針對供電所電能表周轉(zhuǎn)柜承載量小、管理零散的問題，對基層電廠的計量周轉(zhuǎn)柜進(jìn)行了改造設(shè)計。該研究基于自助性、實用性、柔性可擴(kuò)展性和智慧倉儲管理性的設(shè)計原則，設(shè)計出兼容性和擴(kuò)容性俱佳的新型智能計量周轉(zhuǎn)柜，大大提高了智能電能表的周轉(zhuǎn)效率。基于新型的智能周轉(zhuǎn)柜，該研究還設(shè)計出新型的智能周轉(zhuǎn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過對接基層電網(wǎng)內(nèi)部系統(tǒng)，實現(xiàn)智能電能表的查詢、跟蹤或者溯源，提高了電能表的智能化管理程度。通過試運(yùn)行，與常規(guī)智能計量周轉(zhuǎn)柜相比，該研究使電能計量的整體工作效率提高 200% 以上。

　　關(guān)鍵詞 智慧倉儲; 周轉(zhuǎn)柜; 計量器具; 智能周轉(zhuǎn)系統(tǒng); 智能化管理

　　隨著國家大力推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)，大規(guī)模安裝應(yīng)用智能電能表，對智能電能表的存儲效率提出了更高的要求。目前一些基層供電所智能電能表的存儲方式都是統(tǒng)一存放在庫房中，存在庫房數(shù)量多、分布散、庫存量不大等問題，再加上條件有限，表計儲存設(shè)施差，資產(chǎn)管理人員為防止表計丟失，只能將零散備表放在庫房中，配電搶修人員領(lǐng)取表計還需通過資產(chǎn)管理人員，嚴(yán)重影響了應(yīng)急搶修的效率[1]。

　　為了解決以上問題，針對相關(guān)問題做了研究，文獻(xiàn)[2]公開了一種新型電能表智能周轉(zhuǎn)柜，該文獻(xiàn)在信息化程度方面做了很大改進(jìn)，并未提及對電能表的承載容量。文獻(xiàn)[3]提及一種基于 C++ 的計量周轉(zhuǎn)管理系統(tǒng)，雖然能夠?qū)χ悄茈娔鼙斫y(tǒng)一進(jìn)行監(jiān)控和實時分析，仍舊無法提高電能表的承載容量。基于以上內(nèi)容，本研究設(shè)計了一個智能電表的周轉(zhuǎn)柜來存放智能電表，實現(xiàn)智能計量儀器的智能化管理，為新時代下的電力應(yīng)急搶修提供支持。

　　1 智能周轉(zhuǎn)柜的設(shè)計

　　針對上述技術(shù)不足，本研究依靠智慧倉儲體系，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計出了新型的智能計量周轉(zhuǎn)柜，提升供電所等基層班組的計量器具倉儲管理水平，提高有關(guān)部門的應(yīng)急搶修、零散用表實際工作效率。

　　1. 1 智能周轉(zhuǎn)柜的設(shè)計原則

　　本研究參考了《Q/GDW 11280—2014 計量周轉(zhuǎn)柜技術(shù)規(guī)范》和其他企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，按照以下技術(shù)原則進(jìn)行設(shè)計。①自主性: 智能化時代的到來意味著人與人之間的交流會變得越來越少，周轉(zhuǎn)柜參考快遞柜的工作模式，通過條碼和人臉識別技術(shù)來實現(xiàn)無人看守，并通過 24h 不間斷工作提供應(yīng)急搶修。②實用性: 根據(jù)業(yè)務(wù)需求，按照簡潔、高效、經(jīng)濟(jì)、實用的原則對周轉(zhuǎn)管理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，達(dá)到信息流暢運(yùn)行，不僅要考慮前期投入，還有考慮后期運(yùn)行費(fèi)用[4]。

　　③柔性可擴(kuò)展性: 能夠針對需要考慮人機(jī)結(jié)合的柔性，最大程度的簡化系統(tǒng)操作，實現(xiàn)人機(jī)快速融合。④智慧倉儲管理性: 除了儲電能計量器具最基本的功能外，還要能夠接收并存儲從省級計量中心運(yùn)達(dá)的計量器具，同時能夠向基層供電所配送計量器具，全自動設(shè)計，無需人工干預(yù)，實現(xiàn)資產(chǎn)管理與配送的全智能化[5]。

　　1. 2 智能周轉(zhuǎn)柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　本研究首先對智能周轉(zhuǎn)柜的本體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。在結(jié)構(gòu)上，周轉(zhuǎn)柜主要包括柜體、存儲區(qū)、操作區(qū)。存儲區(qū)可以存放三種不同類型的智能電能表，最大限度滿足人們的日常需求;操作區(qū)為觸摸屏，取表和存表之前首先要進(jìn)行身份確認(rèn)，通過指紋識別或者人像識別完成身份確認(rèn)，可以在觸摸屏上選擇需要的計量器具，柜門會自動打開，從而實現(xiàn)無人值守。柜體采用微儲式結(jié)構(gòu)，由支撐框架、底座、面板、門、電磁鎖、儲位層板等部件組成，各主要部件采用模塊化設(shè)計，可拆卸并模塊式拼裝，在滿足承重及支撐要求下宜選用輕型材質(zhì)，便于產(chǎn)品運(yùn)輸及安裝。

　　金屬的外殼及正常工作中可能被接觸的金屬部分，應(yīng)連接到獨(dú)立的保護(hù)接地端子上，接地端子應(yīng)有清楚的接地符號，接地端子的截面積應(yīng)不小于6mm2，使用過程中可能直接觸及的各組件模塊，應(yīng)有可靠的電源隔離措施。通過上述結(jié)構(gòu)設(shè)計，本研究能夠解決存放電表單一，空間利用率不大的問題，根據(jù)電表的種類和數(shù)量，設(shè)計了大小不同的柜體來滿足不同電表的需求。

　　成套周轉(zhuǎn)柜主要由主控柜和若干單相表存儲柜、三相表( 終端) 存儲柜、互感器存儲柜和周轉(zhuǎn)箱存儲柜等副柜組成。其中主控柜主要由人臉識別模塊、條碼識別模塊、指紋識別模塊、觸摸屏、工控機(jī)等組成。主要實現(xiàn)相應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯功能，并與營銷系統(tǒng)、計量生產(chǎn)管理平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)交互與對接，是整個計量周轉(zhuǎn)柜的中央處理中心。柜體鋼板厚度不小于 1. 2mm，層托鋼板厚度不小于 1. 5mm。

　　副柜可定置化存儲單相電表、三相電表、計量自動化終端、低壓電流互感器、空氣開關(guān)及通信模塊等設(shè)備。其中對成套轉(zhuǎn)柜的設(shè)備存儲數(shù)量要求是: 成套周轉(zhuǎn)柜可同時存放單相表不少于80 只，三相電表或終端不少于40 只，低壓電流互感器不少于 105 只。在具體應(yīng)用時，成套周轉(zhuǎn)柜尺寸不大于 W3650* D560* H1740mm，主機(jī)及各副柜的設(shè)計與布局要符合方便存取、盤點等人機(jī)工效的要求。

　　1. 3 智能周轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)計

　　智能周轉(zhuǎn)管理系統(tǒng)對接計量管理系統(tǒng)和基層電網(wǎng)內(nèi)部系統(tǒng)，實現(xiàn)電表的去向可查。系統(tǒng)主要通過主控模塊來控制其他的模塊實現(xiàn)智能化，主要模塊有報警、信息采集等。周轉(zhuǎn)管理系統(tǒng)與營銷系統(tǒng)互聯(lián)，實現(xiàn)表計全生命周期管理，達(dá)到計量器具的可控，進(jìn)一步提高表計智能化管理水平[6]。

　　在上述架構(gòu)設(shè)計中，電能表智能周轉(zhuǎn)柜及管理系統(tǒng)集成了電能表的智能化安全存取、數(shù)字化的資產(chǎn)信息管理、無紙化的工作流等功能模塊，并通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通訊技術(shù)、自動化技術(shù)，實現(xiàn)了系統(tǒng)化的管理體系。系統(tǒng)以電能表智能周轉(zhuǎn)柜為終端單元，通過網(wǎng)絡(luò)與營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)及計量生產(chǎn)調(diào)度平臺進(jìn)行無縫銜接，組成網(wǎng)絡(luò)化、多層次的電能表資產(chǎn)信息的安全管理，為基層供電所零散及搶修用表的存儲、領(lǐng)用提貨標(biāo)準(zhǔn)化的過程管控管理[7]。

　　在系統(tǒng)管理中，采用有線專網(wǎng)方式接入基層電網(wǎng)中的計量管理系統(tǒng)。在入庫時，計量裝置從上級庫房通過業(yè)務(wù)流程配送到周轉(zhuǎn)柜的操作。支持掃描工單條碼、輸入工單號、簽收待辦工單等方式配送入庫。在出庫時，裝表出庫、預(yù)領(lǐng)出庫、返回配送出庫三種出庫模式。在上述管理系統(tǒng)中，設(shè)備可以放在供電所營業(yè)廳內(nèi)，無人值守，只要有權(quán)限的操作員，均可隨時方便取表。無需專人管理出入庫，對節(jié)假日、深夜搶修能夠應(yīng)急取表，做到 7* 24 小時在線運(yùn)行，不間斷工作[8]。

　　在上述系統(tǒng)設(shè)計中，報警模塊通過蜂鳴器實現(xiàn)[9]，主要負(fù)責(zé)工作人員長時間未歸還和一些特殊的情況; 根據(jù)傳感器的信號，主控模塊發(fā)出相應(yīng)的命令到傳動模塊實現(xiàn)電表的傳送和活動隔板的移動; 電表屬于高精度的計量儀器，保持合理的溫度和濕度是必要的，通過傳感器檢測柜內(nèi)的溫度濕度并由溫濕度控制模塊調(diào)節(jié)[10]; 用戶和工作人員可以選擇何種采集方式，分為攝像頭采集人像和條碼掃描器; 用戶選擇好需要的商品后，主控模塊接收到信號后向支付模塊發(fā)出指令，用戶可以選擇現(xiàn)金支付和移動支付。

　　另外，該智能周轉(zhuǎn)柜還配備了后備電源[11]和密碼鎖，后備電源為了防止突然斷電等緊急情況下不能使用，后備電源通常為 UPS 后備電源，保證系統(tǒng)運(yùn)行外部環(huán)境。密碼鎖的設(shè)計是為了保證周轉(zhuǎn)柜的安全性[12]。

　　周轉(zhuǎn)柜軟件功能標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)需要實現(xiàn)各地市局周裝柜的統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化，主要包含四個組成部分: 用于支撐日常基礎(chǔ)操作的基礎(chǔ)功能、用于實現(xiàn)核心管理業(yè)務(wù)的應(yīng)用功能、用于周轉(zhuǎn)柜設(shè)備本身狀態(tài)監(jiān)控的監(jiān)控功能以及用于對上連接計量服務(wù)總線、對下連接周轉(zhuǎn)柜 MCU 單元之間接口的系統(tǒng)接口。具體體現(xiàn)為：

　　①基礎(chǔ)功能，是用以支撐周轉(zhuǎn)柜應(yīng)用功能及監(jiān)控功能的基礎(chǔ)條件，主要包括系統(tǒng)設(shè)置、身份認(rèn)證、儲位管理、智能引導(dǎo)、程序升級、系統(tǒng)接口六大功能。

　　②應(yīng)用功能，是周轉(zhuǎn)柜管理軟件的核心功能，實現(xiàn)對電能計量設(shè)備的出入庫管理、庫存盤點、超期告警及運(yùn)維管理等。③監(jiān)控功能，是對柜體本身狀態(tài)的全面監(jiān)控，包括周轉(zhuǎn)柜總覽、庫存狀態(tài)、儲位狀態(tài)、柜門開關(guān)、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、停電記錄等功能。④系統(tǒng)接口，對周轉(zhuǎn)柜管理軟件與外部系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，主要包括與計量服務(wù)總線間的接口，與周轉(zhuǎn)柜硬件層單片機(jī)/微控制單元( Microcontroller Unit: MCU) 間的接口。

　　2 智能周轉(zhuǎn)快速搶修實施方案

　　當(dāng)基層供電所接到求救信息后，工作人員不必再去向資產(chǎn)管理人員報備[13]，可以直接從周轉(zhuǎn)柜取出自己需要的工具，節(jié)省了寶貴時間，并與基層電廠計量管理系統(tǒng)進(jìn)行對接，避免偷拿、誤拿、不及時歸還和無人承認(rèn)等現(xiàn)象。

　　在實施該功能時，工作人員接到搶修任務(wù)后，從智能周轉(zhuǎn)柜的觸摸屏選擇自己需要的工具，主控模塊接收到信息后向信息采集模塊發(fā)出指令，4 快速搶修實施方案示意圖工作人員可以選擇頭像采集和輸入賬號密碼確認(rèn)身份，身份確認(rèn)完畢后，主控模塊向傳送模塊發(fā)出指令并向基層電網(wǎng)管理系統(tǒng)報備[14]，工作人員即可在取物口取出自己選擇的工具。若長時間未歸還，主控模塊會向 SG186 國家電廠管理系統(tǒng)和基層電廠管理系統(tǒng)反饋[15]，基層電廠則會提醒工作人員及時歸還。

　　3 應(yīng)用效果分析

　　本研究在試驗時，通過將本研究設(shè)計的周轉(zhuǎn)柜與常規(guī)技術(shù)中的周轉(zhuǎn)柜在電能表周轉(zhuǎn)效率上進(jìn)行對比，并應(yīng)用本研究的周轉(zhuǎn)管理系統(tǒng)和常規(guī)周轉(zhuǎn)管理系統(tǒng)對智能電能表的管理量上進(jìn)行對比分析。假設(shè)在某電力公司進(jìn)行試運(yùn)行，其中控制系統(tǒng)為基于 android4. 4 及以上版本，處理 器 內(nèi) 存8G，存儲 32G。隨著測量時間的延長，傳統(tǒng)技術(shù)中周轉(zhuǎn)方法的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率逐漸提高，當(dāng)試運(yùn)行 10 個月時，傳統(tǒng)周轉(zhuǎn)方法的周轉(zhuǎn)效率僅僅達(dá)到 70% 。

　　本研究設(shè)計的周轉(zhuǎn)箱在第一個月的周轉(zhuǎn)效率就達(dá)到了 90% ，在持續(xù)運(yùn)行 10個月后，逐步超過了 90% ，本研究方法周轉(zhuǎn)效率明顯大于傳統(tǒng)技術(shù)周轉(zhuǎn)箱的周轉(zhuǎn)效率。下面對本研究方法周轉(zhuǎn)箱運(yùn)行的系統(tǒng)與傳統(tǒng)周轉(zhuǎn)箱運(yùn)行的系統(tǒng)在耗時方面進(jìn)行對比，以比較周轉(zhuǎn)管理系統(tǒng)的運(yùn)行效率。假設(shè)在周轉(zhuǎn)管理系統(tǒng)耗時方面進(jìn)行對比分析，分別對 1000 只智能電能表從入庫、掃描清單、數(shù)據(jù)集讀取、數(shù)據(jù)管理以及出庫等一系列過程中，觀測兩種不同系統(tǒng)的用時分析。

　　隨著電能表數(shù)量的增多，傳統(tǒng)周轉(zhuǎn)管理系統(tǒng)的耗時也在逐步增多，本研究的方法在整個過程中，耗時約為傳統(tǒng)周轉(zhuǎn)管理系統(tǒng)的一半，由此可知，本研究方法在進(jìn)行智能電能表管理時，效率較高。綜上所述，本文研究的智能周轉(zhuǎn)柜以及由本研究的周轉(zhuǎn)柜構(gòu)成的管理系統(tǒng)控制效果較好，具有較高的操作可行性，大大提高了電能表的管理效率。

　　4 結(jié)束語

　　本研究結(jié)合當(dāng)前技術(shù)的不足，設(shè)計出新型的周轉(zhuǎn)柜本體，并利用本周轉(zhuǎn)柜本體構(gòu)建出智能化周轉(zhuǎn)管理系統(tǒng)，提高了智能電能表的管理化程度。本研究通過系統(tǒng)化設(shè)計，得出了以下幾點結(jié)論:①對比不同周轉(zhuǎn)柜，利用可擴(kuò)展性、柔性設(shè)計理念，調(diào)整了智能電能表的管理方法，提高了智能電能表的管理效率[16]。②采用智能化、智慧倉儲管理系統(tǒng)，計算智能電能表從入庫到出庫等一系列數(shù)據(jù)管理，完善了智能電能表全生命周期管理。③通過與上層計量管理系統(tǒng)無縫對接，實現(xiàn)基層數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳遞、遠(yuǎn)程管理，提高了智能電能表的智能化管理水平。通過系統(tǒng)運(yùn)行，有效地解決了基層電表的管理不規(guī)范和電表存放雜亂等問題，取得了良好的應(yīng)用效果，具有廣闊的的應(yīng)用前景。

　　參 考 文 獻(xiàn)：

　　[1]劉莉. 智能電能表技術(shù)及其運(yùn)行管理方案的研究[D]. 保定: 華北電力大學(xué)，2015.

　　[2]王兆軍，矯真，郭紅霞，等. 一種新型電能表智能周轉(zhuǎn)柜的設(shè)計與應(yīng)用[J]. 山東電力技術(shù)，2015，42( 9) : 52- 55.

　　[3]田瑞，竇圣霞，劉朋遠(yuǎn)，等. 基于 C + + 的計量周轉(zhuǎn)管理系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用[J]. 寧夏電力，2018( 5) : 57 - 60.

　　[4]陳惠玉，劉應(yīng). 淺談智能化庫房在電能計量資產(chǎn)管理中的應(yīng)用[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016( 35) : 218.

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　　[6]余小軍. 智能倉儲系統(tǒng)在電力行業(yè)的應(yīng)用[D]. 北京:北京郵電大學(xué)，2014.

　　作者：劉海斌