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(zhǎng)度已突破 600 km。

然而， 隨著高壓電纜投運(yùn)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(huì)有不同電壓等級(jí)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(jí)電纜線路的運(yùn)行職責(zé)隸屬不同運(yùn)行單位。 由于電纜線路運(yùn)行環(huán)境較隱蔽， 受運(yùn)行資料不完善和通道測(cè)試設(shè)備的局限， 同路徑并行電纜管溝的辨識(shí)、 排查難度很大， 當(dāng)電纜線路發(fā)生故障時(shí)， 雖然能通過設(shè)備定位查找到故障點(diǎn)， 但由于受現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)識(shí)不清及工井環(huán)境的影響， 故障電纜所處工井無法確認(rèn)， 造成道路誤挖誤開， 使電纜故障處理效率低， 同時(shí)也帶來社會(huì)負(fù)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(yùn)行管理的實(shí)際情況， 探索采用 RFID+ PDA（手持?jǐn)?shù)據(jù)終端）的電子標(biāo)識(shí)技術(shù)來解決和完善目前存在的問題， 同時(shí)改變電纜管理的傳統(tǒng)模式， 實(shí)現(xiàn)電纜運(yùn)行管理的電子化、 信息化。

1電子標(biāo)識(shí)技術(shù)簡(jiǎn)介

RFID電子標(biāo)簽（無線射頻識(shí)別）已在國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用， 是一種較為成熟的識(shí)別技術(shù)， 在大型設(shè)備多、 配套輔機(jī)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(fèi)系統(tǒng)、 停車場(chǎng)管理系統(tǒng)、 倉(cāng)庫(kù)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(shí)別系統(tǒng)成功使用的案例。

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

高壓電纜線路電子標(biāo)識(shí)技術(shù)研究由 2 部分組成， 一部分是對(duì)電子標(biāo)簽 RFID 研究， 最終實(shí)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(duì)應(yīng)的地面標(biāo)識(shí)牌上; 一部分是對(duì)手持終端 PDA 設(shè)備的研究， 利用無線采集功能獲取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信息， 同時(shí)進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)維護(hù)。 采集數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)或辦公局域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳， 避免了數(shù)據(jù)的二次維護(hù)， 減少了工作量， 避免漏錄、 誤錄的情況發(fā)生。

2電子標(biāo)識(shí)技術(shù)方案

電力電纜電子標(biāo)識(shí)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(kuò)展性、 跨平臺(tái)性以及強(qiáng)大的集成功能。 軟件系統(tǒng)適合電纜管理， 可實(shí)現(xiàn)與 PDA 軟件平臺(tái)融合， 同時(shí)與電力生產(chǎn)系統(tǒng) PMS（生產(chǎn)管理系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)資源共享。

2.1電子標(biāo)識(shí)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(chǎng)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(shí)別數(shù)據(jù)， 由傳感器（Reader）和 RFID 標(biāo)簽（Tag）所組成， 運(yùn)行原理是利用傳感器發(fā)射無線電波， 觸動(dòng)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(yùn)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(duì)電纜線路進(jìn)行準(zhǔn)確定位，對(duì)井內(nèi)的高壓電纜線路進(jìn)行定位確認(rèn)， 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(shí)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(shí)牌的下方或周圍。 對(duì)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(cè)儀進(jìn)行路徑和工井明確， 安裝固定電纜標(biāo)識(shí)牌并同時(shí)安裝電子標(biāo)簽;對(duì)于新建電纜線路，可在電纜線路驗(yàn)收環(huán)節(jié)進(jìn)行電子標(biāo)簽的電纜標(biāo)識(shí)牌安裝。

在 PDA 上安裝精簡(jiǎn)的 Windows CE 嵌入式操作系統(tǒng)， 可以實(shí)現(xiàn)對(duì) RFID 數(shù)據(jù)的采集、 存儲(chǔ)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(shí)間、 地點(diǎn)、 類型、 內(nèi)容， 以及作業(yè)前期準(zhǔn)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(chǎng)人員可通過 PDA 進(jìn)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(duì)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(kù)中提取標(biāo)準(zhǔn)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(chǎng)巡視時(shí)調(diào)用參考。表單下載功能可以對(duì)下載后的運(yùn)行及檢修表單進(jìn)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(shí)別系統(tǒng)、 掌上電腦和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)， 基于“移動(dòng)信息平臺(tái)”概念， 實(shí)現(xiàn)巡視目標(biāo)自動(dòng)定位（手工定位）、 自動(dòng)記時(shí)， 并通過掌上電腦完成缺陷的詳細(xì)規(guī)范性記錄， 通過程序嚴(yán)格控制巡視人員巡視路線，對(duì)巡視人員進(jìn)行巡視到位率考核。

電纜巡視時(shí)， 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(jìn)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(shí)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(jìn)的管理理念， 將生產(chǎn)、 運(yùn)行和維護(hù)體系劃分為設(shè)備層、 規(guī)范層、 執(zhí)行層。 在射頻識(shí)別 RFID+PDA的電子標(biāo)識(shí)技術(shù)系統(tǒng)前端設(shè)備選擇和現(xiàn)場(chǎng)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(tái) PMS 對(duì)接， 軟件模塊開發(fā)必須與 PMS 巡檢管理、 設(shè)備管理、 計(jì)劃管理、 缺陷管理等功能有機(jī)結(jié)合， 形成完整的電纜巡檢管理業(yè)務(wù)流程， 實(shí)現(xiàn)電纜線路運(yùn)行維護(hù)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(chǎng)通過手持 PDA 進(jìn)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(hù)巡檢任務(wù)執(zhí)行情況、 巡檢記錄和缺陷等; 后臺(tái)管理為巡檢業(yè)務(wù)管理人員提供計(jì)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(jì)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(chǎng)完成巡檢后，對(duì)巡檢生成的數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行存儲(chǔ)、查詢、分析、匯總和報(bào)表生成， 并上傳至 PMS 系統(tǒng)， 由后臺(tái)運(yùn)管理人員對(duì)前端采集的數(shù)據(jù)進(jìn)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(duì)應(yīng)標(biāo)識(shí)牌附著安裝的電子標(biāo)簽進(jìn)行 GPS 定位信息，通過后臺(tái)軟件系統(tǒng)中的電子地圖， 可展現(xiàn)形成每一回運(yùn)行電纜路徑走向， 解決了由于電纜線路運(yùn)行環(huán)境隱蔽、 運(yùn)行資料不完善、 同路徑并行電纜管溝難以辨識(shí)、 排查難度較大的問題， 實(shí)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(tái)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上， 當(dāng)電纜線路發(fā)生故障時(shí)， 通過電纜設(shè)備故障查找儀定位查找到故障點(diǎn)， 可利用測(cè)得的電子標(biāo)簽 GPS 經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，用手持 PDA在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行故障點(diǎn)工井準(zhǔn)確定位，使電纜故障處理修復(fù)更加及時(shí)、 高效， 提高了隱蔽電纜線路故障處理效率， 將停電造成的負(fù)面影響降到最低。 利用 PDA 的定位功能， 還可以對(duì)運(yùn)行人員進(jìn)行巡檢路徑的跟蹤考評(píng)， 提高電纜線路巡線到位率的標(biāo)準(zhǔn)化管理水平。 實(shí)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(yùn)行、檢修人員的工作量， 提高日常運(yùn)行維護(hù)管理的工作效率， 確保運(yùn)行部門運(yùn)行維護(hù)管理工作流程的標(biāo)準(zhǔn)化、 規(guī)范化。

4結(jié)語

基于射頻識(shí)別 RFID+PDA 的電子標(biāo)識(shí)技術(shù)在PMS 電纜管理中的應(yīng)用 ， 能實(shí)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(tái)數(shù)字化和信息化管理水平; 實(shí)現(xiàn)電纜線路故障搶修時(shí)開啟工井的精確定位， 提高故障搶修效率;實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行人員巡線到位率的跟蹤考評(píng)， 規(guī)范電纜運(yùn)行管理標(biāo)準(zhǔn)化流程。 該技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)與 PMS 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享， 將大大減少運(yùn)行維護(hù)人員的工作量， 提高日常工作效率， 為電纜線路安全運(yùn)行提供保障。

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