互聯(lián)網(wǎng)+電纜隧道移動作業(yè)及智能巡檢作業(yè)的應(yīng)用

楊渝

摘 要：互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用給電纜隧道作業(yè)和智能巡檢作業(yè)帶來了新的發(fā)展。目前針對巡檢作業(yè)存在數(shù)據(jù)不集中和信息時效性差等問題，將以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)引入電纜隧道的巡檢工作中，結(jié)合傳統(tǒng)的巡檢作業(yè)方式，建立了物聯(lián)網(wǎng)信息巡檢組織方法，形成了智能巡檢系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對電纜隧道的巡檢工作體系建立和信息融合進行了討論，并結(jié)合實際應(yīng)用，對智能巡檢作業(yè)的實施具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)；智能巡檢作業(yè)；物聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號：U45 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）13-0009-02

1 概述

多年的實際應(yīng)用表明，固定的儀器監(jiān)測往往難以及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，必須結(jié)合巡檢才能對系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行全面掌控。進行移動巡檢作業(yè)是系統(tǒng)安全保障的重要手段。尤其對距離較長的電纜隧道而言，其巡檢工作勞動強度大、巡檢復(fù)雜程度高以及人員配置不足嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的安全運行。結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立電纜隧道的智能巡檢作業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，成為問題解決的有效手段。本文結(jié)合智能巡檢系統(tǒng)的實際應(yīng)用，對智能巡檢系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)進行了分析，并對其應(yīng)用進行了介紹，對電纜隧道的安全管理工作具有一定的應(yīng)用價值。

2 智能巡檢系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)

2.1 智能巡檢系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

2.1.1 物聯(lián)網(wǎng)體系接哦股

監(jiān)測技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)、計算機技術(shù)以及自動控制技術(shù)的有機結(jié)合構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，促使系統(tǒng)智能識別、定位、監(jiān)控、跟蹤以及管理的實現(xiàn)。目前基于物聯(lián)網(wǎng)的智能巡檢系統(tǒng)已經(jīng)得到應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、感知層以及相關(guān)的公共技術(shù)。[1]

對電纜隧道的安全性進行診斷，常規(guī)的分散監(jiān)測點和人工巡檢已經(jīng)不能滿足系統(tǒng)功能要求，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能管理和實時監(jiān)控的實施意義重大。

2.1.2 智能巡檢系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

電纜隧道安全巡檢系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示。感知層主要對系統(tǒng)的監(jiān)測儀器信號、PDA的數(shù)據(jù)和發(fā)生事件進行采集和存儲。解析層把系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)利用PDA的中間插件安全可靠的解析并傳送，利用相應(yīng)的模塊接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，進行更加廣泛的系統(tǒng)互聯(lián)、數(shù)據(jù)層主要是系統(tǒng)的運行狀態(tài)和設(shè)備布置數(shù)據(jù)，可以利用PDA技術(shù)把感知的信息融合到數(shù)據(jù)庫中。應(yīng)用層由應(yīng)用支撐平臺和應(yīng)用服務(wù)兩個子系統(tǒng)構(gòu)成。應(yīng)用服務(wù)主要為電纜設(shè)備的安全管理和繼電保護設(shè)備的安全管理，以及設(shè)備的生命周期管理。作為智能巡檢系統(tǒng)的前置部分的解析層和感知層主要負(fù)責(zé)線路電纜的安全信息感知。應(yīng)用層和數(shù)據(jù)層主要是應(yīng)用感知信息，實現(xiàn)電纜線路的全生命周期管理。[2]

2.2 智能巡檢系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1 智能巡檢體系工作規(guī)范的建立

建立巡檢規(guī)范體系，實現(xiàn)系統(tǒng)的電量管理是智能巡檢系統(tǒng)的建立基礎(chǔ)。電纜隧道安全巡檢規(guī)范對巡檢內(nèi)容進行了詳細的規(guī)定。根據(jù)規(guī)定對不同巡檢內(nèi)容的參數(shù)進行設(shè)定，對移動智能終端的線路制定、設(shè)備定位、指標(biāo)識別以及信息傳輸?shù)裙δ苓M行分析設(shè)定。

2.2.2 巡檢工作指導(dǎo)文件的制定

每段線路隧道的長度和環(huán)境可能都不相同，需要特別注意的環(huán)節(jié)可能存在差別。如何科學(xué)有效的編制巡檢工作指導(dǎo)文件，從而使巡檢人員的工作量降低，巡檢質(zhì)量有效提升，設(shè)備運行狀態(tài)得到快速準(zhǔn)確的診斷。并且隨著系統(tǒng)運行狀態(tài)的不斷變化應(yīng)對指導(dǎo)文件進行及時修訂和完善，指導(dǎo)文件的修訂包括如下幾個步驟。

（1）巡檢工作指導(dǎo)文件的修訂。其主要內(nèi)容為線路主要節(jié)點溫度和繼電保護裝置的狀態(tài)等安全因素，及根據(jù)巡檢規(guī)范的規(guī)定，對巡檢工作規(guī)范進行修訂。

（2）巡檢工作指導(dǎo)文件的審核。巡檢工作指導(dǎo)文件完成修訂以后即進入審核流程，指導(dǎo)文件必須通過上級部門的審核批準(zhǔn)才能執(zhí)行。

（3）巡檢工作指導(dǎo)文件的導(dǎo)出和打印。系統(tǒng)兼容指導(dǎo)文件的導(dǎo)出和打印功能。

2.3 巡檢系統(tǒng)的信息管制和融合

由于隧道智能巡檢信息復(fù)雜多樣，在信息融合操作的信息一致性和感知系統(tǒng)的容錯和穩(wěn)定性能還需進一步完善。因此對于系統(tǒng)安全運行特征進行研究，建立信息、特征以及決策的融合層整體融合結(jié)構(gòu)體系。從而實現(xiàn)信息的功能識別和數(shù)據(jù)的分離提取，利用改良的融合算法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的融合，對多元信息度量函數(shù)和有效數(shù)據(jù)的提取原則進行確定，建立電纜隧道安全信息的最優(yōu)融合模型，確保融合信息的的一致性。運用最為科學(xué)適宜的數(shù)學(xué)模型算法，構(gòu)建智能分析感知模型，分析設(shè)備的性能狀態(tài)演變規(guī)律和轉(zhuǎn)移特征。[3]系統(tǒng)的主要技術(shù)結(jié)構(gòu)流程如圖3所示。

2.4 智能巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用和功能

2.4.1 智能巡檢系統(tǒng)的研發(fā)

基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的線路隨動啊智能巡檢系統(tǒng)主要由巡檢儀和后臺管理系統(tǒng)兩部分構(gòu)成，利用通訊網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的交互，實現(xiàn)系統(tǒng)和后臺GIS系統(tǒng)的通信連接和共享。其結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。巡檢儀通過無線網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)中心服務(wù)器連接，用戶客戶端或者瀏覽器通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)視和控制，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和后臺數(shù)據(jù)庫進行直接數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)系統(tǒng)信息的采集、分析和存儲。

2.4.2 智能巡檢系統(tǒng)功能

系統(tǒng)對現(xiàn)有通訊手段進行了充分利用，從而使網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資大大節(jié)約，借助可靠穩(wěn)定的通訊網(wǎng)絡(luò)，促使系統(tǒng)功能得以實現(xiàn)。

（1）根據(jù)電纜隧道的實際情況制定系統(tǒng)巡檢工作指導(dǎo)文件，對巡視工作的內(nèi)容、方法和步驟進行規(guī)范，并將系統(tǒng)巡檢工作指導(dǎo)文件加載到移動設(shè)備應(yīng)用中，融合科學(xué)完善的向?qū)Чδ埽瑢崿F(xiàn)即使由沒有工作經(jīng)驗的信任也可以輕松完成巡檢工作。

（2）系統(tǒng)具有崗位工作的自動提醒功能。在巡檢工作執(zhí)行前，根據(jù)指導(dǎo)文件，提供人員需求資料、重點巡檢點分析資料、安全防護措施以及巡視設(shè)備的確認(rèn)等信息。可以根據(jù)實際情況，盡可能減輕工作人員的勞動強度。

（3）系統(tǒng)可以實時保存巡檢人員的巡檢路徑，并在監(jiān)控中心以及系統(tǒng)客戶端的功能頁面進行實時顯示，同時也作為工作日志信息在系統(tǒng)中保存。

（4）智能巡檢儀和手機客戶端都具有拍攝、錄音和實時定位功能。系統(tǒng)客戶端界面支持這些功能，從而可以把故障現(xiàn)場、設(shè)備照片、聲音信息以及地圖位置標(biāo)記信息共同記錄。巡檢人員在進行線路隧道巡查過程中，發(fā)現(xiàn)線纜問題后，可以利用移動設(shè)備對故障部位通過拍照、攝像等手段對設(shè)備情況進行記錄。系統(tǒng)在將故障信息存入數(shù)據(jù)庫的過程中將故障的位置信息、照片和攝像等信息上傳并儲存，從而提供更為詳細的信息以供問題的及時和合理處理。

（5）控制中心管理人員在收到設(shè)備故障信息后，系統(tǒng)會自動提醒對該點進行重點巡查，并進行自動消缺。

（6）巡檢人員在現(xiàn)場進行巡檢記錄的保存時，巡檢儀會對巡檢人員的巡檢路徑進行判斷，從而分析巡檢人員是否完成重點巡檢部位的檢查，如果存在漏檢，系統(tǒng)則會有提醒信息發(fā)出。為減小定位誤差，系統(tǒng)利用查分計量法優(yōu)化了位置定位精度，定位誤差不超過5米，從而使工作人員的巡查路線檢測精度大大提高，到位率的統(tǒng)計也更加精確。

（7）系統(tǒng)存在隱患的報警提示。在巡檢過程中，在巡檢人員在對巡檢重點位置到位信息進行記錄時，如果該位置之前存在還未消除的故障，則系統(tǒng)會向巡檢人員發(fā)出警報信息。巡檢人員根據(jù)提示信息，從而對故障隱患的實時情況進行評估，判斷故障情況是否發(fā)生變化，并根據(jù)故障隱患的實際情況對缺陷記錄進行適當(dāng)?shù)男薷幕蛳僮鳌?/p>

3 結(jié)語

電纜的安全運行關(guān)系著電能輸送的安全，直接關(guān)系著電力用戶的生產(chǎn)和生活。監(jiān)測設(shè)備對線纜的實施監(jiān)控必不可少，但線路巡查更加不能替代。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給智能巡檢帶來了新的發(fā)展機遇，采用互聯(lián)網(wǎng)和GPS定位技術(shù)以及智能識別和采集技術(shù)，實現(xiàn)了線路的有針對性的巡檢。利用網(wǎng)絡(luò)傳輸將巡檢信息傳輸?shù)娇刂浦行牟⑦M行保存。系統(tǒng)對提高線路安全運行管理具有重大意義。

參考文獻

[1]于海斌，曾鵬，梁韋華.智能無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系[M].北京：科學(xué)出版社，2006.

[2]王魯單，王洪光，房立金，趙明揚.一種輸電線路巡檢機器人控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].機器人，2007，01：7-11.

[3]鄧方遠.隧道巡檢機器人關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京：華北電力大學(xué)，2013.