電纜網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化管理系統(tǒng)建設(shè)及其應(yīng)用

李喆，趙學(xué)風(fēng)，林濤（.國網(wǎng)陜西省電力公司，陜西西安　7003；.國網(wǎng)陜西省電力科學(xué)研究院，陜西西安　70054）

?

電纜網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化管理系統(tǒng)建設(shè)及其應(yīng)用

李喆1，趙學(xué)風(fēng)2，林濤1
（1.國網(wǎng)陜西省電力公司，陜西西安710032；2.國網(wǎng)陜西省電力科學(xué)研究院，陜西西安710054）

摘要：隨著城市建設(shè)快速發(fā)展，電纜線路及溝道迅猛增加。與此同時(shí)，光纜以其眾多優(yōu)點(diǎn)被越來越多的應(yīng)用于有線通信的各個(gè)領(lǐng)域，通信光纜在城市電網(wǎng)電纜溝道內(nèi)隨處可見。電纜溝道及溝道內(nèi)光纜、電纜運(yùn)維矛盾日益突出。為了解決公司地下管道及電力電纜（光纜）管理中存在的問題和不足，文中詳細(xì)介紹了電纜網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化管理系統(tǒng)建設(shè)方案及組成和功能。建設(shè)電纜網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化管理系統(tǒng)承擔(dān)著國家電網(wǎng)公司試點(diǎn)任務(wù)，通過在西安地區(qū)的試點(diǎn)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)電力電纜（光纜）的快速身份識(shí)別，提升移動(dòng)巡檢數(shù)據(jù)的規(guī)范性。

關(guān)鍵詞：電力電纜；電子標(biāo)簽；智能移動(dòng)終端；數(shù)字化管理

KEY W0RDS：Power cab1e；radio frequencY identification；inte11igent mobi1e termina1；digita1 management

隨著城市建設(shè)快速發(fā)展，受線路走廊和電磁環(huán)境的制約，應(yīng)供電可靠性及城市美化的要求，電纜、光纜線路及溝道迅猛增加。與此同時(shí)，造成電力溝道內(nèi)環(huán)境越來越復(fù)雜，各類光纜上所綁定的普通標(biāo)識(shí)牌及標(biāo)牌信息不易保留和辨識(shí)，電纜溝道及溝道內(nèi)光纜、電纜運(yùn)維矛盾日益突出［1-3］。因此，利用先進(jìn)的科技手段，解決電力電纜（光纜）的身份辨識(shí)、電力電纜和光纜的信息調(diào)閱和日常巡檢的需求已勢(shì)在必行。陜西電網(wǎng)為了解決公司地下管道及電力電纜（光纜）管理中存在的問題和不足，全面提升公司地下管道及電力電纜（光纜）的管理水平，研究設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)網(wǎng)+移動(dòng)應(yīng)用技術(shù)的地下管道及電力電纜（光纜）網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)部分功能已在一些典型線路成功實(shí)施應(yīng)用。

1　電纜（光纜）網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化管理系統(tǒng)建設(shè)方案

電纜（光纜）網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化管理系統(tǒng)建設(shè)由溝道資源整治和信息系統(tǒng)建設(shè)兩部分組成。

1.1溝道資源整治方案

1.1.1前期勘察設(shè)計(jì)

前期勘察設(shè)計(jì)工作主要是針對(duì)試點(diǎn)地下溝道及電力電纜（光纜）進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)，對(duì)于不規(guī)范內(nèi)容進(jìn)行整改設(shè)計(jì)，并將地下溝道及電力電纜（光纜）基本信息和關(guān)鍵設(shè)備、關(guān)鍵位置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采集，形成基本臺(tái)賬信息。具體工作如下：

1）現(xiàn)有資料整理。收集試點(diǎn)工程現(xiàn)有管溝、電纜、光纜資料，進(jìn)行整理，繪制、制表等工作，為下一步現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)提供指導(dǎo)。

2）現(xiàn)場(chǎng)資源普查。對(duì)工程現(xiàn)網(wǎng)纜線資源，信息系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整理、核對(duì)、電子化、表格等，形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；并對(duì)現(xiàn)有管道的斷面進(jìn)行勘察，將管孔的占用情況及管溝的使用情況進(jìn)行勘察。內(nèi)容包括：電纜（光纜）生產(chǎn)編號(hào)信息、段起始點(diǎn)、長度、生產(chǎn)廠家、敷設(shè)時(shí)間、型號(hào)、接頭位置、盤留余量、業(yè)務(wù)情況等進(jìn)行勘察。

3）電纜（光纜）資料臺(tái)帳整理。試點(diǎn)工程勘察光電纜資料進(jìn)行整理，形成表格、圖形，核對(duì)中發(fā)現(xiàn)問題，再次到現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)核實(shí)，形成資料臺(tái)帳。

4）電子標(biāo)簽位置標(biāo)識(shí)。明確電子標(biāo)簽編碼與放置位置、光電纜編號(hào)的對(duì)應(yīng)標(biāo)識(shí)。纜線識(shí)別、做標(biāo)識(shí)，為下一步現(xiàn)場(chǎng)綁扎電子標(biāo)簽作準(zhǔn)備。

5）勘察資料的整理。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)的資料進(jìn)行整理，編號(hào)歸檔，為后期工作做好基礎(chǔ)。針對(duì)GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入格式，將光纜的屬性進(jìn)行表格化整理，輸出到一定格式的表格，為升級(jí)完善GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫做好前期的資料整理工作。

1.1.2建立標(biāo)識(shí)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察和采集成果，設(shè)計(jì)電纜（光纜）RFID數(shù)字標(biāo)簽基本屬性信息以及施工標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)勘察資料設(shè)計(jì)RFID數(shù)字標(biāo)簽基本屬性信息，制定《RFID數(shù)字標(biāo)簽綁扎施工方案及其標(biāo)準(zhǔn)》。

1.1.3綁扎電子標(biāo)簽

1）基于現(xiàn)有電纜（光纜）的勘察設(shè)計(jì)工作收集的現(xiàn)場(chǎng)信息，對(duì)RFID數(shù)字標(biāo)簽的信息錄入地下管道及電力電纜（光纜）網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化管理平臺(tái)。

2）RFID數(shù)字標(biāo)簽制作完畢后，交由工程施工人員按照第一階段設(shè)計(jì)的《RFID數(shù)字標(biāo)簽綁扎施工方案及其標(biāo)準(zhǔn)》、《施工整改方案及其標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行施工整改以及RFID數(shù)字標(biāo)簽現(xiàn)場(chǎng)綁扎工作。

1.2信息系統(tǒng)建設(shè)方案

系統(tǒng)總體架構(gòu)分為展現(xiàn)層（溝道資源數(shù)字化展現(xiàn)平臺(tái)）、業(yè)務(wù)應(yīng)用層（溝道資源數(shù)字化應(yīng)用中心）和系統(tǒng)集成層（溝道資源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集集成平臺(tái)）三大部分。系統(tǒng)總體架構(gòu)圖如1所示。

展現(xiàn)層（溝道資源數(shù)字化展現(xiàn)平臺(tái)）：是各級(jí)管理人員和用戶進(jìn)行溝道資源信息獲取的關(guān)鍵渠道，對(duì)系統(tǒng)功能和數(shù)據(jù)提供了可視化展現(xiàn)、綜合查詢統(tǒng)計(jì)和分析報(bào)表等展現(xiàn)方式。

圖1　系統(tǒng)總體架構(gòu)圖Fig. 1 System architecture diagram

業(yè)務(wù)應(yīng)用層（溝道資源數(shù)字化應(yīng)用中心）：主要包括溝道數(shù)字化管理業(yè)務(wù)、移動(dòng)巡檢業(yè)務(wù)、溝道監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)和應(yīng)用電子標(biāo)簽業(yè)務(wù)。系統(tǒng)通過應(yīng)用層的功能向用戶提供功能性服務(wù)。

系統(tǒng)集成層（數(shù)據(jù)采集集成平臺(tái)）：主要實(shí)現(xiàn)與各類在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的集成，通過在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供的消息接口實(shí)現(xiàn)對(duì)溝道內(nèi)環(huán)境信息、井蓋防盜報(bào)警信息、溝道視頻信息和電纜在線監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行集成化展示。從PMS系統(tǒng)同步“獲取”地下管道、電力電纜（光纜）臺(tái)賬信息接口和系統(tǒng)巡檢記錄向PMS“推送”同步接口集成功能開發(fā)。

2　電纜（光纜）網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化管理系統(tǒng)子系統(tǒng)建設(shè)方案

2.1業(yè)務(wù)構(gòu)架

在業(yè)務(wù)架構(gòu)上，基于公司組織架構(gòu)，業(yè)務(wù)管理模式可以設(shè)計(jì)為電子標(biāo)簽管理業(yè)務(wù)、電纜巡視搶修業(yè)務(wù)、管理巡視搶修業(yè)務(wù)和溝道資源維護(hù)業(yè)務(wù)，如圖2所示。

圖2　業(yè)務(wù)架構(gòu)圖Fig. 2 Business function architecture diagram

2.2應(yīng)用架構(gòu)

本系統(tǒng)主要應(yīng)用功能包括電子標(biāo)簽管理、移動(dòng)巡檢業(yè)務(wù)管理、溝道資源數(shù)字化管理和基礎(chǔ)平臺(tái)管理開發(fā)四大子系統(tǒng)，多項(xiàng)功能模塊，具體功能結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3　系統(tǒng)功能架構(gòu)圖Fig. 3 System function structure diagram

系統(tǒng)功能簡要需求描述如表1所示。

2.3數(shù)據(jù)架構(gòu)

數(shù)據(jù)架構(gòu)分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)域、臺(tái)賬數(shù)據(jù)域、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)域和統(tǒng)計(jì)報(bào)表數(shù)據(jù)域。

2.4后臺(tái)管理軟件技術(shù)架構(gòu)

地下管道及電力電纜（光纜）網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化管理系統(tǒng)選擇Orac1e作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，JAVA作為程序編制語言，利用當(dāng)今業(yè)界最流行的J2EE架構(gòu)，以及serv1et/javabean+struts+hibernate的開發(fā)模式。

2.5智能設(shè)備技術(shù)架構(gòu)

在研發(fā)過程中，手持標(biāo)簽識(shí)別儀的環(huán)境適應(yīng)性、數(shù)據(jù)保密性設(shè)計(jì)是重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。設(shè)計(jì)主要包括：1）手持標(biāo)簽識(shí)別儀的環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)；2）標(biāo)簽信息保密設(shè)計(jì)；3）電子標(biāo)簽的信息加密；4）電子標(biāo)簽安裝緊固性設(shè)計(jì)。

2.6電子標(biāo)簽應(yīng)用要求

電子標(biāo)簽要求防盜用、防拆、防拖動(dòng)、自毀設(shè)計(jì)，適于高低溫、酸堿、潮濕等各種惡劣環(huán)境使用。

3　西安地區(qū)電纜（光纜）電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)的應(yīng)用

目前，西安供電公司所轄典型電纜溝道已成功應(yīng)用電力電纜標(biāo)簽管理系統(tǒng)，系統(tǒng)框架如圖4所示。

表1　子系統(tǒng)功能描述Tab. 1 Subsystem function description

4　結(jié)語

該系統(tǒng)作為與生產(chǎn)管理系統(tǒng)（PMS）的子系統(tǒng)，可有效做到與PMS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互，基于該系統(tǒng)的實(shí)施，將建立全省電力電纜（光纜）溝道資源管理統(tǒng)一、規(guī)范的管理機(jī)制，真正實(shí)現(xiàn)公司溝道內(nèi)線纜資源的“帳、卡、物”一一對(duì)應(yīng)。物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用將在電力電纜（光纜）的身份辨識(shí)、信息調(diào)閱和日常巡檢當(dāng)中發(fā)揮重要的技術(shù)支撐作用：

1）在運(yùn)行管理方面，建成本系統(tǒng)將作為配網(wǎng)運(yùn)維管控系統(tǒng)的基礎(chǔ)支撐，可直觀了解電力電纜（光纜）的走徑、接續(xù)盒、防火設(shè)施等分布情況，可進(jìn)行管道內(nèi)環(huán)境參數(shù)和實(shí)況監(jiān)控的查看。

2）安全管理方面，通過移動(dòng)設(shè)備和電子標(biāo)簽，快速實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)電力電纜（光纜）的識(shí)別，提升移動(dòng)巡檢數(shù)據(jù)的規(guī)范性，提升故障應(yīng)急處置的效率。

3）在運(yùn)行電纜異動(dòng)、退役電纜撤除、多根電纜并聯(lián)運(yùn)行等異常運(yùn)行方式、排查電纜設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)周期性管理方面強(qiáng)化管控。

4）設(shè)計(jì)規(guī)劃管理方面，可便于溝道斷面資源選取及展示，為電纜網(wǎng)規(guī)劃提供路徑優(yōu)化功能。

5）重要客戶管理方面，為營銷客戶報(bào)裝提供斷面信息和最優(yōu)路徑，提升重要客戶的服務(wù)保障能力。

6）在施工驗(yàn)收管理方面，可記錄電纜施工全信息，強(qiáng)化電纜敷設(shè)、接頭制作工質(zhì)量檢查，便于故障后質(zhì)量追溯。

7）在經(jīng)濟(jì)效益方面，將大幅提升配搶工作人員效率，節(jié)約人員成本；提高線路故障排查和檢修的效率，降低線路故障損失。

圖4　陜西電力電纜標(biāo)簽管理系統(tǒng)Fig. 4 Shaanxi power cable label management system

參考文獻(xiàn)

［1］梁芝賢，惠福莉.電纜溝道綜合監(jiān)控系統(tǒng)及其應(yīng)用［J］.陜西電力，2014，4（8）：99-102. LIANG Zhixian，HUI Fu1i. Probe into integrated monitoring sYstem of cab1e channe1 and its aPP1ication［J］. Shaanxi E1ectric Power，2014，4（8）：99-102（in Chinese）.

［2］蒲路，鄭健康，景曉東，等.交聯(lián)電力電纜運(yùn)行維護(hù)新技術(shù)評(píng)估［J］.陜西電力，2009，37（7）：57-61. PU Lu，ZHENG Jiankang. JING Xiaodong，et a1. New techno1ogY eva1uation of the oPeration and maintenance of Power cab1e［J］. Shaanxi E1ectric Power，2009，37（7）：57-61（in Chinese）.

［3］趙學(xué)風(fēng)，蒲路，琚澤立，等.陜西城市電網(wǎng)光纜與電纜混溝問題探討［J］.陜西電力，2015，43（6）：75-78. ZHAO Xuefeng，PU Lu，JU Ze1i，et a1. StudY on oPtica1 fiber cab1e and Power cab1e 1aYing in one ditch in Shaanxi urban Power network［J］. Shaanxi E1ectric Power，2015，43 （6）：75-78（in Chinese）.

李喆（1963—），男，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事電力運(yùn)維與檢修工作；

趙學(xué)風(fēng)（1983—），女，博士，工程師，主要從事電力系統(tǒng)運(yùn)維研究；

林濤（1977—），男，工程碩士，高級(jí)工程師，主要從事電力系統(tǒng)運(yùn)維與檢修工作。

（編輯黃晶）

Construction and Application of Cable Network Digital Management System Author

LI Zhe1，ZHAO Xuefeng2，LIN Tao1
（1. State Grid Shaanxi E1ectric Power ComPanY，Xi’an，710032；2. State Grid Shaanxi E1ectric Power Research Institute，Xi’an，710054）

ABSTRACT：The number of Power cab1e 1ine and trench increases raPid1Y with the deve1oPment of urban construction. At the same time，the oPtica1 cab1e is more and more wide1Y used in various fie1ds of wired communication，communication cab1e can be seen everYwhere in the citY Power network cab1e channe1. Cab1e channe1 and channe1 cab1e，cab1e oPeration and maintenance contradiction is increasing1Y Prominent. In order to so1ve the Prob1ems and deficiencies in the management of underground PiPe1ines and Power cab1e（cab1e），this PaPer introduces the construction scheme，comPosition and function of the digita1 management sYstem of cab1e network. Through the Pi1ot aPP1ication in Xi’an area，the fast identification of the Power cab1e（oPtica1 fiber cab1e）is rea1ized，and the standard of mobi1e data is Promoted.

文章編號(hào)：1674-3814（2016）04-0075-04中圖分類號(hào)：TM247

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

收稿日期：2014-11-05。

作者簡介：