基于网络隔离器的现场作业日报告系统
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摘要：在电力现场作业过程中，工作记录的易用性、规范化和可追溯性对于现场作业精益化管理非常重要。本文研究了通用的网络隔离器的工作原理和基础硬件组成，分析总结了目前常用的现场作业日报告方法的特征与优缺点，再结合电力企业现阶段的实际情况，如电力内网制度、信息安全规定和电力现场作业标准等，实现基于网络隔离器的实时通信且支持多平台跨网络安全访问的现场作业日报告系统。系统主要包括身份验证、提交现场作业日报告、在ERP中使用现场作业日报告、界面动态显示功能和现场作业日报管理制度等功能模块，解决了电力现场作业无日志记录、跨网络安全、跨平台应用等问题。
关键字：网络隔离器;现场作业;跨网络;日志记录;数据交换;同步机制
中图分类号：TP319
Site operations reporting system based on the network separator YangLi， ZhaoWei， ShenYingquan， WangSen， DuanJiajie， YangZheng， DengFei Yunnan Electric Power Test & Research Institute [Group] Co. Ltd. Power Research Institute Yunnan Kunming 650217 Abstract： In the process of electricity operation， ease of use， standardization and traceability of work records is very important for the lean management of field operations. This paper studied the works and infrastructure hardware components of general network separator， analyzed and summarized the characteristics， advantages and disadvantages of currently used methods of reporting day field operations. Then combined with the actual situation of the power companies at this stage， such as the power grid system， regulations of information safety and standards of operation in the field of electricity. This paper achieved a site operations reporting system which supported for real-time communication， multi-platform and accessible across the network security based on network separator. The system included authentication， log record of field operations submitted， log record of field operations used in the ERP， the interface dynamically display and daily field operations management system and other functional modules to solve the electricity field operations without logging across the network security， cross-platform applications and other issues. Keywords： network separator; site operations; across the network; log record; data exchange; synchronization mechanism
1 前言
电力系统中输电、配电和变电等领域存在较多的高空、高压现场作业，对现场工作人员的人身安全提出了挑战，对现场工作人员的技术水平具有较高要求，由于操作流程有问题或现场操作不当等原因造成的电力事故在电力系统事故总数中占有一定比例[1]。但目前在国内的输、配、变电户外施工作业中，极少对现场作业过程进行日志记录备案，就给安全作业留下隐患，一旦出现事故，由于现场没有相关备档，责任无法追踪，且不知道失误出现在哪个环节，对事故的分析和总结难度较大，不利于输、配、变电作业技术的提高[2]。
管安全必须抓现场，生产现场处于生产、安全等工作的最前沿，做好现场安全方面管理至关重要[3]。现场作业日报告作为现场安全管理的一部分，由出差员工对现场作业内容、所花费的时间以及在工作过程中遇到的问题、解决问题的方法和结果等进行的记录，实现现场作业日事日清，事后可以对现场工作内容等情况进行追溯，同时经过长期的积累，也能达到通过工作日志提高员工的工作技能。目前大多电力企业已经结合精益化管理和现场作业管理设计实现了现场作业标准制定、作业指导书维护、工作票签发等功能，但尚未建立跨内外网的规范安全的现场作业日报告系统，仅借助电话、短信等方式了解现场作业动态，无日报告记录。
针对上述电力系统现场作业中存在的问题，本文研究实施现场作业日报告制度，对于现场作业，建立以项目为纲、以日期为目的作业日报告制度和系统。本文通过采用信息化建设手段对现场作业日报告进行研究，开发了一套安全跨内外网的现场作业日报告系统，实现了跨网络跨平台的现场作业日志统一录入接口，满足工作人员随时随地上传日志记录、驻内人员及时了解现场动态、事后追溯现场工作记录等需求，对现场作业精益化管理有重要意义。
2 网络隔离器简介
通过网络互连可实现电力内外网的数据交换，而如何保障网络互连时电力内网的安全是一大重点，本文研究采用网络隔离器实现基于物理隔离的数据安全转发，从而保护内部网络的安全。网络隔离器是一种由带有多种控制功能专用硬件在电路上切断网络之间的链路层连接，并能够在网络间进行安全适度的应用数据交换的网络安全设备，用以实现不同安全级别网络之间的安全隔离，最终目的是创建一个内、外网物理断开的环境[4]。通用的网络隔离器由三个基本硬件部分组成，分别是内网处理单元、外网处理单元和专用安全隔离切换装置（数据暂存交换区），其中专用安全隔离切换装置分别连接内部处理单元和外部处理单元，网络隔离器示意图如图1所示。
图1 网络隔离器示意图
Fig. 1 Schematic diagram of network isolator
3 现场作业日报告常用方法
目前现场作业日报告常用管理方法有纸质/电子表格填报、电话/短信汇报和现场作业管理系统三种，其中纸质/电子表格填报方法是指现场作业人员填写纸质或电子的现场作业日报、周报、月报（月工作总结、月工作计划）等表格，这些表格是驻外人员具体工作内容和安排计划的体现，通常以邮件或传真的方式将表格上报;电话/短信汇报方法是指现场作业人员采用打电话、发短信等随意方式汇报现场工作情况，无日志记录文件;现场作业管理系统方法是指现场作业人员登录系统进行日报告录入提交，该方法为现场工作人员提供现场情况的信息采集及工作日志记录上报统一入口。对现场作业日报告常用的三种方法进行优缺点对比分析，如表1所示。
表1现场作业日报告常用方法分析
Table 1 Analysis of common method of field operations reporting date
常用方法
优点
缺点
纸质/电子表格填报
规范、有记录
上报方式受限、需表格管理
电话/短信汇报
方便、简单
随意、无记录
现场作业管理系统
统一规范平台、实时上报、
数据库记录、信息推送
需开发系统、需解决系统跨网络跨应用平台等问题
通过以上分析选定现场作业管理系统方法，再结合电力企业现阶段的实际情况，如电力内网制度、信息安全规定和电力现场作业标准等，实现基于网络隔离器实时通信的支持多平台跨网络安全访问的现场作业日报告系统。
4 基于网络隔离器的现场作业日报告研究
4.1 架构图
SAP技术在电力企业得到了广泛的应用[6-7]，提高了企业管理效率。该系统在SAP技术平台之上，通过研究网络隔离器，利用ABAP和.NET开发语言相结合，采用MVC和HTML5等技术手段[8-10]开发可视化系统前台供用户填写日报告，通过HTTP协议经由路由器和防火墙实现用户与现场作业日报告系统Web服务器之间的安全交互。开发Daemon程序调用网络隔离器的API实现现场作业日报告系统Web服务器和内网数据处理服务器的数据同步机制，内网数据处理服务器对同步的数据进行格式转换等处理后存入SAP ERP特定数据库中，最终通过SAP ERP ECC服务器进行分析展示。系统整体架构图如图2所示。
图2 系统整体架构图
Fig. 2 Overall system architecture diagram
该系统采用网络隔离器安全通信技术实现基于内存的数据实时传输，实现外网数据实时安全写入内网ERP数据库，因此现场工作人员可通过手机等终端提交日报告，无需使用内网ERP，即可实现日报告数据实时存入ERP系统进行分析展示，同时也保证了电力内网安全。
4.2 功能模块实现
该系统支持电脑、ipad、iphone和android等大多数智能手机访问，方便现场工作人员使用，解决平台限制问题。此系统主要实现了以下几个主要功能模块：
1）身份验证：采用手机身份验证方式，通过发送动态短信验证码实现免密码登录，既保障系统访问安全又免除用户申请用户名和密码的工作量，避免密码管理和遗忘等问题。
2）提交现场作业日报告：现场工作人员通过网页形式访问，登录后选择相关工单，填写今日工作内容等信息即完成现场作业日报告的提交。该功能采用录入数据最优化原则，分析常用的现场作业日报表格，最终确定最简便录入方式和录入数据，简化员工操作。
3）在ERP中使用现场作业日报告：员工登录ERP系统后可查看本人或全院员工提交的现场作业日报告信息，方便驻内员工获知现场工作人员每天现场作业动态，同时为员工提供学习记录和生成工作汇总功能。
4）界面动态显示功能：智能判断用户所需操作，动态显示界面，节省用户操作时间。
5）现场作业日报管理制度：系统通过填写时间限定、短信待办提醒、标红提示等方式实现现场作业日报强制性、监督性、不可补填性和可追溯性等管理制度要求。
目前，基于网络隔离器的现场作业日报告系统已经正式上线使用，运行良好，达到预期效果，其应用效果如图3所示。
图 3 应用效果图
Fig.3 application effect drawing
5 结语
该系统基于网络隔离器为现场工作人员提供了支持多平台跨网络的现场工作日志记录上报统一入口，解决了现场作业无记录追溯、随意方式汇报现场工作情况等问题。具有强制性、监督性、不可补填性和追溯性等特点，最终在ERP中形成可追溯的现场作业记录，在研究院现场作业精益化管理方面具有重要意义。
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