基于移動終端的通信設(shè)備和線路巡檢系統(tǒng)設(shè)計

彭建紅

摘要：基于智能移動終端的通訊線路巡檢系統(tǒng)是一個以智能手機為終端移動設(shè)施進行網(wǎng)上傳輸線路維護的系統(tǒng)進行了需求分析設(shè)計。

關(guān)鍵詞：移動通信設(shè)備;線路巡檢系統(tǒng);設(shè)計

當前，以移動智能終端為載體的移動地理信息系統(tǒng)GIS已成為地理信息系統(tǒng)研究的熱點，對GIS基礎(chǔ)理論，接著介紹了GIS、GPS、嵌入式操作系統(tǒng)、無線通信技術(shù)、嵌入式數(shù)據(jù)庫的基本知識，在此基礎(chǔ)上對基于GIS的線路巡檢系統(tǒng)的架構(gòu)進行研究和設(shè)計，然后根據(jù)具體的巡檢業(yè)務(wù)進行需求分析、系統(tǒng)設(shè)計，并提供了應(yīng)用中涉及的關(guān)鍵問題的解決方案，最后對整個系統(tǒng)進行了總結(jié)與展望。

一、移動GIS的概念

“數(shù)字城市”是一個由多種高新技術(shù)支持的計算機網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，它不僅能在計算機上建立虛擬城市，再現(xiàn)城市的各種資源分布狀態(tài)，更為主要的是：數(shù)字城市能存進城市不同部門、不同層次之間的信息共享、交流和綜合，減少城市資源浪費和功能重疊，進而可以宏觀、全局地制定城市規(guī)劃和發(fā)展的整體戰(zhàn)略。城市數(shù)字化是一個系統(tǒng)工程，是以計算機網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的，網(wǎng)絡(luò)將各數(shù)字節(jié)點連接在一起。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善是城市數(shù)字化的必要條件，由此而產(chǎn)生的各類應(yīng)用則是“數(shù)字城市”的重要組成部分之一。移動GIS系統(tǒng)正是在這一背景下產(chǎn)生并發(fā)展起來。移動GIS是建立在移動計算環(huán)境、有限處理能力的移動終端條件下，提供移動中的、分布式的、隨遇性的移動地理信息服務(wù)的GIS。它是計算機技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、移動定位技術(shù)、無線通信技術(shù)以及移動設(shè)備共同發(fā)展進步的產(chǎn)物。

二、移動通信設(shè)備系統(tǒng)需求

電力線路巡檢系統(tǒng)是一種集數(shù)據(jù)采集、信息管理和通信于一體的集成應(yīng)用系統(tǒng)，在進行系統(tǒng)的需求分析時應(yīng)該結(jié)合系統(tǒng)自身特點以及用戶要求做出分析。特別指明，由于本系統(tǒng)是電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的巡線管理應(yīng)用，故系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的巡檢點，在系統(tǒng)中把這些對象都按巡檢設(shè)備處理。在要管理所有巡線員信息、線路巡檢信息、巡線任務(wù)信息、巡線員工作調(diào)配及任務(wù)驗收等。在巡線員需要在野外工作時根據(jù)矢量地圖信息及GPS數(shù)據(jù)對桿塔進行巡檢并記錄巡檢信息到PDA上的數(shù)據(jù)庫;GPS信號接收設(shè)備要隨時接收GPS信號并通過程序指導(dǎo)巡線員巡線工作。

三、移動通信設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計

1、移動巡檢系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)的需求分析，知道實際的線路巡檢工作由數(shù)據(jù)采集和日常線路巡檢兩部分組成。

（1）數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集就是在進行首次的巡線工作和巡查新線路時，采集新線路上的所有設(shè)備的位置信息和屬性信息，前者用于創(chuàng)建日后巡檢工作中指導(dǎo)巡檢的工作地圖，后者對應(yīng)于系統(tǒng)中的巡視設(shè)備管理。實際工作要求只有在收集、完善了這兩部分信息后才能進行正常的巡檢工作。

（2）日常巡檢。日常巡檢就是巡線員在巡檢過程中采用GPS接收器獲取當時所在地理位置的經(jīng)緯度信息和當前時間信息，然后與原始巡視點定位信息進行比較，并將現(xiàn)場檢測的線路缺陷情況一一記錄在PDA中，以便在任務(wù)完成后上傳到桌面進行處理。

2、功能模塊。該模塊通過用戶權(quán)限管理實現(xiàn)用戶登錄時的身份驗證。巡線員輸入正確的巡檢號碼和密碼才能夠登錄系統(tǒng)。為了改進傳統(tǒng)巡檢方法無法有效監(jiān)督巡線員巡檢到位的缺點，本系統(tǒng)采用GPS定位信息在巡檢過程中監(jiān)督、引導(dǎo)巡線員有效的完成巡檢任務(wù)。

（l）自動定位方式。在線路巡檢過程中，如果選擇了自動定位的方式，則系統(tǒng)將按一定的時間間隔來讀取當前移動端位置的GPS定位信息，并提供智能提示功能，即如果當前位置的一定范圍內(nèi)有目標巡視點出現(xiàn)則向巡線員發(fā)出提示信息，有效的降低了漏檢的可能性。這種方式的優(yōu)點在于智能化，有效提供巡線員的工作效率和任務(wù)完成率;缺點在于移動設(shè)備的GPS模塊一直處于工作狀態(tài)，加大了移動設(shè)備的電源損耗。

（2）手動定位方式。此方式可用于“數(shù)據(jù)采集”和“線路巡檢”兩個過程中。當任務(wù)類型為“數(shù)據(jù)采集”時，巡線員到達新建巡視點（如桿塔）或需要重新定位的巡視點后，由巡線員手動點擊“GPS定位”按鈕獲取該點的GPS坐標，包括經(jīng)度、緯度和時間信息，然后輸入巡視點的其他屬性信息并保存。這種方式也是數(shù)據(jù)采集過程中默認的定位方式且不可改變。當任務(wù)類型為“線路巡檢”時，如果采用手動獲取定位信息的方式，巡線員只有到達巡視點的時候才獲取當前位置信息，能夠有效的改善移動設(shè)備的電源損耗問題。

3、數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集是系統(tǒng)投入使用或新建線路、線路改道后，巡線員對日后的巡檢工作線路和沿線電力設(shè)備的位置信息、屬性信息等數(shù)據(jù)進行采集的過程。采集具體操作如下：

（l）新增巡視點：由GPS接口接收到的信息讀取到該處的經(jīng)、緯度自動并填充到設(shè)備的相應(yīng)屬性字段上，然后添加設(shè)備編號、設(shè)備類型、所屬線路編號（默認為登錄時的線路號）、啟用時間、廢棄時間和當前狀態(tài)等屬性信息。輸入完成后，下一步提示巡線員是否在當前地圖中插入該設(shè)備對應(yīng)的地圖元素，巡線員提交“確定”后，系統(tǒng)向數(shù)據(jù)庫提交新巡視點的屬性信息并修改當前工作地圖。

（2）更新巡視點：系統(tǒng)根據(jù)當前線路中需要編輯的巡視點的經(jīng)緯度或巡視點的設(shè)備編號提取目標巡視點的屬性信息，然后根據(jù)實際情況更新巡視點的屬性信息，并且如果巡視點的位置信息發(fā)生變化時，系統(tǒng)同時完成地圖的修改。

4、數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與實現(xiàn)。隨著移動存儲硬件的發(fā)展，PDA可存儲的數(shù)據(jù)量相應(yīng)的增大，并且隨之而來的移動數(shù)據(jù)庫的發(fā)展解決了嵌入式設(shè)備的數(shù)據(jù)管理問題，但其存儲容量仍然是有限的。根據(jù)業(yè)務(wù)需求，PDA數(shù)據(jù)庫不需要擁有桌面數(shù)據(jù)庫的所有信息，只需要提取與某次巡線有關(guān)的信息供該次任務(wù)的PDA數(shù)據(jù)庫使用。因此數(shù)據(jù)庫的設(shè)計需要兼顧到兩個不同的系統(tǒng)的應(yīng)用，做到簡潔、實用。

PDA數(shù)據(jù)庫，移動巡檢系統(tǒng)需要的信息主要有用戶信息、線路信息、線路設(shè)備信息、巡檢任務(wù)信息、缺陷登記信息、消缺登記信息、缺陷知識庫、消缺知識庫等。但是，實際應(yīng)用中并不是需要這些表中的所有內(nèi)容，即PDA數(shù)據(jù)庫只需要與它本次要完成的任務(wù)相關(guān)的內(nèi)容即可，一方面是PDA存儲系統(tǒng)空間太小的局限性所至;另一方面也是提高系統(tǒng)工作效率的要求。因此，需要通過對數(shù)據(jù)中心的這些核心表的操作得到PDA數(shù)據(jù)庫需要數(shù)據(jù)，并在任務(wù)完成后將更新后的信息導(dǎo)入后臺數(shù)據(jù)庫中。經(jīng)過分析，在每一次的巡線任務(wù)中所需要的信息有：與本次任務(wù)相關(guān)的巡線員的登錄信息對用戶使用權(quán)限提供確認，含用戶編號、用戶名和用戶密碼信息;與本次任務(wù)相關(guān)的任務(wù)信息，含任務(wù)編號、任務(wù)類型、巡檢類型、執(zhí)行時間信息;每次任務(wù)執(zhí)行前都需要清空表。

參考文獻

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