地下電纜智能運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用

江 華，莊清濤，陳耕穎，李小強(qiáng)，林建華

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局，廣東 東莞 523000

0 引言

隨著計(jì)算機(jī)智能技術(shù)的全面發(fā)展，將技術(shù)應(yīng)用在地下電纜管理工作中，能在提升管控效率的同時(shí)，維持應(yīng)用管理的安全性，并提升工程項(xiàng)目建設(shè)的整體水平，延長線路使用壽命，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的和諧統(tǒng)一[1]。

1 地下電纜智能運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)

1.1 射頻識別技術(shù)

基于射頻識別技術(shù)，利用獨(dú)立標(biāo)簽的應(yīng)答器，配合電子編碼的識別，就能完成目標(biāo)對象的確定，并且應(yīng)用層軟件還能對數(shù)據(jù)信息予以處理，確保用戶及時(shí)使用。在地下電纜智能識別的過程中，一般是在基建單元、改遷單元或者是依據(jù)結(jié)果補(bǔ)裝過程中落實(shí)識別器的安裝，有效維持信息的匯總。

首先，要保證電纜識別從變電站饋線出線的位置開始，沿著電纜的基本走向逐步安裝信息標(biāo)識器，保證相關(guān)元件都能發(fā)揮實(shí)際作用。其次，要按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)相應(yīng)工作，在固定的位置安裝設(shè)備元件，以保證數(shù)據(jù)處理和匯總分析的規(guī)范性。通常，可安裝設(shè)備元件的位置包括如下部位：（1）地下電纜中間接頭；（2）地面及以下不可見的井蓋位置；（3）預(yù)埋預(yù)置電纜端頭；（4）地下電纜非人井內(nèi)轉(zhuǎn)彎位置，如果轉(zhuǎn)彎的半徑較大，要每偏離路由0.3 m的位置敷設(shè)電子信息標(biāo)識器，有效維持定位的準(zhǔn)確性，要在2 m以上的位置安裝識別轉(zhuǎn)彎路徑；（5）直埋電纜盤留區(qū)域；（6）維修過的地下電纜或者是接頭位置。

1.2 現(xiàn)場全息建模技術(shù)

現(xiàn)場全息建模技術(shù)主要是基于地下電纜信息標(biāo)識點(diǎn)分析，以便有效了解地下管線的特征和附屬設(shè)施中心附近位置的地面標(biāo)識。要結(jié)合地面和地下較為明確的電纜點(diǎn)落實(shí)相應(yīng)工作，依據(jù)設(shè)置原則和設(shè)置方式完善相應(yīng)工作。

在空間位置信息處理的過程中，經(jīng)緯度要參照建筑物和交通地圖標(biāo)識，配合現(xiàn)場快速定位信息，搭配電子信息標(biāo)識器ID號完成相關(guān)分析工作。

1.3 VR全景建模技術(shù)

VR全景建模主要是借助專業(yè)相機(jī)完成整個(gè)場景的圖像信息采集分析，借助圖像透視處理的方式模擬三維實(shí)景。該技術(shù)被廣泛應(yīng)用在電力管井、地下VR照片外業(yè)采集工作中。借助360°全景攝像數(shù)碼機(jī)能有效補(bǔ)充光源。

例如，電力管井VR數(shù)據(jù)處理，主要是將外業(yè)采集的相關(guān)VR照片借助Wi-Fi技術(shù)或藍(lán)牙技術(shù)傳輸?shù)綄拥挠?jì)算機(jī)系統(tǒng)中，配合VR數(shù)據(jù)顯示的位置信息完成編輯工作，就能建立地下電纜的數(shù)據(jù)信息庫，包括電纜的走向信息、敷設(shè)邏輯信息、具體名稱信息等?；A(chǔ)分辨率為5 327×2 688，存儲的大小為4 M。

除此之外，還可以建立電纜運(yùn)行狀態(tài)評估模型，配合實(shí)時(shí)性試驗(yàn)分析技術(shù)，對其在線數(shù)據(jù)予以監(jiān)控，以獲取運(yùn)行工況信息，并將其反映到狀態(tài)評價(jià)體系中，更好地指導(dǎo)地下電纜智能運(yùn)維工作的全面開展[2]。

2 地下電纜智能運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)分析

2.1 整體框架

要結(jié)合服務(wù)要求、數(shù)據(jù)要求、基礎(chǔ)軟件要求，打造多層體架構(gòu)模式，從而配合全息建模實(shí)現(xiàn)對應(yīng)分析。

（1）服務(wù)層。能提供服務(wù)托管業(yè)務(wù)，配合調(diào)度功能、聚合功能等有效形成相關(guān)空間數(shù)據(jù)服務(wù)模式。與此同時(shí)，還支持WebGIS配置，能建立網(wǎng)絡(luò)地圖、緩沖分析和空間檢索等模塊[3]。

（2）數(shù)據(jù)層。主要是依據(jù)GIS數(shù)據(jù)和系統(tǒng)知識庫存儲過程，匯總電力部門專業(yè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，配合設(shè)備臺賬數(shù)據(jù)的電纜數(shù)據(jù)，就能搭建完整的空間數(shù)據(jù)庫。

（3）基礎(chǔ)層。配合支持平臺運(yùn)行GIS軟件和電力業(yè)務(wù)化系統(tǒng)。

（4）應(yīng)用層。主要是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和地下資產(chǎn)運(yùn)維管理項(xiàng)目聯(lián)合應(yīng)用，有效配合需求開發(fā)相關(guān)業(yè)務(wù)功能，進(jìn)一步提升運(yùn)維管理綜合應(yīng)用的效果，實(shí)現(xiàn)面向管理員的電纜數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，并且能實(shí)現(xiàn)電纜可視化管理。

（5）接入層。配合PC和平板等展示層技術(shù)終端，就能維持平臺應(yīng)用的功能價(jià)值。

2.2 功能模塊

（1）B/S系統(tǒng)。在地下電纜智能運(yùn)維系統(tǒng)中，結(jié)合全息建模處理的方式，更好地展示信息窗口，并且配合平臺總體架構(gòu)，能建立完整的地理環(huán)境信息和設(shè)備信息聯(lián)動(dòng)模式。例如，能在地圖上直觀地獲取電纜走向信息，或者是沿著地圖就能了解電纜和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，配合外業(yè)一體化、協(xié)同化等智能化管理方案實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性管理。

第一，設(shè)備臺賬。主要是對線路、變電站、敷設(shè)區(qū)間等進(jìn)行電子識別，并且能結(jié)合實(shí)際情況完成信息數(shù)據(jù)的刪減和修改[4]。

第二，線路管理。主要是對線路的電壓等級、線路的編號名稱等予以查詢和導(dǎo)出，并且，配合相應(yīng)的技術(shù)處理方案就能完善線纜線路數(shù)據(jù)綜合管理效果。應(yīng)用導(dǎo)出標(biāo)識器竣工資料的方式，獲取Word文檔或Excel表格，確保對應(yīng)設(shè)備管理工作的實(shí)時(shí)性和科學(xué)性。

小白說，你現(xiàn)在的任務(wù)就是好好休息，等養(yǎng)好了身體有的是時(shí)間扯閑篇。我說，我還不知道那位好心的老板是誰呢。等我出院之后，一定要好好謝謝人家。受人滴水之恩，要涌泉相報(bào)，我老頭子雖說沒有多少文化，這點(diǎn)道理還是懂的。

第三，工井現(xiàn)場建模仿真分析。結(jié)合數(shù)據(jù)采集過程獲取屬性信息和照片信息，利用三維建模技術(shù)就能實(shí)現(xiàn)建模仿真分析（見圖1）。

圖1 電纜通道VR全息建模示意圖

第四，電力電纜展示。主要是借助臺賬樹未完成可視化線路展示處理，并且能明確標(biāo)注電纜的精確走向示意圖。配合電子標(biāo)識器的相關(guān)標(biāo)識內(nèi)容，就能分析電纜資產(chǎn)、溝管等關(guān)鍵信息，將其直接讀寫在終端設(shè)備中，配合移動(dòng)App采集關(guān)聯(lián)信息，就能更好地提升數(shù)據(jù)庫管控效果[5]。

第五，電纜敷設(shè)邏輯圖。結(jié)合電纜敷設(shè)邏輯圖能直觀地了解電纜之間的邏輯關(guān)系，配合線對識別過程，還能明確掌握地下管道敷設(shè)的狀態(tài)，明確剩余資源，這為后續(xù)管線規(guī)劃提供了保障。

（2）移動(dòng)巡檢App。在移動(dòng)巡檢App中，能對電纜信息采集過程、電纜數(shù)據(jù)管理過程和電纜附件采集等予以集中管理，配合功能模塊就能實(shí)時(shí)性掌握地下電纜的名稱、走向以及埋深等內(nèi)容，更好地完善資源配置模式，確保能提升電力系統(tǒng)地下資產(chǎn)運(yùn)維管理的實(shí)效性。

第一，登錄權(quán)限的認(rèn)證。在電力內(nèi)網(wǎng)或者是互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，要在授權(quán)環(huán)境下才能登錄App，并且使用專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，按照用戶名、密碼的具體要求完成驗(yàn)證。

第三，電纜路徑點(diǎn)高精度GPS采集過程。將獲取信息利用App模塊完成匯總分析。

第四，對應(yīng)數(shù)據(jù)采集。包括如下方面數(shù)據(jù)的采集：①要完成頂管、工井的數(shù)據(jù)采集工作；②電纜附件的數(shù)據(jù)采集；③建立路徑點(diǎn)全景VR采集，配合電子標(biāo)識器實(shí)現(xiàn)對節(jié)點(diǎn)周邊路面環(huán)境信息的采集處理；④對電纜通道、同溝電纜、中間接頭等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

2.3 效益分析

一方面，應(yīng)用智能化技術(shù)方案進(jìn)行地下電纜管理控制工作，能實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效的目標(biāo)，并且系統(tǒng)的應(yīng)用是順應(yīng)工業(yè)化和智能化融合發(fā)展趨勢的選擇，整體經(jīng)濟(jì)適用性強(qiáng)。

另一方面，借助智能技術(shù)處理方案能實(shí)現(xiàn)對地下電纜分層管理和地下電纜的瀏覽管理，及時(shí)完成空間分析，社會效益十分明顯[7]。

3 結(jié)束語

總而言之，地下電纜智能運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，能更好地為城市配電網(wǎng)管理工作提供保障，實(shí)現(xiàn)可視化操作和可視化監(jiān)控的目標(biāo)，為資產(chǎn)管理、規(guī)劃管理等工作的全面落實(shí)創(chuàng)設(shè)良好的平臺，在提升經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)滿足社會效益需求，共同維護(hù)電力系統(tǒng)電纜管理工作可持續(xù)發(fā)展。