方濤①② FANG Tao；龐南生① PANG Nan-sheng
（①華北電力大學， 北京 102200；②國網河南電力公司洛陽供電公司，洛陽 471023）
摘要： 對於供電企業而言，電力資產事關其整體的核心競爭力，一套高效精準的電力資產管理系統可以有效提升電力企業的核心競爭力。鑒於此，為進一步提升電力資產電子化標籤管理效率，本文採用了RFID核心技術，並從多個工作流程和角度對其進行了創新和改進，實現了對電力資產「采、建、運、退、廢」這五個基本環節的嚴格而又創新的管理，從而保持了電力資產構成中「賬、卡、物」等數據的一致性，有效提升了供電企業電力資產的壽命和管理效率。
關鍵詞 ： 電力資產；RFID；電子化標籤；管理
中圖分類號：TP391.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）26-0060-03
作者簡介：方濤（1977-），男，河南洛陽人，本科，高級工程師，研究方向為工業工程。
1 研究背景及意義
近幾年來，我國國家電網公司改革在不斷深化發展之中，其以「一強三優」作為現代電力企業的發展目標，以「三抓一創」作為基本的改革思路，通過藉助制度建設、基礎管理以及創新發展等手段來完善電力企業固定資產的管理制度。在改革發展過程中，電力企業管理者面臨著許多困難，如固定資產總量較大、價值高、地點分散等，如何解決這些難題則成為了重中之重。
面對這些難題帶來的挑戰，RFID（Radio Frequency Identification）射頻識別技術應用而生，它有效解決電力資產管理過程中遇到的一系列難題，從而提高了電力企業電力資產的科學管理效率。首先，藉助RFID標籤的核發為電力資產制定了統一有效的識別身份，用來規範日常電力資產的運行、管理流程；然後在倉儲採購的基礎之上藉助RFID實現對日常業務及流程的精細化管理，從而建立起一整套完善、清晰的電子資產管理制度。
在電子化標籤管理的搭建過程中，規範電力資產日常運行是基礎，輔助部門監督是核心，實現電力資產「儲、建、運、退、廢」五環節的嚴格管控是最終目標。這樣有利於提高電力資產的管理效率，並能有效提高電力資產的壽命，對電力企業的發展大有好處。
2 RFID技術特點分析
作為上世紀九十年代新興的一種自動識別技術，RFID技術是一項非接觸式的識別技術，是利用射頻的方式來實現通信，它能夠快速識別目標對象並獲取精準的數據，具有較強的抗干擾能力，數據讀取也極為精準，因此被廣泛應用在電力資產電子化標籤管理過程中。
除上述優點之外，在實際的電力資產管理過程中，RFID技術還可以藉助與各種具體應用的融合來最大限度地發揮其技術特長，其也因此而呈現出一些更為複雜、具體、高科技的技術特點：
2.1 非接觸性數據讀取
傳統的電力資產管理方式為條碼管理或是手工管理方式，其需要在比較近的距離範圍內才可獲得相關的數據，局限性比較大。而目前所應用的RFID技術是一種超高頻技術，無需近距離操作，在一米以外就可以進行數據的讀取。
2.2 批量讀取
RFID技術的最關鍵之處便在於其能夠讀取批量數據，這比起傳統的單個數據的讀取已經是一個非常大的進步，同時還能夠確保數據讀取的準確性，這樣節省了大量時間，大大提高了管理工作效率。
2.3 數據存儲
RFID晶片是整個技術中最為核心的構成部分，其具有大容量的存儲功能，能夠將相關數據信息進行及時準確地存儲。同時，該數據存儲功能還支持數據離線查詢、資產運行管理、操作步驟的記錄等輔助功能。
2.4 安全機制
對於電力資產管理而言，信息安全占有著十分重要的地位，其對技術開發提出了較高的要求。無論是在底層原理、硬體設置、軟體開發還是軟體應用方面，RFID技術都為其制定了一整套切實可行的安全機制，從而為數據信息安全提供了多方面的保障。
總之，本部分從不同的角度對電力資產管理以及技術進行了深入的分析論述，同時結合RFID技術創新設計出了一整套科學、完整、合理、安全、高校、精準的信息管理系統。通過藉助核發RFID標籤，有關電力資產的各種孤立的數據以及設備實體都被統一到了一體，從而為電力資產的日常有效管理提供了更為便捷化的手段。
3 系統設計與功能實現
電力資產關係到多個業務部門以及外系統，因此在對電力資產管理系統進行設計的過程中要充分考慮到用戶的需求、嚴格把控管理設計流程，並且要重點構建系統的軟體、硬體以及數據框架。在對具體的電子化標籤管理系統的設計過程中，要綜合外圍的數據接入、數據存儲、數據開發、數據存儲等方面的內容，從軟體建設與硬體架構兩個發麵來優化設計。
3.1 外圍系統數據接入
在接入外圍系統數據的時候，可以採用「非侵入式系統接入」方案，其最大限度地融合了現有數據資源，不會對已經形成的數據產生太大的影響，同時也避免了數據的重複，從而確保了數據的完整性、一致性，有效緩解了電力資產管理中的「信息孤島」現象帶來的弊端。此外，為確保系統數據的及時、準確、有效，接入數據的同時還要對數據進行校驗。面對如此繁瑣的外圍系統數據，此時便可運用人工只能技術，這樣不僅實現了 「多因子智能校驗算法」的創新應用，而且還確保了數據的準確以及校驗效率。
多因子智能校驗算法以K-均值算法為基礎，採用兩級聚類並引入偏轉因子，來優化檢驗路徑的選取。
K-均值算法選取兩個校驗元素，每個元素包含n個校驗因子。
X={x1，x2，…，xn} Y={y1，y2，…，yn}
算法中採用標量型聚類因子，因此聚類採用歐幾里德距離確定元素的相異度。
樣本S中對既定中心Ki，聚合簇的中心離散度
針對校驗數據特點及自學習智能校驗功能的自身設計，算法中引入4個聚類因子與3個偏轉因子共兩類校驗元素。聚類因子是兩次聚類過程的重要指標參數，偏轉因子只對第二次聚類過程中，對欄位屬性聚類簇，影響處理算法決策樹取向。
聚類因子範式：F={f1，f2，f3，f4}。（聚類因子採用標量標識）
分別代表：
f1：更新因子；f2:校驗因子；f3：干預因子；f4：權重因子。
聚類疊代過程：
①從給定樣本中抽取三個具有某類疊代因子均值特徵的樣本點作為中心。
②對其它樣本元素分別計算到三個中心的歐氏距離，比較相異度並劃分到低相異度的簇中。
③計算三個聚類簇的中心。
④疊代步驟2與步驟3，直到中心距離不在收斂。
3.2 系統數據存儲模型
不同外圍業務系統中的數據模型也是不同的，各個數據模型之間存有一定的差異，為了儘可能減小這些差異以確保數據模型的平穩，電力企業系統數據存儲模型在謹遵國家電網公司規章制度和基礎數據的基礎之上，構建了「雙路多數據源統一標準數據架構」模型，如圖1所示。
「雙路」是指雙重ETL（Extract，Transform，load ）抽取、轉換、裝載的方法。平台使用ORM（Object Relationship Mapping）對象關係影射與WebService調用兩種方式完成外圍系統的數據獲取；「多數據源」是指在大型應用中對數據進行切分，然後採用多個資料庫實例進行管理，這樣就能夠有效提升系統的水平伸縮性，其主要涉及到PMS設備信息數據源以及erp設備財務信息數據源；「統一標準數據」是將過電網統一規範準則與實踐中的業務模型相互結合之後而生成的一種特殊的系統模式。
3.3 系統開發技術
數據管理與數據決策支持是電力資產管理系統中最主要的兩大功能。同時，該系統的目標使用群體多種多樣，在業務需求上也不盡相同，無形中為系統功能增加了許多不確定性，也加大了該系統的開發難度。為有效解決了這一難題，本文在基於SOA設計理念的基礎上對系統進行了架構（如圖2 所示）。
基於SOA的設計理念：作為一個組件模型，SOA（service-oriented architecture）根據不同的應用程式提供不同的服務，而後在服務結構和規約的輔助服務之下為系統提供所需的特殊功能。SOA是一個獨立的體系結構，具有自己獨立的硬體平台、程式語言以及系統作業系統，能確保該服務交互作用的實現。
面向組件的系統結構：作為以組件技術設計為基礎的系統，面向組件的系統結構能夠對整個系統的功能進行工作結構上的分解，這樣就實現了對子業務功能在統一調用接口上的封裝，降低了電力資產的複雜性，保證了系統的靈活運用，實現了系統的隨需應變。
3.4 數據採集方式
RFID技術在電力資產中占據的重要的地位，其是設備認證的唯一標識，同時也能夠確保各方面實時動態數據的統一。那麼，如何才能夠將RFID技術有效地運用到管理應用系統中，以充分發揮RFID技術的優勢，則成了當今亟需解決的問題。雖然，目前市場上存在有不少的中間件產品軟體，並且能夠為RFID技術的正常運行提供一定的支持，但不可否認其在某些方面仍然存有一定的不足。下面，我們將對RFID技術進行劃分：
①無論是應用環境還是應用設備都呈現出一定的複雜性。
②數據的批量讀取與數據信息的定點讀取共存於其中。
③ZigBee無線網絡接入技術。
將ZigBee無線網絡技術融入到RFID系統的開發應用過程中，有效解決了數據在高速讀取過程中產生的一系列難題。具體而言，RFID中間件融合了多種數據算法和技術手段，如數據緩存、數據封裝、數據校驗等（如圖3所示）。
RFID融合中間件和以下幾項核心技術有著密切聯繫：
3.4.1 ZigBee通信技術
圖4所呈現出的是目前電力企業經常採用的幾種通信手段，作為一種雙向應答模式，中間件的ZigBee能有效應對突發的不穩定狀況，從而能夠確保數據傳輸的及時性和準確性。
通過對圖4的研究分析我們可以得出以下結論：ZigBee網絡中心節點會發送出一定的數據，當數據發送完畢之後會對RFID中間件的數據進行接受監聽，當接受到回饋信息之後，之前在ZigBeeTag表中已經得到確認的標籤信息會被及時清空；鑒於某種原因有時候一些數據信息不會得到及時的確認，此時ZigBee中心節點會對數據信息進行重新發送，直到得到確認之後原有的標籤信息才會清空。
3.4.2 數據緩存技術
在系統運行中，數據的讀取是一個極為高速的過程，這也就對數據的處理能力提出了較為高的要求，尤其是系統中的數據過濾問題以及數據歸併問題一直以來都對RFID中間件性能的開展起著一定的制約作用。本論文所要論述的系統中的RFID技術實現了與中間件的融合，我們在綜合大量文獻資料以及實踐研究之後，發現了最優解決路徑，然後對傳統的、不完善的數據緩存技術進行了局部改良，避免了常規數據緩存中的複雜算法，從而大大提升了效能，如圖5所示。
4 結束語
綜上所述，本文對電力資產管理中的核心技術進行了一定程度上的改良和創新，形成了一整套完整的RFID技術，成功運用到了電力資產管理系統中，並成為了電力企業固定資產的唯一認證標識，其對電力資產的五個管理環節都實施了嚴格的監控、調整，從而實現了動態數據的一致性，大大提高了電力資產周期管理壽命。
參考文獻：
[1]郭勝，許平，王穎.中間件技術的研究[J].計算機科學，2004，31（2）．
[2]陳嬋穎.緩存技術在移動資料庫中的應用研究[J].計算機工程與設計，2006，27（9）.
[3]潭民，劉禹，曾雋芳.RFID技術系統工程及應用指南[M].北京：電子工業出版社，2007.
[4]寧煥生，王炳輝.RFID重大工程與國家物聯網[M].北京：機械工業出版社，2009.
[5]趙艮華.基於混沌理論RFID系統保密性研究[D].湖南大學碩士論文，2011.
[6]馬亨冰，葉東毅.軟體平台與中間件技術[M].廈門：廈門大學出版社，2004-08.
[7]陳波.基於RFID圖書管理系統開發與應用[D].華南理工大學，2012.
（①華北電力大學， 北京 102200；②國網河南電力公司洛陽供電公司，洛陽 471023）
摘要： 對於供電企業而言，電力資產事關其整體的核心競爭力，一套高效精準的電力資產管理系統可以有效提升電力企業的核心競爭力。鑒於此，為進一步提升電力資產電子化標籤管理效率，本文採用了RFID核心技術，並從多個工作流程和角度對其進行了創新和改進，實現了對電力資產「采、建、運、退、廢」這五個基本環節的嚴格而又創新的管理，從而保持了電力資產構成中「賬、卡、物」等數據的一致性，有效提升了供電企業電力資產的壽命和管理效率。
關鍵詞 ： 電力資產；RFID；電子化標籤；管理
中圖分類號：TP391.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）26-0060-03
作者簡介：方濤（1977-），男，河南洛陽人，本科，高級工程師，研究方向為工業工程。
1 研究背景及意義
近幾年來，我國國家電網公司改革在不斷深化發展之中，其以「一強三優」作為現代電力企業的發展目標，以「三抓一創」作為基本的改革思路，通過藉助制度建設、基礎管理以及創新發展等手段來完善電力企業固定資產的管理制度。在改革發展過程中，電力企業管理者面臨著許多困難，如固定資產總量較大、價值高、地點分散等，如何解決這些難題則成為了重中之重。
面對這些難題帶來的挑戰，RFID（Radio Frequency Identification）射頻識別技術應用而生，它有效解決電力資產管理過程中遇到的一系列難題，從而提高了電力企業電力資產的科學管理效率。首先，藉助RFID標籤的核發為電力資產制定了統一有效的識別身份，用來規範日常電力資產的運行、管理流程；然後在倉儲採購的基礎之上藉助RFID實現對日常業務及流程的精細化管理，從而建立起一整套完善、清晰的電子資產管理制度。
在電子化標籤管理的搭建過程中，規範電力資產日常運行是基礎，輔助部門監督是核心，實現電力資產「儲、建、運、退、廢」五環節的嚴格管控是最終目標。這樣有利於提高電力資產的管理效率，並能有效提高電力資產的壽命，對電力企業的發展大有好處。
2 RFID技術特點分析
作為上世紀九十年代新興的一種自動識別技術，RFID技術是一項非接觸式的識別技術，是利用射頻的方式來實現通信，它能夠快速識別目標對象並獲取精準的數據，具有較強的抗干擾能力，數據讀取也極為精準，因此被廣泛應用在電力資產電子化標籤管理過程中。
除上述優點之外，在實際的電力資產管理過程中，RFID技術還可以藉助與各種具體應用的融合來最大限度地發揮其技術特長，其也因此而呈現出一些更為複雜、具體、高科技的技術特點：
2.1 非接觸性數據讀取
傳統的電力資產管理方式為條碼管理或是手工管理方式，其需要在比較近的距離範圍內才可獲得相關的數據，局限性比較大。而目前所應用的RFID技術是一種超高頻技術，無需近距離操作，在一米以外就可以進行數據的讀取。
2.2 批量讀取
RFID技術的最關鍵之處便在於其能夠讀取批量數據，這比起傳統的單個數據的讀取已經是一個非常大的進步，同時還能夠確保數據讀取的準確性，這樣節省了大量時間，大大提高了管理工作效率。
2.3 數據存儲
RFID晶片是整個技術中最為核心的構成部分，其具有大容量的存儲功能，能夠將相關數據信息進行及時準確地存儲。同時，該數據存儲功能還支持數據離線查詢、資產運行管理、操作步驟的記錄等輔助功能。
2.4 安全機制
對於電力資產管理而言，信息安全占有著十分重要的地位，其對技術開發提出了較高的要求。無論是在底層原理、硬體設置、軟體開發還是軟體應用方面，RFID技術都為其制定了一整套切實可行的安全機制，從而為數據信息安全提供了多方面的保障。
總之，本部分從不同的角度對電力資產管理以及技術進行了深入的分析論述，同時結合RFID技術創新設計出了一整套科學、完整、合理、安全、高校、精準的信息管理系統。通過藉助核發RFID標籤，有關電力資產的各種孤立的數據以及設備實體都被統一到了一體，從而為電力資產的日常有效管理提供了更為便捷化的手段。
3 系統設計與功能實現
電力資產關係到多個業務部門以及外系統，因此在對電力資產管理系統進行設計的過程中要充分考慮到用戶的需求、嚴格把控管理設計流程，並且要重點構建系統的軟體、硬體以及數據框架。在對具體的電子化標籤管理系統的設計過程中，要綜合外圍的數據接入、數據存儲、數據開發、數據存儲等方面的內容，從軟體建設與硬體架構兩個發麵來優化設計。
3.1 外圍系統數據接入
在接入外圍系統數據的時候，可以採用「非侵入式系統接入」方案，其最大限度地融合了現有數據資源，不會對已經形成的數據產生太大的影響，同時也避免了數據的重複，從而確保了數據的完整性、一致性，有效緩解了電力資產管理中的「信息孤島」現象帶來的弊端。此外，為確保系統數據的及時、準確、有效，接入數據的同時還要對數據進行校驗。面對如此繁瑣的外圍系統數據，此時便可運用人工只能技術，這樣不僅實現了 「多因子智能校驗算法」的創新應用，而且還確保了數據的準確以及校驗效率。
多因子智能校驗算法以K-均值算法為基礎，採用兩級聚類並引入偏轉因子，來優化檢驗路徑的選取。
K-均值算法選取兩個校驗元素，每個元素包含n個校驗因子。
X={x1，x2，…，xn} Y={y1，y2，…，yn}
算法中採用標量型聚類因子，因此聚類採用歐幾里德距離確定元素的相異度。
樣本S中對既定中心Ki，聚合簇的中心離散度
針對校驗數據特點及自學習智能校驗功能的自身設計，算法中引入4個聚類因子與3個偏轉因子共兩類校驗元素。聚類因子是兩次聚類過程的重要指標參數，偏轉因子只對第二次聚類過程中，對欄位屬性聚類簇，影響處理算法決策樹取向。
聚類因子範式：F={f1，f2，f3，f4}。（聚類因子採用標量標識）
分別代表：
f1：更新因子；f2:校驗因子；f3：干預因子；f4：權重因子。
聚類疊代過程：
①從給定樣本中抽取三個具有某類疊代因子均值特徵的樣本點作為中心。
②對其它樣本元素分別計算到三個中心的歐氏距離，比較相異度並劃分到低相異度的簇中。
③計算三個聚類簇的中心。
④疊代步驟2與步驟3，直到中心距離不在收斂。
3.2 系統數據存儲模型
不同外圍業務系統中的數據模型也是不同的，各個數據模型之間存有一定的差異，為了儘可能減小這些差異以確保數據模型的平穩，電力企業系統數據存儲模型在謹遵國家電網公司規章制度和基礎數據的基礎之上，構建了「雙路多數據源統一標準數據架構」模型，如圖1所示。
「雙路」是指雙重ETL（Extract，Transform，load ）抽取、轉換、裝載的方法。平台使用ORM（Object Relationship Mapping）對象關係影射與WebService調用兩種方式完成外圍系統的數據獲取；「多數據源」是指在大型應用中對數據進行切分，然後採用多個資料庫實例進行管理，這樣就能夠有效提升系統的水平伸縮性，其主要涉及到PMS設備信息數據源以及erp設備財務信息數據源；「統一標準數據」是將過電網統一規範準則與實踐中的業務模型相互結合之後而生成的一種特殊的系統模式。
3.3 系統開發技術
數據管理與數據決策支持是電力資產管理系統中最主要的兩大功能。同時，該系統的目標使用群體多種多樣，在業務需求上也不盡相同，無形中為系統功能增加了許多不確定性，也加大了該系統的開發難度。為有效解決了這一難題，本文在基於SOA設計理念的基礎上對系統進行了架構（如圖2 所示）。
基於SOA的設計理念：作為一個組件模型，SOA（service-oriented architecture）根據不同的應用程式提供不同的服務，而後在服務結構和規約的輔助服務之下為系統提供所需的特殊功能。SOA是一個獨立的體系結構，具有自己獨立的硬體平台、程式語言以及系統作業系統，能確保該服務交互作用的實現。
面向組件的系統結構：作為以組件技術設計為基礎的系統，面向組件的系統結構能夠對整個系統的功能進行工作結構上的分解，這樣就實現了對子業務功能在統一調用接口上的封裝，降低了電力資產的複雜性，保證了系統的靈活運用，實現了系統的隨需應變。
3.4 數據採集方式
RFID技術在電力資產中占據的重要的地位，其是設備認證的唯一標識，同時也能夠確保各方面實時動態數據的統一。那麼，如何才能夠將RFID技術有效地運用到管理應用系統中，以充分發揮RFID技術的優勢，則成了當今亟需解決的問題。雖然，目前市場上存在有不少的中間件產品軟體，並且能夠為RFID技術的正常運行提供一定的支持，但不可否認其在某些方面仍然存有一定的不足。下面，我們將對RFID技術進行劃分：
①無論是應用環境還是應用設備都呈現出一定的複雜性。
②數據的批量讀取與數據信息的定點讀取共存於其中。
③ZigBee無線網絡接入技術。
將ZigBee無線網絡技術融入到RFID系統的開發應用過程中，有效解決了數據在高速讀取過程中產生的一系列難題。具體而言，RFID中間件融合了多種數據算法和技術手段，如數據緩存、數據封裝、數據校驗等（如圖3所示）。
RFID融合中間件和以下幾項核心技術有著密切聯繫：
3.4.1 ZigBee通信技術
圖4所呈現出的是目前電力企業經常採用的幾種通信手段，作為一種雙向應答模式，中間件的ZigBee能有效應對突發的不穩定狀況，從而能夠確保數據傳輸的及時性和準確性。
通過對圖4的研究分析我們可以得出以下結論：ZigBee網絡中心節點會發送出一定的數據，當數據發送完畢之後會對RFID中間件的數據進行接受監聽，當接受到回饋信息之後，之前在ZigBeeTag表中已經得到確認的標籤信息會被及時清空；鑒於某種原因有時候一些數據信息不會得到及時的確認，此時ZigBee中心節點會對數據信息進行重新發送，直到得到確認之後原有的標籤信息才會清空。
3.4.2 數據緩存技術
在系統運行中，數據的讀取是一個極為高速的過程，這也就對數據的處理能力提出了較為高的要求，尤其是系統中的數據過濾問題以及數據歸併問題一直以來都對RFID中間件性能的開展起著一定的制約作用。本論文所要論述的系統中的RFID技術實現了與中間件的融合，我們在綜合大量文獻資料以及實踐研究之後，發現了最優解決路徑，然後對傳統的、不完善的數據緩存技術進行了局部改良，避免了常規數據緩存中的複雜算法，從而大大提升了效能，如圖5所示。
4 結束語
綜上所述，本文對電力資產管理中的核心技術進行了一定程度上的改良和創新，形成了一整套完整的RFID技術，成功運用到了電力資產管理系統中，並成為了電力企業固定資產的唯一認證標識，其對電力資產的五個管理環節都實施了嚴格的監控、調整，從而實現了動態數據的一致性，大大提高了電力資產周期管理壽命。
參考文獻：
[1]郭勝，許平，王穎.中間件技術的研究[J].計算機科學，2004，31（2）．
[2]陳嬋穎.緩存技術在移動資料庫中的應用研究[J].計算機工程與設計，2006，27（9）.
[3]潭民，劉禹，曾雋芳.RFID技術系統工程及應用指南[M].北京：電子工業出版社，2007.
[4]寧煥生，王炳輝.RFID重大工程與國家物聯網[M].北京：機械工業出版社，2009.
[5]趙艮華.基於混沌理論RFID系統保密性研究[D].湖南大學碩士論文，2011.
[6]馬亨冰，葉東毅.軟體平台與中間件技術[M].廈門：廈門大學出版社，2004-08.
[7]陳波.基於RFID圖書管理系統開發與應用[D].華南理工大學，2012.
收藏