0引言

電力電纜供電可靠性高， 不受地面和空間建筑物及惡劣氣候影響， 隨著生產(chǎn)成本的下降， 在城市輸電線路中使用越來越多。 杭州市電力局自2003年開始大面積使用高壓電力電纜 ， 截止目前， 市區(qū)主網(wǎng)電纜線路長度已突破 600 km。

然而， 隨著高壓電纜投運增多， 受城市地下空間資源限制， 矛盾也日益突出。 首先， 電纜線路同路徑并行走線較為普遍， 1條通道往往會有不同電壓等級的電纜線路分溝走線。 其次， 按照杭州市電力局電纜線路管理模式， 不同電壓等級電纜線路的運行職責(zé)隸屬不同運行單位。 由于電纜線路運行環(huán)境較隱蔽， 受運行資料不完善和通道測試設(shè)備的局限， 同路徑并行電纜管溝的辨識、 排查難度很大， 當(dāng)電纜線路發(fā)生故障時， 雖然能通過設(shè)備定位查找到故障點， 但由于受現(xiàn)場標(biāo)識不清及工井環(huán)境的影響， 故障電纜所處工井無法確認， 造成道路誤挖誤開， 使電纜故障處理效率低， 同時也帶來社會負面影響。

為了改變上述現(xiàn)象， 結(jié)合杭州市電力局高壓電纜線路運行管理的實際情況， 探索采用 RFID+ PDA（手持數(shù)據(jù)終端）的電子標(biāo)識技術(shù)來解決和完善目前存在的問題， 同時改變電纜管理的傳統(tǒng)模式， 實現(xiàn)電纜運行管理的電子化、 信息化。

1電子標(biāo)識技術(shù)簡介

RFID電子標(biāo)簽（無線射頻識別）已在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用， 是一種較為成熟的識別技術(shù)， 在大型設(shè)備多、 配套輔機數(shù)量大、 分布范圍廣、 安裝位置復(fù)雜的電力、 化工、 鋼鐵、 水泥等企業(yè)的應(yīng)用尤為普遍。 在企業(yè)資產(chǎn)管理不停車收費系統(tǒng)、 停車場管理系統(tǒng)、 倉庫管理、電子門票、 圖書館管理等都廣泛采用了電子標(biāo)簽技術(shù)。 在電力行業(yè)， 變電站手持終端 PDA 巡檢管理也是電子標(biāo)簽識別系統(tǒng)成功使用的案例。

通過基于 RFID 和 PDA 的電子標(biāo)識技術(shù)， 可以實現(xiàn)電纜通道設(shè)備的數(shù)字化和信息化管理， 以及對運行人員巡視到位率的監(jiān)管， 規(guī)范運行管理標(biāo)準化流程， 做到運行管理術(shù)語描述的標(biāo)準化、規(guī)范化， 改變電力電纜運行管理的傳統(tǒng)模式。

高壓電纜線路電子標(biāo)識技術(shù)研究由 2 部分組成， 一部分是對電子標(biāo)簽 RFID 研究， 最終實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸、 無限次讀/寫功能， 將電子標(biāo)簽安裝在電纜通道工井對應(yīng)的地面標(biāo)識牌上; 一部分是對手持終端 PDA 設(shè)備的研究， 利用無線采集功能獲取現(xiàn)場設(shè)備信息， 同時進行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)維護。 采集數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)或辦公局域網(wǎng)進行數(shù)據(jù)上傳， 避免了數(shù)據(jù)的二次維護， 減少了工作量， 避免漏錄、 誤錄的情況發(fā)生。

2電子標(biāo)識技術(shù)方案

電力電纜電子標(biāo)識系統(tǒng)由硬件和軟件 2 部分組成。 硬件包括 RFID 標(biāo)簽和手持終端 PDA， 軟件采用 J2EE 架構(gòu)，具有可擴展性、 跨平臺性以及強大的集成功能。 軟件系統(tǒng)適合電纜管理， 可實現(xiàn)與 PDA 軟件平臺融合， 同時與電力生產(chǎn)系統(tǒng) PMS（生產(chǎn)管理系統(tǒng)）實現(xiàn)資源共享。

2.1電子標(biāo)識技術(shù)的硬件功能

電子標(biāo)簽 RFID 采用無源超高頻抗金屬標(biāo)簽P9525-M4QT， 標(biāo)簽芯片 ImpinjM4QT， 為耐高溫、防水、 抗壓的抗金屬材料， 可以滿足電纜通道現(xiàn)場惡劣條件。 協(xié)議為 EPC Class1Gen2（ISO18000-6C）， 頻率為 902~928 MHz。 電子標(biāo)簽利用無線電波傳送識別數(shù)據(jù)， 由傳感器（Reader）和 RFID 標(biāo)簽（Tag）所組成， 運行原理是利用傳感器發(fā)射無線電波， 觸動感應(yīng)范圍內(nèi)的 RFID標(biāo)簽， 電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流使 RFID 標(biāo)簽上的芯片運作并發(fā)出電磁波響應(yīng)傳感器。 在杭州市區(qū)， 高壓電纜線路通道鋪設(shè)在電纜工井和電纜管道中， 電纜工井的間距通常為30~50 m。 根據(jù)電纜通道走線路徑的不同和市區(qū)景觀的需要， 電纜工井一般設(shè)置在人行道、 綠化帶、 慢車道上。 為了檢修和事故搶修，必須對電纜線路進行準確定位，對井內(nèi)的高壓電纜線路進行定位確認， 以便快速處理事故。 在電纜工井上方安裝不同的電纜標(biāo)識牌， 將具有抗壓、 防水性能的電子標(biāo)簽 RFID 安裝在這些電纜線路通道標(biāo)識牌的下方或周圍。 對于通道情況不明的電纜路徑，初次可采用人工查找方式從電纜兩側(cè)終端向中間并配合電纜路徑探測儀進行路徑和工井明確， 安裝固定電纜標(biāo)識牌并同時安裝電子標(biāo)簽;對于新建電纜線路，可在電纜線路驗收環(huán)節(jié)進行電子標(biāo)簽的電纜標(biāo)識牌安裝。

在 PDA 上安裝精簡的 Windows CE 嵌入式操作系統(tǒng)， 可以實現(xiàn)對 RFID 數(shù)據(jù)的采集、 存儲等功能; 具備極高的耐用性和可靠性， 且便于攜帶、易于操作。 可通過有線（USB 接口）方式或者無線方式， 根據(jù)登錄系統(tǒng)的登錄身份從服務(wù)器上按權(quán)限下載巡檢任務(wù)及相關(guān)資料。 這些資料包括任務(wù)、 時間、 地點、 類型、 內(nèi)容， 以及作業(yè)前期準備等; 也可將指定的設(shè)備數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下載到隨身電腦上， 現(xiàn)場人員可通過 PDA 進行無線讀寫。 系統(tǒng)下載的數(shù)據(jù)還包括部門、 班組和人員信息， 可用于系統(tǒng)對相關(guān)業(yè)務(wù)人員的權(quán)限審核和記錄填寫。 可以從缺陷庫中提取標(biāo)準的設(shè)備缺陷信息下載到 PDA 中， 供巡視作業(yè)人員在現(xiàn)場巡視時調(diào)用參考。表單下載功能可以對下載后的運行及檢修表單進行查看及打印。

手持 PDA 集成了 GPS 全球定位系統(tǒng)、 RFID電子標(biāo)簽識別系統(tǒng)、 掌上電腦和計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)， 基于“移動信息平臺”概念， 實現(xiàn)巡視目標(biāo)自動定位（手工定位）、 自動記時， 并通過掌上電腦完成缺陷的詳細規(guī)范性記錄， 通過程序嚴格控制巡視人員巡視路線，對巡視人員進行巡視到位率考核。

電纜巡視時， 可以通過手持 PDA 直接調(diào)出有關(guān)設(shè)備的巡視流程， 瀏覽巡視內(nèi)容、 巡視路線和缺陷圖片， 進行設(shè)備掃描、 逐步巡視、 錄入數(shù)據(jù)、 錄入缺陷。

2.2 電子標(biāo)識技術(shù)的軟件功能

浙江省電力公司生產(chǎn)管理系統(tǒng)采用先進的管理理念， 將生產(chǎn)、 運行和維護體系劃分為設(shè)備層、 規(guī)范層、 執(zhí)行層。 在射頻識別 RFID+PDA的電子標(biāo)識技術(shù)系統(tǒng)前端設(shè)備選擇和現(xiàn)場安裝應(yīng)用的基礎(chǔ)上， 為了使軟件系統(tǒng)能與現(xiàn)有的生產(chǎn)管理平臺 PMS 對接， 軟件模塊開發(fā)必須與 PMS 巡檢管理、 設(shè)備管理、 計劃管理、 缺陷管理等功能有機結(jié)合， 形成完整的電纜巡檢管理業(yè)務(wù)流程， 實現(xiàn)電纜線路運行維護管理數(shù)字化、 信息化。

軟件功能主要包括： 終端管理提供巡檢人員在工作現(xiàn)場通過手持 PDA 進行數(shù)據(jù)信息的查詢、最新數(shù)據(jù)信息錄入， 系統(tǒng)數(shù)據(jù)上傳/下載等功能，支持巡檢人員通過瀏覽區(qū)維護巡檢任務(wù)執(zhí)行情況、 巡檢記錄和缺陷等; 后臺管理為巡檢業(yè)務(wù)管理人員提供計劃和任務(wù)安排、 巡視過程的跟蹤、缺陷隱患的管理和查詢統(tǒng)計功能。 提供巡檢業(yè)務(wù)處理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理功能。 另外， 系統(tǒng)接口提供了巡檢系統(tǒng)和其他系統(tǒng)的業(yè)務(wù)串聯(lián)。

3巡檢流程

巡檢人員持手持 PDA 在現(xiàn)場完成巡檢后，對巡檢生成的數(shù)據(jù)記錄進行存儲、查詢、分析、匯總和報表生成， 并上傳至 PMS 系統(tǒng)， 由后臺運管理人員對前端采集的數(shù)據(jù)進行完善、 處理。 應(yīng)用該系統(tǒng)后取得以下顯著成果： 首先， 巡檢人員前端手持 PDA獲取電纜通道上每一只工井對應(yīng)標(biāo)識牌附著安裝的電子標(biāo)簽進行 GPS 定位信息，通過后臺軟件系統(tǒng)中的電子地圖， 可展現(xiàn)形成每一回運行電纜路徑走向， 解決了由于電纜線路運行環(huán)境隱蔽、 運行資料不完善、 同路徑并行電纜管溝難以辨識、 排查難度較大的問題， 實現(xiàn)了電纜路徑通道的數(shù)字化、 信息化管理。 其次， 在充分獲取電纜后臺數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上， 當(dāng)電纜線路發(fā)生故障時， 通過電纜設(shè)備故障查找儀定位查找到故障點， 可利用測得的電子標(biāo)簽 GPS 經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，用手持 PDA在現(xiàn)場進行故障點工井準確定位，使電纜故障處理修復(fù)更加及時、 高效， 提高了隱蔽電纜線路故障處理效率， 將停電造成的負面影響降到最低。 利用 PDA 的定位功能， 還可以對運行人員進行巡檢路徑的跟蹤考評， 提高電纜線路巡線到位率的標(biāo)準化管理水平。 實現(xiàn)從巡檢缺陷發(fā)現(xiàn)到缺陷處理的全過程高效管理， 減少運行、檢修人員的工作量， 提高日常運行維護管理的工作效率， 確保運行部門運行維護管理工作流程的標(biāo)準化、 規(guī)范化。

4結(jié)語

基于射頻識別 RFID+PDA 的電子標(biāo)識技術(shù)在PMS 電纜管理中的應(yīng)用 ， 能實現(xiàn)電纜路徑通道信息的快速定位， 有效提高電纜路徑通道后臺數(shù)字化和信息化管理水平; 實現(xiàn)電纜線路故障搶修時開啟工井的精確定位， 提高故障搶修效率;實現(xiàn)對運行人員巡線到位率的跟蹤考評， 規(guī)范電纜運行管理標(biāo)準化流程。 該技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了現(xiàn)場數(shù)據(jù)與 PMS 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享， 將大大減少運行維護人員的工作量， 提高日常工作效率， 為電纜線路安全運行提供保障。

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