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基于智能終端的電纜通道巡視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究

2018-04-27 14:58:42 電氣技術(shù)  點(diǎn)擊量: 評(píng)論 (0)
利用基于智能終端的電纜通道巡視系統(tǒng),巡檢人員可以在智能終端查看巡檢任務(wù)及地理信息,由巡視現(xiàn)場(chǎng)RFID與GPS來定位電纜通道與巡檢人員到位情況,從而在根本上杜絕巡檢人員誤檢和漏檢情況,并有效解決移動(dòng)終端室內(nèi)定位精度偏差較大、偏遠(yuǎn)地區(qū)無法穩(wěn)定通信等問題。

江蘇省電力公司泰州供電公司的研究人員蔣彪、王健等,在2017年第9期《電氣技術(shù)》雜志上撰文指出,基于智能終端的電纜通道巡視系統(tǒng)具有如下優(yōu)勢(shì):實(shí)現(xiàn)電纜線路智能巡檢,實(shí)時(shí)考察巡查到位率和巡視軌跡回放,保證電纜線路的巡視質(zhì)量,為配電線路安全運(yùn)行提高有力的依據(jù);根據(jù)電纜通道隱患和設(shè)備缺陷分級(jí)預(yù)控的管理體系,實(shí)現(xiàn)電纜設(shè)備隱患缺陷分級(jí)預(yù)控、流程化綜合管理;基于設(shè)備GPS坐標(biāo)信息,移動(dòng)導(dǎo)航模塊可以快速導(dǎo)航定位電纜設(shè)備或缺陷點(diǎn),從而使維修人員能以最快的速度趕到故障或缺陷所在地。

綜合上述原因,開發(fā)基于智能終端的電纜通道巡視系統(tǒng)是電力公司提高巡檢效率和巡檢質(zhì)量的必然趨勢(shì),故本課題的研究具有較高的實(shí)際工程意義。

現(xiàn)階段電力公司線路和設(shè)備巡檢主要依靠巡檢人員定時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行人工巡檢,巡檢回來后再手工錄入缺陷管理流程。受到氣候條件、環(huán)境因素、人員素質(zhì)和責(zé)任心等多種因素的制約,此種方式不僅經(jīng)常導(dǎo)致巡檢人員缺陷錄入不規(guī)范、巡視不到位、缺陷重復(fù)上報(bào)等問題,而且一些特殊環(huán)境中的巡檢工作(如對(duì)高壓環(huán)境中的設(shè)備進(jìn)行巡視)也難以順利開展。

為了適應(yīng)線路和設(shè)備巡檢管理方式信息化、智能化的發(fā)展要求,電力公司迫切需要基于智能終端的電纜通道巡視系統(tǒng),其中智能終端利用GPRS、RFID、GPS地理定位等技術(shù)能夠根據(jù)實(shí)際巡檢需求來安排巡檢線路、對(duì)巡檢人員的到位情況及歷史軌跡等進(jìn)行分析,然后通過與主站管理端的無縫對(duì)接來使管理員實(shí)時(shí)查詢巡檢數(shù)據(jù)、及時(shí)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的缺陷和損毀情況并排除故障險(xiǎn)情。

1 移動(dòng)終端在電纜通道巡視中的應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問題

1.1 移動(dòng)終端在電纜通道巡視中的應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)階段移動(dòng)終端為電纜通道巡檢人員提供了一種新型工作模式,巡檢人員使用移動(dòng)終端來查看配電線路與設(shè)備的信息,如果配電線路與設(shè)備發(fā)生異常,則可以直接將異常信息進(jìn)行上報(bào)。

圖1為移動(dòng)終端在電纜通道巡視中的典型應(yīng)用場(chǎng)景,其中后臺(tái)管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)接收巡檢結(jié)果、合理安排巡檢時(shí)間、監(jiān)測(cè)缺陷、發(fā)布巡檢任務(wù)、安排檢修等功能。

圖1 移動(dòng)終端在電纜通道巡視中的典型應(yīng)用場(chǎng)景

1.2 移動(dòng)終端在電纜通道巡視中應(yīng)用的問題

基于無線GPRS/3G通信和LBS定位服務(wù)技術(shù),將電子地圖與移動(dòng)終端結(jié)合的應(yīng)用在國(guó)內(nèi)外電纜通道巡檢中已經(jīng)逐步展開,這在電力公司與巡檢人員間搭建了良好的溝通橋梁。

通過電子地圖和LBS定位服務(wù)技術(shù)的結(jié)合,管理人員能夠?qū)ρ矙z人員所處位置進(jìn)行準(zhǔn)確了解,現(xiàn)階段比較常用的是基站定位和WIFI定位,它們分別通過基站和熱點(diǎn)等網(wǎng)絡(luò)來完成巡檢人員的定位,定位精度相對(duì)較低。

當(dāng)采用基站定位和WIFI定位時(shí),存在如下典型問題:

第一,應(yīng)用于偏遠(yuǎn)地區(qū)時(shí),存在信號(hào)較弱、數(shù)據(jù)傳輸較慢等問題,嚴(yán)重影響了電力公司與巡檢人員間的穩(wěn)定通信,導(dǎo)致有時(shí)總部無法及時(shí)了解電纜通道的巡視情況。

第二,應(yīng)用于室內(nèi)時(shí),由于采用基站定位方法而容易受到運(yùn)營(yíng)商基站密度的影響,從而導(dǎo)致經(jīng)緯度坐標(biāo)存在較大偏差,此時(shí)就需要利用RFID等其他定位技術(shù)來進(jìn)行偏差的糾正。

2 基于智能終端的電纜通道巡視系統(tǒng)的應(yīng)用

綜上所述,移動(dòng)終端在電纜通道巡視中的應(yīng)用能夠提高電纜通道的巡檢質(zhì)量,確保巡檢過程中的安全,但也存在著室內(nèi)定位精度偏差較大、偏遠(yuǎn)地區(qū)無法穩(wěn)定通信等問題,而基于智能終端的電纜通道巡視系統(tǒng)則能夠有效彌補(bǔ)上述缺陷。

2.1 基于智能終端的電纜通道巡視系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

(1)系統(tǒng)的物理架構(gòu)

圖2為基于智能終端的電纜通道巡視系統(tǒng)的物理架構(gòu),系統(tǒng)總體目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)電纜通道巡視業(yè)務(wù)和設(shè)備信息的數(shù)據(jù)采集、采集數(shù)據(jù)的回傳和查詢、巡視地點(diǎn)的GPS定位、巡視線路的GPS導(dǎo)航、配電線路與設(shè)備信息的更新、巡視任務(wù)的管理及報(bào)表生成等,使用戶能夠把握電纜通道巡視工作的整體運(yùn)行狀態(tài)。

圖2 基于智能終端的電纜通道巡視系統(tǒng)的物理架構(gòu)

(2)系統(tǒng)的功能模塊

根據(jù)上述分析,整個(gè)系統(tǒng)可以劃分為如下六大功能模塊:

第一,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊。通過基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊,巡檢人員可以通過設(shè)備樹查看配電線路與設(shè)備及設(shè)備的臺(tái)賬,查看線路的單線圖,通過線路定位查看線路的走向,也可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行定位導(dǎo)航。

第二,電纜巡視模塊。利用電纜巡視模塊,巡檢人員可以根據(jù)指定的道路、POI點(diǎn)來通過緩沖區(qū)查詢搜索附近100米范圍內(nèi)的電纜井和通道,查詢電纜線路經(jīng)過的電纜井和通道,查詢指定電纜井、通道的剖面圖和管孔使用情況,對(duì)電纜線路與電纜井進(jìn)行定位與導(dǎo)航。

第三,缺陷管理模塊。在電纜通道巡視過程中,巡檢人員一旦發(fā)現(xiàn)缺陷可以現(xiàn)場(chǎng)登記并拍攝照片,然后將缺陷信息進(jìn)行實(shí)時(shí)上傳,主站管理端可以對(duì)缺陷及時(shí)處理,并根據(jù)處理流程來自動(dòng)流轉(zhuǎn)(缺陷的處理流程為:缺陷信息現(xiàn)場(chǎng)上傳--配電班組審核--現(xiàn)場(chǎng)消缺--班組審核--歸檔)。

第四,到位判斷模塊。在巡檢人員巡視過程中,主站管理端可以根據(jù)GPRS、基站等獲取當(dāng)前巡檢人員的坐標(biāo),然后與巡視的線路設(shè)備進(jìn)行坐標(biāo)判斷,當(dāng)兩者距離小于50米時(shí)則判斷為巡檢人員到位,否則判斷為巡檢人員不到位。

第五,巡視管理模塊。通過巡視管理模塊,管理人員可以查看巡視人員的位置及歷史巡視軌跡(在巡視過程中打開GPS及軌跡記錄功能,對(duì)巡視人員坐標(biāo)進(jìn)行定位后在主站管理端連續(xù)記錄巡視人員的行走記錄,通過圖形展示就可以形成歷史巡視軌跡,歷史巡視軌跡會(huì)被進(jìn)行備份來作為巡視人員后期的考核依據(jù)),也可以查看巡視人員巡視線路的到位率。

第六,統(tǒng)計(jì)分析模塊。主站管理端對(duì)上傳的缺陷進(jìn)行統(tǒng)計(jì),按照班組、狀態(tài)、處理情況來對(duì)各個(gè)班組的缺陷處理情況進(jìn)行分析,也可以按照到位人員、到位情況、到位時(shí)間對(duì)各個(gè)班組人員的巡檢質(zhì)量進(jìn)行分析。

(3)巡視業(yè)務(wù)的工作流程

圖3 巡檢人員利用智能終端開展電纜通道巡檢業(yè)務(wù)的流程

巡檢人員在使用智能終端進(jìn)行電纜通道巡檢管理時(shí),其業(yè)務(wù)流程如圖3所示,具體說來:巡檢人員登錄智能終端查看是否有電纜通道巡檢任務(wù)下達(dá),如果沒有巡檢任務(wù)下達(dá),那么巡檢人員繼續(xù)等待;如果有巡檢任務(wù)下達(dá),那么巡檢人員查看巡檢計(jì)劃和任務(wù)分配信息,然后到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)電纜通道進(jìn)行逐項(xiàng)檢查(此時(shí)系統(tǒng)顯示巡檢人員的定位信息),檢查完畢后填寫巡檢記錄、缺陷及故障信息;完成巡檢任務(wù)后,巡檢人員將電纜通道的巡檢結(jié)果提交到主站管理端,由主站管理端審批后生成相應(yīng)的巡檢統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

2.2 智能終端的設(shè)計(jì)與應(yīng)用需求

(1)智能終端的工作原理

由上述分析可知,要想順利開展電纜通道巡視工作,智能終端必須具備強(qiáng)大的運(yùn)算和處理能力,能夠?qū)崿F(xiàn)GPS地理定位、GPRS網(wǎng)絡(luò)通信及RFID通信控制等。

基于上述考慮,本文構(gòu)建了如圖4所示的智能終端工作原理,其主要由處理器單元(作為智能終端的控制核心,所采用的S3C6410及其外圍電路將承擔(dān)整個(gè)智能終端的處理運(yùn)算任務(wù))、射頻處理單元(由專用RFID讀寫芯片及外圍電路構(gòu)成,將承擔(dān)射頻信號(hào)的接收、與電子標(biāo)簽進(jìn)行通信與獲取信息數(shù)據(jù)的任務(wù))、GPRS巡檢數(shù)據(jù)處理單元(通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)與主站管理端進(jìn)行通信,將獲得的巡檢信息上傳)、GPS地理定位單元(對(duì)巡檢人員的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)定位)、接口控制及中心處理等構(gòu)成[6]。

圖4 智能終端工作原理框圖

在待巡檢線路及設(shè)備上固定好相應(yīng)的射頻標(biāo)簽,巡檢人員通過智能終端可以準(zhǔn)確獲取待巡檢線路及設(shè)備的名稱、安裝時(shí)間、地理位置等信息,然后通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)(包括線路及設(shè)備的位置數(shù)據(jù)、時(shí)間信息及缺陷數(shù)據(jù)等)傳送到主站管理端并寫入到數(shù)據(jù)庫(kù)中,主站管理端也可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況給智能終端發(fā)送指令。

(2)智能終端的應(yīng)用需求

根據(jù)電纜通道巡視系統(tǒng)的業(yè)務(wù)開展需求,智能終端的實(shí)際應(yīng)用需求如表1所示。

表1 智能終端的應(yīng)用需求

3 結(jié)語(yǔ)

利用基于智能終端的電纜通道巡視系統(tǒng),巡檢人員可以在智能終端查看巡檢任務(wù)及地理信息,由巡視現(xiàn)場(chǎng)RFID與GPS來定位電纜通道與巡檢人員到位情況,從而在根本上杜絕巡檢人員誤檢和漏檢情況,并有效解決移動(dòng)終端室內(nèi)定位精度偏差較大、偏遠(yuǎn)地區(qū)無法穩(wěn)定通信等問題。

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責(zé)任編輯:售電衡衡

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