電力光纜綜合管理系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

黃琦斌國網(wǎng)廈門供電公司 福建廈門 361004

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電力光纜綜合管理系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

黃琦斌
國網(wǎng)廈門供電公司 福建廈門 361004

[摘要]本文在綜合學(xué)習(xí)和研究了各種巡檢技術(shù)和平臺，分析各種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和不足后，提出綜合利用地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）、射頻識別(RFID)技術(shù)管理電力光纜的思想和方法，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于MAPX二次開發(fā)的電力光纜綜合管理系統(tǒng)。

[關(guān)鍵詞]光纜管理；GIS；巡檢

1、引言

電力通信網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是電網(wǎng)調(diào)度自動化、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營市場化和管理現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，是確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要手段。目前廈門電力通信光纜總長度2900多公里，光纜巡視周期以每月為單位，日均巡視的公里數(shù)為132公里，因?yàn)檠矙z的任務(wù)繁重，實(shí)際作業(yè)中錯(cuò)漏現(xiàn)象難以避免，巡檢的完整性無法得到保證，巡檢的標(biāo)準(zhǔn)缺乏可靠有效的依據(jù)。另外路徑資源的異動從收資到傳達(dá)至所有巡檢人員需要一個(gè)較復(fù)雜的過程，這樣一來，光纜信息的完整性、準(zhǔn)確性難以及時(shí)到位，直接影響到巡檢的質(zhì)量。

2、業(yè)務(wù)需求分析

業(yè)務(wù)需求主要分為以下幾個(gè)方面：(1)光纖臺賬、拓?fù)涔芾?。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)光纜臺賬的新建、修改和刪除工作，同時(shí)不僅可以顯示光纜自身的技術(shù)參數(shù)、管理信息等基礎(chǔ)的臺賬信息，還可以圖形展示光纜的路徑走廊信息和拓?fù)湫畔?，?shí)現(xiàn)光纜的可視化管理。(2)巡檢管理。光纜巡檢的目的是監(jiān)控光纜的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)掌握影響光纜安全運(yùn)行的自身及周邊情況，為光纜的運(yùn)維提供重要的支撐，是保障其安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)工作。

3、系統(tǒng)架構(gòu)

電力光纜綜合管理系統(tǒng)的主要目標(biāo)是力圖實(shí)現(xiàn)監(jiān)視光纜資源的運(yùn)行狀態(tài)，主要是通過設(shè)計(jì)一套基于GIS，RFID和GPS相結(jié)合的電力光纜綜合管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)光纜一體化管理，能夠建立對通信光纜巡檢結(jié)果更加可信及有效評估的工作機(jī)制，協(xié)助巡檢人員進(jìn)行快速、有效、不遺漏的巡檢解決方案。在本系統(tǒng)中，光纜資源是指光纜自身的基本屬性（如光纜類型、纜長、所有權(quán)屬等）和運(yùn)行狀態(tài)（正常運(yùn)行、存在缺陷或檢修中、待報(bào)廢等），以及光纜首尾的站點(diǎn)、機(jī)房、桿塔、人井等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的相關(guān)信息和光纜網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)劃圖如圖1所示。由于系統(tǒng)應(yīng)提供給光纜管理人員、分析人員、外包維護(hù)人員等不同角色的人員使用，同時(shí)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，光纜信息的數(shù)據(jù)量將會很大，并且對數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和安全性也有現(xiàn)實(shí)的需求。這些都決定了電力光纜綜合管理系統(tǒng)必須使用大型的數(shù)據(jù)庫，如SQL SERVER，并采用C/S的方式進(jìn)行構(gòu)建以降低網(wǎng)絡(luò)通信流量，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要如圖2所示，其主要設(shè)備實(shí)現(xiàn)功能如下：中心服務(wù)器主要實(shí)現(xiàn)功能：(1)用規(guī)范的描述和記錄預(yù)制常見的故障，使現(xiàn)場檢查管理，故障管理的信息化，規(guī)范化。(2)用戶能夠根據(jù)需要設(shè)置光纜臺帳數(shù)據(jù)庫、工作任務(wù)及對應(yīng)的人井、桿塔地理信息。(3)按照手持機(jī)上報(bào)的數(shù)據(jù)搜集統(tǒng)計(jì)巡檢工作情況(如到位情況、到位時(shí)間和檢查結(jié)果)。(4)管理工作任務(wù)，檢查任務(wù)實(shí)施情況，能夠查看巡線人員的工作進(jìn)度和質(zhì)量。

手持機(jī)主要實(shí)現(xiàn)功能：(1)自動更新光纜臺帳和故障數(shù)據(jù)，并能夠按照當(dāng)前正在巡檢的光纜類型，提供對應(yīng)的數(shù)據(jù)錄入模板；(2)現(xiàn)場工作數(shù)據(jù)記錄和上傳：包括任務(wù)記錄、故障記錄、光纜臺帳、線路條圖等；(3)通過GPS模塊獲取當(dāng)前的經(jīng)、緯度數(shù)據(jù)，自動完成與目標(biāo)位置距離的量測，按照預(yù)設(shè)條件進(jìn)行是否到位的判定；通過RFID刷卡器采集被檢設(shè)備上的數(shù)碼卡的ID數(shù)據(jù)，與預(yù)設(shè)值比對后進(jìn)行是否到位的判定。判定完成后自動記錄確認(rèn)時(shí)間；(4)支持電子地圖的展示和導(dǎo)航功能；(5)手持機(jī)的程序能夠按照需求進(jìn)行調(diào)整和更新。

4.系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

4.1GIS應(yīng)用模塊

手持維護(hù)巡檢機(jī)的GIS應(yīng)用框架，支持GIS地圖顯示，地圖基本操作工具集，地圖超級操作工具集，矢量地圖、DOM影像地圖組合與切換，光纜及巡檢點(diǎn)對像地圖操作與顯示功能。

4.2光纜巡檢點(diǎn)維護(hù)模塊

與GIS應(yīng)用模塊相配合，實(shí)現(xiàn)光纜、巡檢點(diǎn)的增刪改功能；能進(jìn)行錄入錯(cuò)誤或缺失信息提示；能進(jìn)行巡檢點(diǎn)自動地址生成；能自動進(jìn)行空間分析，自動實(shí)現(xiàn)光纜關(guān)聯(lián)；能進(jìn)行地圖空間選擇、文本模糊查詢及光纜產(chǎn)權(quán)與巡檢點(diǎn)類型過濾條件相結(jié)合、地圖點(diǎn)取、RFID查詢等多種地圖對象選擇，實(shí)現(xiàn)光纜、巡檢點(diǎn)的快速選擇與地圖關(guān)聯(lián)彈出；能進(jìn)行GPS跟蹤，實(shí)現(xiàn)對光纜及巡檢點(diǎn)的現(xiàn)場外業(yè)輔助測繪。

4.3現(xiàn)場巡檢模塊

與GIS應(yīng)用模塊相配合，支持RFID設(shè)備識別、GPS空間分析、巡檢點(diǎn)對象點(diǎn)取、光纜對象點(diǎn)取、鼠標(biāo)空間點(diǎn)取、檢后空間分析、GIS空間趨勢分析等多種巡檢點(diǎn)檢取技術(shù)相結(jié)合的巡檢點(diǎn)自動選擇與巡檢數(shù)據(jù)輸入；支持RFID設(shè)備識別對巡檢狀態(tài)過濾條件自動屏蔽；支持RFID與GPS巡檢自動錄入等巡檢數(shù)據(jù)快速錄入技術(shù)，同時(shí)可以手工輸入故障描述，能自動進(jìn)行巡檢點(diǎn)故障識別，實(shí)現(xiàn)快速巡檢。最終通過RFID和GPS信號雙重認(rèn)證，確保巡檢人員到崗到位，巡檢結(jié)果真實(shí)可信。

4.4巡檢任務(wù)發(fā)布模塊

能從3.1相關(guān)的巡檢點(diǎn)選擇結(jié)果中生成巡檢任務(wù)，指定巡檢任務(wù)的最后完成時(shí)限，對于巡檢機(jī)操作即生成本機(jī)巡檢任務(wù)，對于桌面發(fā)布機(jī)則可由巡檢機(jī)導(dǎo)入。

4.5中心巡檢數(shù)據(jù)管理模塊

實(shí)現(xiàn)從巡檢機(jī)中導(dǎo)入巡檢數(shù)據(jù)；對巡檢數(shù)據(jù)進(jìn)行批次、產(chǎn)權(quán)、運(yùn)行狀態(tài)、巡檢狀態(tài)等多種條件組合過濾查詢；將查詢結(jié)果輸出到任意指定的EXCEL電子表格上。

5.應(yīng)用情況

本系統(tǒng)開發(fā)成功后，使用該系統(tǒng)提供的各項(xiàng)功能在廈門島內(nèi)進(jìn)行光纜維護(hù)建模和巡檢測試管理等操作。情況如下：(1)能夠方便的利用PDA進(jìn)行現(xiàn)場光纜路徑維護(hù)，可以在矢量地圖的背景下利用地圖參考地標(biāo)或GPS手段進(jìn)行路徑的繪制，保證及時(shí)、準(zhǔn)確、完整及方便的進(jìn)行光纜信息的錄入、更新。(2)通過設(shè)置檢查點(diǎn)類型來區(qū)分架空、管道、OPGW或直埋，直觀的提供了光纜的重要信息。根據(jù)檢查點(diǎn)的重要程度及GPS信號情況，可以決定巡檢點(diǎn)是否采用RFID技術(shù)，保證了巡檢點(diǎn)覆蓋的完整性。(3)GPS與RFID的綜合應(yīng)用確保了巡檢人員的到位率，這樣也就保證了光纜缺陷可以被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。(4)在巡檢的過程中，巡檢點(diǎn)的情況描述可以通過點(diǎn)擊“下拉菜單”的簡易操作即可保存在系統(tǒng)中，避免手工記錄的不準(zhǔn)確性，同時(shí)減少了手工記錄的時(shí)間。(5)在巡檢任務(wù)結(jié)束的同時(shí)，巡檢報(bào)表已自動生成，為報(bào)表數(shù)據(jù)的整理存檔提供了便利，為管理人員全程監(jiān)控巡檢人員的巡檢質(zhì)量提供有效的依據(jù)，大幅提升了巡檢全過程無紙化作業(yè)的工作效率。