关于海上风力发电场移动端电子作业票系统搭建策略的研究

关于海上风力发电场移动端电子作业票系统搭建策略的研究

戴博千

江苏新能海力海上风力发电有限公司  226499

一、海上风力发电场建设移动端电子作业票系统的必要性

在海上风力发电场进行风机运维工作的过程中，受海上作业点多、面广、人员分散、交通不便等因素影响，使用纸质票会面临以下诸多问题：

1.1编辑工作票

常见的工作票，通常有2种开票模式：

1.1.1使用预先打印好的空白纸质工作票，填写好票面内容后交由工作票签发人和工作许可人逐级审批执行。此种方法因纸质票容易遗失，工作完成后归档和查询困难，在各电厂已普及信息化系统的当下，已基本绝迹。

1.1.2使用电子工作票系统PC端程序编辑工作票，将编辑好的工作票打印出来交由工作票签发人和工作票许可人逐级审批执行，PC端同步推进审批流程。使用此种方法虽解决了纸质票容易遗失和工作完成后归档和查询的问题，但海上运维船基本都是专供近海使用的船舶，船舱内空间狭小，电源插头少，使用电脑非常受限。

1.2工作票票面内容审批签字

受限于海上作业环境中所有作业人员被分割于相隔较远的运维船上的，导致开工前需要工作票签发人和工作许可人审批签字非常不方便，此问题可用使用微信群或钉钉群之类的办公软件群聊功能临时解决，但如果海上同时开展的工作面较多导致群内消息过多，及其容易造成审批错乱。

1.3工作票票面内容修改

受限于海上高盐雾高湿度的环境，风机内无法长期存放打印机和打印纸，工作人员登上风机后如果发现票面内容错误需要修改，需要联系附近运维船抵靠风机后，登上运维船后进行打印，非常麻烦。

1.4工作票安全措施检查

根据《电力工作安全规程》规定：工作票许可人需检查工作现场布置的安全措施是否完善，并在必要时予以补充。受限于工作票许可人人数常常无法满足现场工作面的数量，以及海上各个风机之间的交通不便，远程检查安全措施成为必然。通常是由现场工作负责人通过手机拍摄已布置好的安全措施的照片，并上传至指定微信群，供不在现场的工作许可人检查（不采用更为简便的手机视频连线的方式，是因为现场安全措施布置情况必须留痕，以便后续查验）。此种方式有两个缺点：一是现场多个工作面开始作业时间基本都在同一时间段，进而导致微信群中照片短时间内大量增加，最终导致工作许可人很容易把A号工作票的安全措施照片误认为是B号工作票的；二是微信群的照片有存储时间限制，上传时间较早的照片根本无法查看，失去了留痕查验的作用。

二、海上风力发电场建设期所需搭建的配套设施

国内近海无线广域网的配套设施建设并不完善，船舶离岸10公里后，手机无线通信信号丢失是非常普遍的现象，而移动端电子作业票系统的运作离不开手机无线通信网络的支持，这就需要海上风力发电场的建设单位在设计初期就做好相应的配置。

移动端电子作业票系统的使用环境大致可分为设施内（海上升压站、风机内部）和设施外（风机外部、船舶）。

2.1前期准备

2.1.1宽带

向网络运营商购买互联网专线宽带（专线分为上传速度更高的互联网专线，以及商用/普通专线），上传下载速率依据现场风机和运维期最大作业人数而定，考虑到现场经常出现短时间内大量上传图片的需求，上传速率应适当提高。专线宽带接入陆上开关站后，再转接至通信光缆。

2.1.2通信光缆

通信光缆需从陆上开关站向海上升压站敷设，敷设的通信光缆通常有2种类型：一是敷设海底光电复合缆，优点是可靠性高，缺点是施工难度高，且一旦损坏不易维修；二是敷设海底光缆，优点是施工难度低，维修难度低，缺点是相较于海底光电复合缆，海底光缆自重小，容易产生扰动，更易损坏，可靠性低。

2.2.1设施内

2.2.1.1海上升压站

海上升压站的结构通常为多层，每层被分割为多个房间，材质通常为钢制，对无线设备信号传输的影响较大，因此应在每个房间内布设至少一台无线AP，且无线AP不应密封于墙体内，便于后续检修。

2.2.1.2风机内部

海上风机的机构通常为多层，且每层只有一个房间，在每层布置一台无线AP即可。但海上风机内的防盐雾和防潮措施很难做到完备，因此选择无线AP以及配套的附属设备时，应在大气腐蚀性防护等级（参考JB-T 9535-2013 户内户外防腐电工产品环境技术要求），以及液态和固态微粒防护等级（参考GB/T 4208-2017 外壳防护等级（IP代码））方面有相应的要求。

2.2.2设施外

为保障在设施外的无线互联网使用，应在海上升压站顶部安装GSM基站，覆盖范围需包含整个风场。此设备可在向网络运营商购买互联网专线宽带，要求对方一并提供。

2.2.3备件

因无线互联网是整个风场运维作业中不可或缺的一环，且海上交通物资运输不便，所以徐在海上升压站或陆上开关站预留一定数量的备件（包括不限于：路由器、无线AP、通信电缆和常用工具），以便在现场出现通信故障进行及时的处理。

三、移动端电子作业票系统的建设要点

3.1 PC端

3.1.1作业单据

日常运维作业中产生的作业，按照产生来源，大致可分为突发缺陷和预防性维护，映射到作业票系统中，即是缺陷/故障单模块和工作任务单模块。有时为了便于作业任务信息的数据统一管理，会设定缺陷/故障单无法直接生成作业票，而是必须由缺陷/故障单生成工作任务单，再经由工作任务单生成作业票。因为单个工作任务单的作业内容不一定能在一张作业票的许可作业时间范围内完成，所以为应对这种情况，缺陷/故障单和工作任务单应设定为允许生成多张作业票。

3.1.2作业票

作业票按照用途通常可分为3类：工作票、操作票、特种作业票。

3.1.2.1工作票

工作票按照应用场景不同，大致可分为3种：电气第一种工作票、电气第二种工作票、风机检修票。这3种工作票从系统设计的角度来看差异并不是很大，系统搭建时可以在同一套模版上进行改动，可大幅减少程序开发量。

3.1.2.2操作票

从系统设计上来讲，操作票的搭建难度是最小的，但系统搭建的过程，要注意与电气第一种工作票联动功能（如：拆除接电线以及拉开接地闸刀的数量和时间）的搭建。

3.1.2.3特种作业票

特种作业票按照应用场景不同，大致可分为2种：动火票、有限空间作业票。要留意的是有限空间作业票包含大量的子表。

3.1.2.4共性

3.1.2.4.1因很多新建风场缺少运维经验，且现场作业情况多变，所以电子作业票系统在搭建时，要尤为注意需采用模块化程序进行设计，便于后期根据现场使用情况的反馈对各个票面内容进行调整。

3.1.2.4.2各类作业票基本都包含要点：票面要素（如时间、签名等）、节点、节点处理人，每个节点处理人在相应节点可查看或编辑的票面要素都是不同的，随着现场作业需求的不断变化，票面要素以及可查看或编辑的节点也是在不断地变动中，因涉及细节众多，所以这也是电子作业票系统设计和运维过程中最容易出问题的地方，系统搭建过程需非常仔细地理顺相关细节。

3.1.2.4.3为了便于检查和存档，系统仍需具备打印纸质票的能力，  通常输出3种文件格式：Word、excel、pdf，需要注意的是，要选取合适的格式转换程序，以避免各种排版错误。

3.1.2.4.X因智慧风场系统的建设是行业趋势所在，而作业票又是发电企业最核心的要点之一，亦是智慧风电系统不可或缺的组成部分之一，这就要求电子作业票系统在搭建初期，就要考虑到与第三方系统的对接能力，为后续接入智慧风场系统做好前期准备。

3.2 移动端

3.2.1 考虑到海上风电场作业区域广阔的特点，电子作业票系统无法依赖内部局域网进行运转，使用互联网是唯一的解决方案。而在国内，APP接入互联网需要一些合法合规的资质，这里列出了一些当下可行的路径：

3.2.1.1 Android平台端

无论何种路径，都需先向风场互联网运营商购买固定IP地址，

3.2.1.1.1为电子作业票系统，向工业和信息化部申请ICP备案；

3.2.1.1.2 在风场出口网关下游，配置主流VPN，系统服务器通过VPN接入互联网，此方法无需申请ICP备案。

3.2.1.2 IOS平台端

3.2.1.2.1为电子作业票系统，向工业和信息化部申请ICP备案，再向苹果公司申请APP企业证书，之后便可在苹果商店上架APP；

3.2.1.2.2向苹果公司提交“Apple Developer Enterprise Program”申请，此方法无需申请ICP备案，但也无法在苹果商店上架APP，需另行配置APP下载途径（如：NAS、第三方APP下载服务网站等）。

注意：因国家各项信息化监管制度亦在不断推陈出新中，3.2.1中各项内容需与当下实际法律法规相结合。

3.2.2共性需求

3.2.2.1为保证APP端PC端在使用上的无缝衔接，在系统建设初期就需仔细规划APP与PC端的各项联动功能，避免系统建设后期大规模返工。

3.2.2.1为了保障电子作业票各个审批节点的有效性和可追溯性，必须开发完善的电子签名模块，包括不限于单人签名、多人签名、打印文件界面展示等功能。

3.2.2.2因海上风电运维作业地点分散，加之交通不便，工作票审核人员无法参照陆上风电的工作模式，亲至每个工作地点进行实地审核，所以电子作业票系统APP必须具备内置拍摄多个照片或视频，并上传至作业票页面中供其它用户查看的能力。另外，考虑到海上复杂的作业环境，运营商网络信号不好乃至中断的现象时有发生，加之风机内无线热点设备故障后无法像陆上一样及时进行检修，所以APP的内置图片或视频上传模块，应具备断点续传功能，以及上传成功后后台服务器向APP端发送上传成功提示的功能。

3.2.2.3各作业票票面要素数量多寡不一，但亦同样如3.2.2.2一样受网络信号质量的影响，会出现诸如：填报信息较多有个别信息遗漏，信息填报保存后但APP并未将其上传至后台等，诸多容易引起前端用户与后端运维人员起争执的情况。为避免此类情况，应在每个节点设置“强制填报完相印票面要素后方可提交至下一节点”的校验机制。

四、系统所需硬件

根据系统预期使用用户的数量调整系统硬件的配置和数量，但应至少配置路由器、应用服务器、数据库服务器、备份/测试服务器各1台。考虑到系统建成后大量读写的需要，应为数据库服务器配置固态硬盘而非机械硬盘。