基于物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的多電纜識(shí)別

楊志義 徐明良 李紅巖

摘要 本文針對(duì)城市配電網(wǎng)地下電纜走向不明問(wèn)題，以RFID識(shí)別技術(shù)為核心，通過(guò)為電纜安裝電子標(biāo)識(shí)，重新標(biāo)識(shí)電纜，利用非接觸式讀寫裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜的快速準(zhǔn)確定位，根據(jù)收集的電纜路徑數(shù)據(jù)，建立地下電纜管理系統(tǒng)，達(dá)到多電纜識(shí)別的信息化管理目的。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 電纜識(shí)別 數(shù)據(jù)分析

隨著城市的不斷延拓，供電范圍不斷加大，地下電纜密度不斷升高，現(xiàn)在市區(qū)內(nèi)新建設(shè)的配電網(wǎng)幾乎都采用地下電纜線路供電，它正在逐步取代架空線路。隨著電纜化的推進(jìn)，對(duì)電纜的管理也提出了更高的要求，過(guò)去電力電纜建成后，供電公司在電纜信息的維護(hù)與管理方面經(jīng)常出錯(cuò)，運(yùn)維人員一般情況下只能憑借經(jīng)驗(yàn)和圖紙對(duì)地下電纜進(jìn)行判斷及維護(hù)，但是由于各種因素的影響，如人員的更換，電纜附近房屋或路線改造等，這會(huì)造成原有的電纜地面標(biāo)志丟失，這給電纜識(shí)別帶了極大的困難。如何實(shí)現(xiàn)地下電纜的準(zhǔn)確定位，及精細(xì)化管理地下電纜成為現(xiàn)在配電網(wǎng)日常管理維護(hù)中的重要問(wèn)題。

為此，我們將地下電纜與信息智能聯(lián)系起來(lái)，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)，通過(guò)為電纜安裝電子標(biāo)識(shí)，重新標(biāo)識(shí)電纜，利用非接觸式讀寫裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜的現(xiàn)場(chǎng)快速定位。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)收集的電纜路徑數(shù)據(jù)，建立地下電纜管線管理系統(tǒng)，達(dá)到電纜識(shí)別的信息化管理，通過(guò)系統(tǒng)分析不僅能夠快速識(shí)別電纜，提高效率，還能夠?qū)σ恍┩话l(fā)情況進(jìn)行預(yù)警。

1 電纜標(biāo)識(shí)

電子標(biāo)識(shí)系統(tǒng)是基于無(wú)線射頻技術(shù)構(gòu)建，它主要包含一個(gè)接用于收及發(fā)射信號(hào)的非接觸式讀寫裝置和一個(gè)電子信息標(biāo)識(shí)器組成。電子信息標(biāo)識(shí)器內(nèi)部裝有無(wú)源電路，用于記錄和反饋標(biāo)識(shí)器信息。標(biāo)識(shí)器外殼是由防腐、非導(dǎo)電材料制成，以此達(dá)到防潮、防腐、抗沖擊的效果。電子標(biāo)識(shí)器主要分為三種：電子標(biāo)識(shí)碼、電子標(biāo)識(shí)樁和電子標(biāo)簽，一般用于標(biāo)識(shí)電纜管道（電子標(biāo)識(shí)碼和標(biāo)識(shí)樁）和電纜本體（電子標(biāo)簽）。

非接觸式讀寫裝置是一個(gè)電磁波發(fā)生接收裝置，用于讀寫電子標(biāo)識(shí)器。其原理是，讀寫裝置發(fā)出固定頻率的電磁波信號(hào)，當(dāng)靠近標(biāo)識(shí)器時(shí)，標(biāo)識(shí)器內(nèi)無(wú)源電路感應(yīng)信號(hào)后，產(chǎn)生感應(yīng)電流，啟動(dòng)標(biāo)識(shí)器內(nèi)電路，并以電磁波方式反饋標(biāo)簽信息（回波信號(hào)），讀寫裝置接收反饋信息。只需調(diào)節(jié)讀寫裝置和電子標(biāo)識(shí)所產(chǎn)生的電磁波波長(zhǎng)、頻率、振幅等參數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)電子標(biāo)識(shí)器的非接觸式讀寫操作。

根據(jù)電子標(biāo)識(shí)回波信號(hào)的返回方向與時(shí)間，電子標(biāo)識(shí)讀寫器可計(jì)算讀寫器與電子標(biāo)識(shí)之間的距離和角度，實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)識(shí)器的定位。又由于標(biāo)識(shí)器是沿電纜方向安裝，因此只需跟蹤標(biāo)識(shí)器的位置，并可實(shí)現(xiàn)電纜路徑的跟蹤與定位。我們對(duì)重要的干線電纜每隔50米安裝一個(gè)含RFID芯片的電子標(biāo)志，上面有唯一編制二維碼，該二維碼上包含的信息有：電纜位置、回路名稱、鋪設(shè)方式、深度等等重要信息。

2 電纜識(shí)別與管理系統(tǒng)

建立電纜標(biāo)識(shí)與地下電纜綜合管理系統(tǒng)，可極大提高地下電纜管理效率。

2.1 實(shí)現(xiàn)地下電纜準(zhǔn)確、快速定位

配電網(wǎng)運(yùn)維人員在無(wú)需打開(kāi)電纜溝蓋板情況下，使用手持電子標(biāo)識(shí)讀寫裝置，在電纜通道上方附近位置，即可讀取地下電纜上電子標(biāo)簽所包含的信息，獲取通道內(nèi)每條電纜的具體信息，并能按照讀寫器上的方向指示，對(duì)電纜路徑進(jìn)行跟蹤，實(shí)現(xiàn)電纜的快速準(zhǔn)確定位。該電纜定位方法，能極大提高電纜故障定位速度，減少電纜的故障處理時(shí)間。

2.2 電纜信息的高效管理

通過(guò)管理系統(tǒng)內(nèi)的電纜走向沿布圖，可以直觀快速的掌握全區(qū)地下電纜的分布情況，這為今后電力線路、地下管道及路面施工管理提供準(zhǔn)確且有效的數(shù)據(jù)支持。系統(tǒng)記錄電子標(biāo)識(shí)的位置以及現(xiàn)場(chǎng)的安裝照片及周邊環(huán)境情況，使運(yùn)維管理人員足不出戶就可掌握電纜沿線的情況，為電纜的維護(hù)提供強(qiáng)有力的支持。

2.3 數(shù)據(jù)分析與挖掘

利用后臺(tái)系統(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，得到的結(jié)果可供管理人員實(shí)時(shí)了解電纜的整體運(yùn)行情況;利用電纜狀態(tài)監(jiān)測(cè)收集的數(shù)據(jù)，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，通過(guò)分類模型識(shí)別電纜故障可能性，提前做出預(yù)判，提升業(yè)務(wù)效率。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)電纜標(biāo)識(shí)，安裝電子標(biāo)識(shí)，收集數(shù)據(jù)并建立電纜識(shí)別系統(tǒng)，利用非接觸式讀寫裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜的現(xiàn)場(chǎng)快速定位，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)收集的電纜路徑數(shù)據(jù)，建立地下電纜管線管理系統(tǒng)，極大提高了供電公司對(duì)電纜的管理效率。

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