基于FLEX技术的电力电缆故障定位仿真培训系统

摘　要：简要介绍了电力电缆故障定位仿真培训系统研制的背景，详细描述了系统各个模块的功能设计以及RIA技术、BlazeDS技术、规则引擎在系统中的应用情况。

关键词：电力电缆；故障定位；仿真培训；Flex
1、引言
　　由于电力电缆应用成本的下降，以及电力电缆自身所具有的供电可靠性高、不受地面、空间建筑物的影响、不受恶劣气候侵害、安全隐蔽耐用等特点，获得了越来越广泛的应用。然而，与架空输电线路相比，电力电缆的上述优点却为后期电缆的维护工作特别是故障测距与定位带来了较大的难度，尤其电缆线路故障的不可观测性等特点决定了电缆线路故障定位的复杂性。电力电缆作为电力系统的重要组成部分，一旦发生故障将直接影响着整个电力系统的安全运行，如故障发现不及时，可能导致火灾、大规模停电等较大的事故后果。因此，如何快速、准确地查找电缆故障，减少故障修复费用及停电损失，成为电力工程领域与研究界日益关注的问题。
　　电力电缆故障定位技术虽然经历了多年的研究，定位方法和定位技术不断成熟，各个厂家、设备都有各自的定位方法，但每种方法都只能解决部分问题，行业内也始终没有形成系统的指导规范。另一方面，由于在某一特定区域内，电力电缆发生故障的几率较小，这就使电缆检修工人很少有机会接触真实的故障定位环境，从而容易导致其定位技术无法熟练掌握。
　　本文研究的课题是江苏省电力公司2009年度的科技项目，旨在系统地总结电力电缆故障原因、故障类型及各阶段所采用的定位方法，对各种定位方法从定位原理、适用性、技术特点、仪表选用和具体操作等进行深入地比较，形成系统、全面的操作规程，为电力电缆故障定位工作提供电缆故障定位导则；另一方面，研发电力电缆故障定位仿真培训系统，采用真实案例数据建立故障定位模拟环境，电缆检修工人通过仿真培训系统演练各种故障定位的操作，从而加深其对定位知识的掌握，提高电力电缆故障定位的技能和业务熟练程度。
2、系统功能设计
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2.1、 导则学习模块
　　包括辅助学习模块额多路径学习模块。
　　辅助学习模块从不同的角度、不同的方式展现电力电缆故障原因、故障类型及各阶段所采用的定位方法、测试仪器，对各种定位方法从定位原理、适用性、技术特点、仪器仪表选用和具体操作等故障定位技术的各个重要关注点进行分类比较并提供查询。生成电缆故障定位导则，故障定位导则可以打印、下载。
　　多路径学习模块系统以导则为依据，将辅助学习模块中展现的知识点串联起来，展示电缆故障定位技术的全貌。本模块提供多个入口，分别是标准流程入口、定位阶段入口、故障类型入口、定位方法入口。
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2.2、 仿真演练模块
　　针对每一个电缆故障定位案例，提供仿真模拟环境，供使用者在模拟环境中练习故障定位，加深定位业务知识的掌握能力。仿真培训遵循定位导则的要求，同时体现具体案例在定位过程中的特殊现象、特殊处理。
　　仿真演练的场所、仪器、接线采用3D技术，直观、逼真；针对具体的操作仿真实际的仪器读数、波形、声音。系统记录全部操作，标识错误的操作，给出错误的原因并扣分。
2.3、 视频教学
　　系统提供对故障定位教学视频、实际故障定位过程中的录像视频等视频文件的管理功能，使得用户可以方便的上传、维护、查询、播放相关视频。
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3、 系统实现关键技术
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3.1、 基于Flex的RIA技术
　　RIA(Rich Internet Applications)，是集桌面应用程序的最佳用户界面功能、Web应用程序的普遍采用和快速、低成本布署以及互动多媒体通信的实时快捷于一体的新一代网络应用程序。Flex技术是Adobe公司推出的开源RIA开发技术，它是开发Web及桌面应用的有效工具，支持以现有的J2EE框架Struts、Spring、Hibernate为基础，实现RIA应用和J2EE应用的有效整合，同时Flex能很好地支持多媒体和3D展现。
　　采用基于Flex的RIA技术可以很好地满足仿真培训系统需要的大量的交互性操作、3D仿真、视频声音播放等需求。
3.2、 BlazeDS技术
　　为了将基于Flex的RIA应用于J2EE,重点需解决两个问题，一是怎样建立客户端flash与服务器端的通信，二是以现有的J2EE框架Struts、Spring、Hibernate 为基础，如何实现Flex技术与J2EE应用的整合。本项目采用BlazeDS技术解决上述问题。
　　BlazeDS是一个基于服务器的Java远程控制和Web消息传递技术，它能够使得后端的 Java 应用程序和运行在浏览器上的 Adobe Flex 应用程序可以相互通信。应用BlazeDS后的系统架构如图2所示，一个BlazeDS应用程序包括两个部分：客户端应用程序和服务端J2EE应用程序。客户端应用程序可以是一个Flex 应用程序也可以是一个Flex、HTML和JavaScript的结合。在客户端，BlazeDS提供了RemoteObject、HttpServcie、WebService，Product和Comsumer等组件来提供访问服务器端数据的能力，其中RemoteObject、Product和Comsumer是以AMF协议来交换数据的，而HttpServcie和WebService则采用的是比较通用的Http访问协议，可以用来访问非BlazeDS服务器，即普通的web服务器。在服务端，BlazeDS的服务器包含在一个 J2EE Web应用程序中，它以servlet的形式存在， 因此可以在任何标准J2EE应用中运用它。通过BlazeDS公开Spring管理的服务，实现了BlazeDS与Spring的整合，而无需额外的配置文件。
3.3、 规则引擎
　　组件重用和规则定制是软件设计的重要概念。本系统的规则引擎由八部分构成，分别是抽象行为（Action）、业务句柄（Handler）、代理节点定义（Definition）、路由变迁定义（Transition）、环境上下文（Context）、事件与消息（Events and Message）、规则定义（XML figuration file）以及由引擎外部实现的扩展组件（Dialog）等。
　　抽象行为（Action），它为规则定义中的具有重用需求且抽象度较高的行为进行抽象化封装。业务句柄（Handler），它也是为了将组件重用，但业务句柄不具有抽象概念，并不是对具象事务的抽象处理，而是实实在在的业务耦合操作。代理节点定义（Definition），管理每一个抽象行为和业务句柄。环境上下文（Context），是一个在代理节点作用域外保存数据容器，它保存路由变 迁流转于各个代理节点之间的时产生的上下文数据，另外，引擎中的带外数据，即事件和消息也经由环境上下文转发。事件与消息（Events and Message），是规则引擎中的活性元素，是规则定义流转的原动力。规则定义（XML configuration file），这是规则引擎生产的原材料，它实际上是个XML定义文件，外部环境加载XML文件来构建一个规则引擎，所以系统使用者可以随时修改这个定义文件并重新载入，以此来改变原有的规则定义。扩展组件（Dialog），这是系统用户最终看到的界面，由预先定义并注册在引擎的窗体管理器控制的可重用UI组件。规则引擎实际上只定义了扩展组件的基本行为和部分基础实现，规则引擎的客户代码（各种继承扩展组件基本定义的UI组件）负责具体的功能实现。
4、 结语
　　本项目一方面系统地总结了电力电缆故障原因、故障类型及各阶段所采用的定位方法，对各种定位方法从定位原理、适用性、技术特点、仪表选用和具体操作等进行深入地研究和分析，形成系统、全面的理论及操作规程，为电力电缆故障定位工作提供极具价值的指导性规范；另一方面，仿真培训采用真实案例数据建立故障定位模拟环境，电缆检修工人在系统中依据仿真环境提供的各种数据，对定位阶段、方法及操作进行演练，从而加深其对定位知识的掌握，增强业务熟练程度。本系统的部署和应用将为电力检修部门提供实际现场操作之外的另一种学习和经验积累的方法，方便、有效地提升电缆检修技术人员的理论水平和操作技能。
　　2010年5月，系统在江苏常州供电公司部署、试运行，运行至今，RIA端展现满足用户需求的规定，服务器端运行稳定，对客户端用户响应快速及时。
　　参考文献：
　　[1] Alaric Cole. Learning Flex3[M].Canada:O’Reilly,June 2008.
　　[2] 胡丹瑞．基于Flex的Web应用系统开发探索.《电信交换》2009年 第3期.