo)書進(jìn)行實時查看與操作，對作業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行實時監(jiān)控與記錄，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)安全風(fēng)險全程實時評估、預(yù)警和控
制，全面提高標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)風(fēng)險防控水平。
關(guān)鍵詞：現(xiàn)場監(jiān)控；Android；設(shè)計；電力安全風(fēng)險；實時性
中圖分類號：TP319；TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ 文章編號：1674-1161(2013)12-003１-04
電力安全風(fēng)險評估是對電力系統(tǒng)運行中不確定
因素導(dǎo)致的電力故障，以及由電力故障導(dǎo)致的人身傷
害進(jìn)行評估，從而實現(xiàn)電力企業(yè)安全風(fēng)險可控、能控、
在控。電力企業(yè)正在使用的農(nóng)村電網(wǎng)安全風(fēng)險評估管
理系統(tǒng)通過作業(yè)前現(xiàn)場勘查及作業(yè)指導(dǎo)書審核來評
估作業(yè)風(fēng)險，通過作業(yè)現(xiàn)場風(fēng)險預(yù)警及作業(yè)者簽名等
實現(xiàn)作業(yè)風(fēng)險的現(xiàn)場監(jiān)控。作為保證電網(wǎng)安全運行的
關(guān)鍵環(huán)節(jié)，作業(yè)風(fēng)險現(xiàn)場監(jiān)控具有以下缺陷：缺少公
平公正的現(xiàn)場監(jiān)控信息與隱患發(fā)現(xiàn)功能；缺乏加強現(xiàn)
場作業(yè)人員規(guī)范操作、確定現(xiàn)場作業(yè)責(zé)任人、實時發(fā)
現(xiàn)隱患并圖文并茂記錄的功能；缺乏對作業(yè)現(xiàn)場的工
作場景進(jìn)行實時、方便、低成本記錄的方式。
針對以上種種弊端，提出并設(shè)計了一種基于An鄄
droid 移動終端設(shè)備的電力安全風(fēng)險現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)，
有效改善了原有B/S 模式下的電網(wǎng)安全風(fēng)險管理系
統(tǒng)，使其在實際應(yīng)用中更加完善。系統(tǒng)利用智能移動
終端的移動性、靈活性以及Android 系統(tǒng)的開放性，
在作業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行電力安全風(fēng)險監(jiān)控，明確作業(yè)人員的
責(zé)任， 使風(fēng)險評估及隱患排查等工作實時、快捷、高
效。
1 Android 系統(tǒng)概述
Android 本義指“機(jī)器人”。Google 于2007 年發(fā)布
了開源的Android 平臺， 該系統(tǒng)是基于Linux 內(nèi)核的
綜合操作環(huán)境，其采用分層架構(gòu)，從高層到低層共分
為4 層：第一層是應(yīng)用程序?qū)樱ˋpplication），提供一
系列核心應(yīng)用程序； 第二層是應(yīng)用程序框架層（Ap鄄
plication Framework），提供基本管理功能和組件重用
機(jī)制；第三層是系統(tǒng)運行庫層（Libraries），由庫函數(shù)和
Android 運行時所需的虛擬機(jī)構(gòu)成； 第四層是Linux
核心層（Linux Kernel），具有由操作系統(tǒng)內(nèi)核管理的
底層基礎(chǔ)功能。
由于SAMUNG、HTC、華為、小米等公司及廠家
的支持，Android 系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前主流的移動終端
系統(tǒng)之一。由于Android 系統(tǒng)基于java 語言開發(fā)，因
此具有java 語言健壯性、可移植等一系列優(yōu)點。鑒于
Android 的開源特性，得到了眾多廠商的支持，也為系
統(tǒng)的開發(fā)提供了便利。
2 系統(tǒng)分析與設(shè)計
2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計
系統(tǒng)整體采用C/S 模式，即客戶端/服務(wù)器模式。
客戶端基于Android2.2 系統(tǒng)平臺進(jìn)行開發(fā)，用戶在移
動終端安裝客戶端應(yīng)用安裝包后，利用3G 無線網(wǎng)絡(luò)
專線與電力企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)建立連接， 通過Internet
訪問服務(wù)器的Web Service 來獲取相關(guān)信息， 實現(xiàn)
Android 客戶端與服務(wù)器端的數(shù)據(jù)傳輸與同步。服務(wù)
器端利用Web Service 技術(shù)為移動終端提供遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)
庫訪問功能，即將業(yè)務(wù)規(guī)則、數(shù)據(jù)訪問等工作放到中
間層，客戶端不直接與數(shù)據(jù)庫交互，而是通過控制器
與中間層建立連接，再由中間層與數(shù)據(jù)庫交互，提供
客戶端所需數(shù)據(jù)并上傳。
若作業(yè)現(xiàn)場的3G 無線網(wǎng)絡(luò)信號較差或沒有，可
將標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)數(shù)據(jù)下載至本地，通過查看現(xiàn)場作業(yè)指
導(dǎo)書，利用平板電腦存儲現(xiàn)場信息。待網(wǎng)絡(luò)連接后，再
將信息上傳至服務(wù)器，以保證數(shù)據(jù)的一致性。應(yīng)用環(huán)
境網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)如圖1 所示。
收稿日期：2013-11-14
作者簡介：李琳（1988—），女，碩士，從事電網(wǎng)信息技術(shù)的研
究。
通信作者：楊濤（1965—），男，博士，教授，從事計算機(jī)應(yīng)用
技術(shù)、電力系統(tǒng)風(fēng)險評估方面的研究。
第12 期總第２34 期Ｎｏ．12 Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．２34
２０１3 年12 月Dec． ２０１3
農(nóng)業(yè)科技與裝備
Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
2.2 系統(tǒng)流程設(shè)計
首次啟用時，應(yīng)用程序會自動判斷是否連接至電
力企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)連接成功后，聯(lián)網(wǎng)模式登錄，并
對指導(dǎo)書進(jìn)行實時查看與操作，對作業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行實時
監(jiān)控與記錄， 實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)安全風(fēng)險全程實時評
估、預(yù)警和控制；若未連接網(wǎng)絡(luò)，則以離線模式登錄，
查看當(dāng)前執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，并將現(xiàn)場添加的實時監(jiān)
控數(shù)據(jù)保存到本地。同時，若在現(xiàn)場作業(yè)過程中發(fā)現(xiàn)
新隱患，可將隱患信息錄入系統(tǒng)并上傳至服務(wù)器（聯(lián)
網(wǎng)模式），或暫時保存至本地（離網(wǎng)模式）。系統(tǒng)流程圖
如圖2 所示。
2.3 功能設(shè)計
電力安全風(fēng)險現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)包括三大模塊：用戶
登錄模塊、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)模塊和隱患排查模塊。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)
斷開時，用戶以離線模式登錄系統(tǒng)，實現(xiàn)操作現(xiàn)場監(jiān)
控和隱患添加功能。系統(tǒng)功能模塊圖如圖3 所示。
2.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計
SQLite 是一款輕量級、嵌入式的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，
占用的資源非常少， 故以其作為數(shù)據(jù)的本地存儲方
式，在網(wǎng)絡(luò)斷開的情況下，將用戶添加的現(xiàn)場相關(guān)信
息保存在本地。
系統(tǒng)服務(wù)器端通過Web Service 技術(shù)， 使用戶在
聯(lián)網(wǎng)登陸模式下， 通過Internet 訪問服務(wù)器端Web
Service 獲取標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)和隱患排查所需數(shù)據(jù)， 實現(xiàn)
Android 客戶端與服務(wù)器端的數(shù)據(jù)傳輸與同步。
3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及方法
3.1 界面設(shè)計
Activity 是Android 的核心， 是負(fù)責(zé)與用戶交互
的組件。Activity 類通過onCreat () 方法初始化，由
setContentView 顯示指定的布局文件內(nèi)容。但Activity
本身無法顯示在屏幕上，需要借助視圖(View)和視圖
組(ViewGroup)配合xml 布局文件來進(jìn)行界面設(shè)計并
顯示。
組件TabHost 采用addTab 方法將標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)首
頁（StandardTaskActivity 類） 和隱患排查首頁（Dan鄄
gerActivity 類）添加至系統(tǒng)首頁。在標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)和隱
患排查首頁中，通過組件Spinner 將查詢條件列表顯
示， 以供用戶選擇； 使用組件ListView 通過繼承
BaseAdapter 的自定義Adapter 綁定后臺數(shù)據(jù)，將查詢
結(jié)果返回并顯示在界面。系統(tǒng)首頁界面如圖4 所示。
圖1 應(yīng)用環(huán)境網(wǎng)絡(luò)框圖
Figure 1 Application environment network block diagram
圖2 系統(tǒng)流程圖
Figure 2 System flow chart
圖3 功能模塊圖
Figure 3 Functional block diagram
32 農(nóng)業(yè)科技與裝備 ２０１3 年 12 月
圖4 系統(tǒng)首頁界面
Figure 4 The home page of system interface
3.2 客戶端與服務(wù)器端數(shù)據(jù)交互
客戶端頁面數(shù)據(jù)的顯示與上傳，需要服務(wù)器端數(shù)
據(jù)庫的提供與存儲。但Android SDK 沒提供調(diào)用
Web Service 的庫， 因此Google 為Android 平臺提供
了第三方類庫———ksoap2-android， 供開發(fā)者自行下
載安裝。服務(wù)器端通過Web Service 技術(shù)使用戶可在
聯(lián)網(wǎng)模式下選擇查詢條件并上傳至服務(wù)器端。服務(wù)器
端將符合條件的數(shù)據(jù)返回客戶端并顯示在頁面。同
時，在現(xiàn)場作業(yè)過程中添加的現(xiàn)場信息（如照片，簽名
等）上傳至服務(wù)器端。
3.3 實時監(jiān)控功能的實現(xiàn)
實時監(jiān)控通過現(xiàn)場拍照、電子簽名、獲取對應(yīng)的
地理位置信息和系統(tǒng)時間來實現(xiàn)。用戶界面據(jù)此完善
現(xiàn)場作業(yè)信息，為作業(yè)后評估、排查及確定責(zé)任人提
供準(zhǔn)確依據(jù)。作業(yè)信息記錄界面如圖5 所示。
現(xiàn)場簽名通過在布局文件中添加組件android.
gesture.GestureOverlayView 顯示簽名界面， 并將其
android:gestureStrokeType 的屬性設(shè)置為multiple，使
簽名由多個不連續(xù)的手勢組成。然后，通過調(diào)用組件
GestureOverlayView 完成簽名并獲取簽名時的地理位
置信息， 即通過在AndroidManifest.xml 文件中添加<
uses -permission android:name = "android.permission.
ACCESS_FINE_LOCATION" />獲取定位信息授權(quán)，再
調(diào)用getSystemService (Context.LOCATION_SERVICE)
創(chuàng)建其核心類LocationManager 的實例， 設(shè)置Loca鄄
tionManager 的監(jiān)聽器方法requestLocationUpdates，實
時向提供定位信息的LocationProvider 請求一次定位
信息，獲取實時的定位信息。現(xiàn)場簽名的同時獲得地
理位置信息及系統(tǒng)時間，并將數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)表Sig鄄
nImage 中，避免了現(xiàn)場作業(yè)后再進(jìn)行簽名的現(xiàn)象。簽
名界面如圖6 所示。
進(jìn)行現(xiàn)場拍照時， 首先， 獲取Camera 權(quán)限，在
AndroidManifest.xml 文件中添加。其次，
通過在布局文件中添加組件SurfaceView 顯示拍照界
面。然后，使用其核心類android.hardware.Camera 相
關(guān)方法完成照片數(shù)據(jù)的獲取與二進(jìn)制轉(zhuǎn)換，同時獲取
系統(tǒng)時間，并存儲于數(shù)據(jù)表CameraImage 中，最后通
過圖片管理界面對照片進(jìn)行添加、刪除。拍照界面如
圖7 所示。
4 系統(tǒng)功能實現(xiàn)
4.1 用戶登錄模塊
系統(tǒng)登陸模式設(shè)計為聯(lián)網(wǎng)模式和離網(wǎng)模式2 種。
在網(wǎng)絡(luò)暢通的情況下， 用戶以聯(lián)網(wǎng)模式登錄系統(tǒng)，輸
入用戶名和密碼后，通過網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器端相應(yīng)用戶信
息進(jìn)行匹配，成功匹配后，即可對系統(tǒng)所有模塊進(jìn)行
相應(yīng)操作；在網(wǎng)絡(luò)斷開的情況下，用戶以離網(wǎng)模式登
錄系統(tǒng)，輸入用戶名和密碼，與本地存儲的用戶信息
圖5 作業(yè)信息記錄界面
Figure 5 The interface of job information record
圖6 簽名界面
Figutr 6 The interface of sign
圖7 拍照界面
Figure 7 The interface of camera
２０１3 年第12 期李琳等：電力安全風(fēng)險現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計33
Research and Design of Power Security Risk on Site Monitoring System
LI Lin, YANG Tao*, LI Qingji
(College of Information and Electrical Engineering, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110161, China)
Abstract: In light of the better mobility and flexibility of the mobile terminal, this paper proposes a design of Android-based power se鄄
curity risk on site monitoring system. With this software, users can view and operate the instructions during the operation in real-time,
monitor and record the information of the job sites, to achieve the assessment, warning and containment of the full state of standardized
job security risk. And it comprehensively improves the level of standardization of operating risk containment.
Key words: site monitoring; Android; design; power security risk; in real-time
參考文獻(xiàn)
[1] 陸波,唐國慶.基于風(fēng)險的安全評估方法在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動化,2000(22):61-64.
[2] 李剛.瘋狂Android 講義[M].北京:電子工業(yè)出版社,2011.
[3] 趙亮,張維.基于Android 技術(shù)的界面設(shè)計與研究[J].電腦知識與技術(shù),2009(29):8 183-8 185.
[4] 韓雙旺.基于Web Service 技術(shù)的考試成績在線查詢系統(tǒng)[J].工業(yè)儀表與自動化裝置,2012(3):45-47.
匹配成功后，可對標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)和隱患排查模塊進(jìn)行部
分操作。
4.2 標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)模塊
根據(jù)類別，標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)分為送電專業(yè)、變電專業(yè)
和配電專業(yè)。每個類別的作業(yè)指導(dǎo)書又可分為四大
類：普通的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書，標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)卡，大
型作業(yè)（需要公司級審批的作業(yè)），復(fù)雜作業(yè)（指導(dǎo)書
由若干個指導(dǎo)卡構(gòu)成）。每一類指導(dǎo)書的內(nèi)部操作基
本相同?，F(xiàn)以配電專業(yè)作業(yè)指導(dǎo)書為例，設(shè)計查詢指
導(dǎo)書和現(xiàn)場監(jiān)控功能。當(dāng)用戶以聯(lián)網(wǎng)模式登陸系統(tǒng)
后，進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)模塊，在顯示的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)默認(rèn)
類別下的所有作業(yè)中，通過查詢條件篩選本次作業(yè)并
進(jìn)行現(xiàn)場作業(yè)；當(dāng)用戶以離網(wǎng)模式登陸系統(tǒng)后，則界
面連接本地數(shù)據(jù)， 通過ListView 顯示本次標(biāo)準(zhǔn)化作
業(yè)，并開始現(xiàn)場作業(yè)。
在現(xiàn)場作業(yè)過程中，按照步驟執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)操
作，同時對每一步操作進(jìn)行現(xiàn)場拍照、電子簽名、保存
時間和地理位置信息。標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)步驟界面如圖8 所
示。
4.3 隱患排查模塊
進(jìn)入“隱患排查”界面后，用戶以聯(lián)網(wǎng)模式登陸系
統(tǒng)，通過“查詢依據(jù)”和“關(guān)鍵字”點擊查詢，即可顯示
相應(yīng)的查詢結(jié)果。添加隱患時，將發(fā)現(xiàn)的隱患現(xiàn)場通
過拍照記錄保存，并上傳至服務(wù)器。若以離網(wǎng)模式登
陸系統(tǒng)，則僅添加隱患，將現(xiàn)場數(shù)據(jù)保存至本地。
5 結(jié)論
在對原有農(nóng)網(wǎng)安全風(fēng)險管理系統(tǒng)進(jìn)行研究、分析
的基礎(chǔ)上，設(shè)計基于Android 平臺的電力安全風(fēng)險現(xiàn)
場監(jiān)控系統(tǒng)， 提高了作業(yè)現(xiàn)場信息的實時性及完整
性，使安全風(fēng)險評估管理在作業(yè)前、作業(yè)中、作業(yè)后各
階段的功能更加完善。用戶可實時查看作業(yè)指導(dǎo)書并
監(jiān)控作業(yè)現(xiàn)場，隨時發(fā)現(xiàn)并記錄隱患，同時通過拍照
直觀地記錄作業(yè)現(xiàn)場情況，為事后作業(yè)評估提供簡單
明了的現(xiàn)場信息。通過電子簽名、時間和GPS 信息確
定作業(yè)責(zé)任人，使作業(yè)責(zé)任人鑒定過程更加公平與公
正。本系統(tǒng)不僅為用戶帶來了無紙化工作的便捷，而
且提高了工作人員工作時的安全性與高效性。
圖8 標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)步驟界面
Figure 8 The interface of standardized job step
34 農(nóng)業(yè)科技與裝備 ２０１3 年 12 月

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