江蘇省電力公司泰州供電公司的研究人員蔣彪、王健等，在2017年第9期《電氣技術(shù)》雜志上撰文指出，基于智能終端的電纜通道巡視系統(tǒng)具有如下優(yōu)勢(shì)：實(shí)現(xiàn)電纜線(xiàn)路智能巡檢，實(shí)時(shí)考察巡查到位率和巡視軌跡回放，保證電纜線(xiàn)路的巡視質(zhì)量，為配電線(xiàn)路安全運(yùn)行提高有力的依據(jù)；根據(jù)電纜通道隱患和設(shè)備缺陷分級(jí)預(yù)控的管理體系，實(shí)現(xiàn)電纜設(shè)備隱患缺陷分級(jí)預(yù)控、流程化綜合管理；基于設(shè)備GPS坐標(biāo)信息，移動(dòng)導(dǎo)航模塊可以快速導(dǎo)航定位電纜設(shè)備或缺陷點(diǎn)，從而使維修人員能以最快的速度趕到故障或缺陷所在地。

綜合上述原因，開(kāi)發(fā)基于智能終端的電纜通道巡視系統(tǒng)是電力公司提高巡檢效率和巡檢質(zhì)量的必然趨勢(shì)，故本課題的研究具有較高的實(shí)際工程意義。

現(xiàn)階段電力公司線(xiàn)路和設(shè)備巡檢主要依靠巡檢人員定時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行人工巡檢，巡檢回來(lái)后再手工錄入缺陷管理流程。受到氣候條件、環(huán)境因素、人員素質(zhì)和責(zé)任心等多種因素的制約，此種方式不僅經(jīng)常導(dǎo)致巡檢人員缺陷錄入不規(guī)范、巡視不到位、缺陷重復(fù)上報(bào)等問(wèn)題，而且一些特殊環(huán)境中的巡檢工作（如對(duì)高壓環(huán)境中的設(shè)備進(jìn)行巡視）也難以順利開(kāi)展。

為了適應(yīng)線(xiàn)路和設(shè)備巡檢管理方式信息化、智能化的發(fā)展要求，電力公司迫切需要基于智能終端的電纜通道巡視系統(tǒng)，其中智能終端利用GPRS、RFID、GPS地理定位等技術(shù)能夠根據(jù)實(shí)際巡檢需求來(lái)安排巡檢線(xiàn)路、對(duì)巡檢人員的到位情況及歷史軌跡等進(jìn)行分析，然后通過(guò)與主站管理端的無(wú)縫對(duì)接來(lái)使管理員實(shí)時(shí)查詢(xún)巡檢數(shù)據(jù)、及時(shí)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的缺陷和損毀情況并排除故障險(xiǎn)情。

1 移動(dòng)終端在電纜通道巡視中的應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

1.1 移動(dòng)終端在電纜通道巡視中的應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)階段移動(dòng)終端為電纜通道巡檢人員提供了一種新型工作模式，巡檢人員使用移動(dòng)終端來(lái)查看配電線(xiàn)路與設(shè)備的信息，如果配電線(xiàn)路與設(shè)備發(fā)生異常，則可以直接將異常信息進(jìn)行上報(bào)。

圖1為移動(dòng)終端在電纜通道巡視中的典型應(yīng)用場(chǎng)景，其中后臺(tái)管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)接收巡檢結(jié)果、合理安排巡檢時(shí)間、監(jiān)測(cè)缺陷、發(fā)布巡檢任務(wù)、安排檢修等功能。

圖1 移動(dòng)終端在電纜通道巡視中的典型應(yīng)用場(chǎng)景

1.2 移動(dòng)終端在電纜通道巡視中應(yīng)用的問(wèn)題

基于無(wú)線(xiàn)GPRS/3G通信和LBS定位服務(wù)技術(shù)，將電子地圖與移動(dòng)終端結(jié)合的應(yīng)用在國(guó)內(nèi)外電纜通道巡檢中已經(jīng)逐步展開(kāi)，這在電力公司與巡檢人員間搭建了良好的溝通橋梁。

通過(guò)電子地圖和LBS定位服務(wù)技術(shù)的結(jié)合，管理人員能夠?qū)ρ矙z人員所處位置進(jìn)行準(zhǔn)確了解，現(xiàn)階段比較常用的是基站定位和WIFI定位，它們分別通過(guò)基站和熱點(diǎn)等網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成巡檢人員的定位，定位精度相對(duì)較低。

當(dāng)采用基站定位和WIFI定位時(shí)，存在如下典型問(wèn)題：

第一，應(yīng)用于偏遠(yuǎn)地區(qū)時(shí)，存在信號(hào)較弱、數(shù)據(jù)傳輸較慢等問(wèn)題，嚴(yán)重影響了電力公司與巡檢人員間的穩(wěn)定通信，導(dǎo)致有時(shí)總部無(wú)法及時(shí)了解電纜通道的巡視情況。

第二，應(yīng)用于室內(nèi)時(shí)，由于采用基站定位方法而容易受到運(yùn)營(yíng)商基站密度的影響，從而導(dǎo)致經(jīng)緯度坐標(biāo)存在較大偏差，此時(shí)就需要利用RFID等其他定位技術(shù)來(lái)進(jìn)行偏差的糾正。

2 基于智能終端的電纜通道巡視系統(tǒng)的應(yīng)用

綜上所述，移動(dòng)終端在電纜通道巡視中的應(yīng)用能夠提高電纜通道的巡檢質(zhì)量，確保巡檢過(guò)程中的安全，但也存在著室內(nèi)定位精度偏差較大、偏遠(yuǎn)地區(qū)無(wú)法穩(wěn)定通信等問(wèn)題，而基于智能終端的電纜通道巡視系統(tǒng)則能夠有效彌補(bǔ)上述缺陷。

2.1 基于智能終端的電纜通道巡視系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

（1）系統(tǒng)的物理架構(gòu)

圖2為基于智能終端的電纜通道巡視系統(tǒng)的物理架構(gòu)，系統(tǒng)總體目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)電纜通道巡視業(yè)務(wù)和設(shè)備信息的數(shù)據(jù)采集、采集數(shù)據(jù)的回傳和查詢(xún)、巡視地點(diǎn)的GPS定位、巡視線(xiàn)路的GPS導(dǎo)航、配電線(xiàn)路與設(shè)備信息的更新、巡視任務(wù)的管理及報(bào)表生成等，使用戶(hù)能夠把握電纜通道巡視工作的整體運(yùn)行狀態(tài)。

圖2 基于智能終端的電纜通道巡視系統(tǒng)的物理架構(gòu)

（2）系統(tǒng)的功能模塊

根據(jù)上述分析，整個(gè)系統(tǒng)可以劃分為如下六大功能模塊：

第一，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊。通過(guò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊，巡檢人員可以通過(guò)設(shè)備樹(shù)查看配電線(xiàn)路與設(shè)備及設(shè)備的臺(tái)賬，查看線(xiàn)路的單線(xiàn)圖，通過(guò)線(xiàn)路定位查看線(xiàn)路的走向，也可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行定位導(dǎo)航。

第二，電纜巡視模塊。利用電纜巡視模塊，巡檢人員可以根據(jù)指定的道路、POI點(diǎn)來(lái)通過(guò)緩沖區(qū)查詢(xún)搜索附近100米范圍內(nèi)的電纜井和通道，查詢(xún)電纜線(xiàn)路經(jīng)過(guò)的電纜井和通道，查詢(xún)指定電纜井、通道的剖面圖和管孔使用情況，對(duì)電纜線(xiàn)路與電纜井進(jìn)行定位與導(dǎo)航。

第三，缺陷管理模塊。在電纜通道巡視過(guò)程中，巡檢人員一旦發(fā)現(xiàn)缺陷可以現(xiàn)場(chǎng)登記并拍攝照片，然后將缺陷信息進(jìn)行實(shí)時(shí)上傳，主站管理端可以對(duì)缺陷及時(shí)處理，并根據(jù)處理流程來(lái)自動(dòng)流轉(zhuǎn)（缺陷的處理流程為：缺陷信息現(xiàn)場(chǎng)上傳--配電班組審核--現(xiàn)場(chǎng)消缺--班組審核--歸檔）。

第四，到位判斷模塊。在巡檢人員巡視過(guò)程中，主站管理端可以根據(jù)GPRS、基站等獲取當(dāng)前巡檢人員的坐標(biāo)，然后與巡視的線(xiàn)路設(shè)備進(jìn)行坐標(biāo)判斷，當(dāng)兩者距離小于50米時(shí)則判斷為巡檢人員到位，否則判斷為巡檢人員不到位。

第五，巡視管理模塊。通過(guò)巡視管理模塊，管理人員可以查看巡視人員的位置及歷史巡視軌跡（在巡視過(guò)程中打開(kāi)GPS及軌跡記錄功能，對(duì)巡視人員坐標(biāo)進(jìn)行定位后在主站管理端連續(xù)記錄巡視人員的行走記錄，通過(guò)圖形展示就可以形成歷史巡視軌跡，歷史巡視軌跡會(huì)被進(jìn)行備份來(lái)作為巡視人員后期的考核依據(jù)），也可以查看巡視人員巡視線(xiàn)路的到位率。

第六，統(tǒng)計(jì)分析模塊。主站管理端對(duì)上傳的缺陷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，按照班組、狀態(tài)、處理情況來(lái)對(duì)各個(gè)班組的缺陷處理情況進(jìn)行分析，也可以按照到位人員、到位情況、到位時(shí)間對(duì)各個(gè)班組人員的巡檢質(zhì)量進(jìn)行分析。

（3）巡視業(yè)務(wù)的工作流程

圖3 巡檢人員利用智能終端開(kāi)展電纜通道巡檢業(yè)務(wù)的流程

巡檢人員在使用智能終端進(jìn)行電纜通道巡檢管理時(shí)，其業(yè)務(wù)流程如圖3所示，具體說(shuō)來(lái)：巡檢人員登錄智能終端查看是否有電纜通道巡檢任務(wù)下達(dá)，如果沒(méi)有巡檢任務(wù)下達(dá)，那么巡檢人員繼續(xù)等待；如果有巡檢任務(wù)下達(dá)，那么巡檢人員查看巡檢計(jì)劃和任務(wù)分配信息，然后到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)電纜通道進(jìn)行逐項(xiàng)檢查（此時(shí)系統(tǒng)顯示巡檢人員的定位信息），檢查完畢后填寫(xiě)巡檢記錄、缺陷及故障信息；完成巡檢任務(wù)后，巡檢人員將電纜通道的巡檢結(jié)果提交到主站管理端，由主站管理端審批后生成相應(yīng)的巡檢統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

2.2 智能終端的設(shè)計(jì)與應(yīng)用需求

（1）智能終端的工作原理

由上述分析可知，要想順利開(kāi)展電纜通道巡視工作，智能終端必須具備強(qiáng)大的運(yùn)算和處理能力，能夠?qū)崿F(xiàn)GPS地理定位、GPRS網(wǎng)絡(luò)通信及RFID通信控制等。

基于上述考慮，本文構(gòu)建了如圖4所示的智能終端工作原理，其主要由處理器單元（作為智能終端的控制核心，所采用的S3C6410及其外圍電路將承擔(dān)整個(gè)智能終端的處理運(yùn)算任務(wù)）、射頻處理單元（由專(zhuān)用RFID讀寫(xiě)芯片及外圍電路構(gòu)成，將承擔(dān)射頻信號(hào)的接收、與電子標(biāo)簽進(jìn)行通信與獲取信息數(shù)據(jù)的任務(wù)）、GPRS巡檢數(shù)據(jù)處理單元（通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)與主站管理端進(jìn)行通信，將獲得的巡檢信息上傳）、GPS地理定位單元（對(duì)巡檢人員的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)定位）、接口控制及中心處理等構(gòu)成[6]。

圖4 智能終端工作原理框圖

在待巡檢線(xiàn)路及設(shè)備上固定好相應(yīng)的射頻標(biāo)簽，巡檢人員通過(guò)智能終端可以準(zhǔn)確獲取待巡檢線(xiàn)路及設(shè)備的名稱(chēng)、安裝時(shí)間、地理位置等信息，然后通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)（包括線(xiàn)路及設(shè)備的位置數(shù)據(jù)、時(shí)間信息及缺陷數(shù)據(jù)等）傳送到主站管理端并寫(xiě)入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，主站管理端也可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況給智能終端發(fā)送指令。

（2）智能終端的應(yīng)用需求

根據(jù)電纜通道巡視系統(tǒng)的業(yè)務(wù)開(kāi)展需求，智能終端的實(shí)際應(yīng)用需求如表1所示。

表1 智能終端的應(yīng)用需求

3 結(jié)語(yǔ)

利用基于智能終端的電纜通道巡視系統(tǒng)，巡檢人員可以在智能終端查看巡檢任務(wù)及地理信息，由巡視現(xiàn)場(chǎng)RFID與GPS來(lái)定位電纜通道與巡檢人員到位情況，從而在根本上杜絕巡檢人員誤檢和漏檢情況，并有效解決移動(dòng)終端室內(nèi)定位精度偏差較大、偏遠(yuǎn)地區(qū)無(wú)法穩(wěn)定通信等問(wèn)題。