互聯網+電纜隧道移動作業及智能巡檢作業的應用

楊渝

摘 要：互聯網技術的應用給電纜隧道作業和智能巡檢作業帶來了新的發展。目前針對巡檢作業存在數據不集中和信息時效性差等問題，將以互聯網技術為基礎的物聯網系統引入電纜隧道的巡檢工作中，結合傳統的巡檢作業方式，建立了物聯網信息巡檢組織方法，形成了智能巡檢系統結構，對電纜隧道的巡檢工作體系建立和信息融合進行了討論，并結合實際應用，對智能巡檢作業的實施具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：互聯網；智能巡檢作業；物聯網

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

1 概述

多年的實際應用表明，固定的儀器監測往往難以及時發現故障隱患，必須結合巡檢才能對系統的運行狀態進行全面掌控。進行移動巡檢作業是系統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、巡檢復雜程度高以及人員配置不足嚴重影響了系統的安全運行。結合互聯網技術，建立電纜隧道的智能巡檢作業的物聯網系統，成為問題解決的有效手段。本文結合智能巡檢系統的實際應用，對智能巡檢系統的結構和關鍵技術進行了分析，并對其應用進行了介紹，對電纜隧道的安全管理工作具有一定的應用價值。

2 智能巡檢系統的結構和關鍵技術

2.1 智能巡檢系統的結構

2.1.1 物聯網體系接哦股

監測技術、互聯網信息技術、計算機技術以及自動控制技術的有機結合構成了物聯網技術，促使系統智能識別、定位、監控、跟蹤以及管理的實現。目前基于物聯網的智能巡檢系統已經得到應用。物聯網系統結構如圖1所示，主要包括應用層、網絡層、感知層以及相關的公共技術。[1]

對電纜隧道的安全性進行診斷，常規的分散監測點和人工巡檢已經不能滿足系統功能要求，基于物聯網的智能管理和實時監控的實施意義重大。

2.1.2 智能巡檢系統的結構

電纜隧道安全巡檢系統的結構如圖2所示。感知層主要對系統的監測儀器信號、PDA的數據和發生事件進行采集和存儲。解析層把系統安全數據利用PDA的中間插件安全可靠的解析并傳送，利用相應的模塊接口，實現數據的共享，進行更加廣泛的系統互聯、數據層主要是系統的運行狀態和設備布置數據，可以利用PDA技術把感知的信息融合到數據庫中。應用層由應用支撐平臺和應用服務兩個子系統構成。應用服務主要為電纜設備的安全管理和繼電保護設備的安全管理，以及設備的生命周期管理。作為智能巡檢系統的前置部分的解析層和感知層主要負責線路電纜的安全信息感知。應用層和數據層主要是應用感知信息，實現電纜線路的全生命周期管理。[2]

2.2 智能巡檢系統的關鍵技術

2.2.1 智能巡檢體系工作規范的建立

建立巡檢規范體系，實現系統的電量管理是智能巡檢系統的建立基礎。電纜隧道安全巡檢規范對巡檢內容進行了詳細的規定。根據規定對不同巡檢內容的參數進行設定，對移動智能終端的線路制定、設備定位、指標識別以及信息傳輸等功能進行分析設定。

2.2.2 巡檢工作指導文件的制定

每段線路隧道的長度和環境可能都不相同，需要特別注意的環節可能存在差別。如何科學有效的編制巡檢工作指導文件，從而使巡檢人員的工作量降低，巡檢質量有效提升，設備運行狀態得到快速準確的診斷。并且隨著系統運行狀態的不斷變化應對指導文件進行及時修訂和完善，指導文件的修訂包括如下幾個步驟。

（1）巡檢工作指導文件的修訂。其主要內容為線路主要節點溫度和繼電保護裝置的狀態等安全因素，及根據巡檢規范的規定，對巡檢工作規范進行修訂。

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

（3）巡檢工作指導文件的導出和打印。系統兼容指導文件的導出和打印功能。

2.3 巡檢系統的信息管制和融合

由于隧道智能巡檢信息復雜多樣，在信息融合操作的信息一致性和感知系統的容錯和穩定性能還需進一步完善。因此對于系統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構體系。從而實現信息的功能識別和數據的分離提取，利用改良的融合算法實現數據的融合，對多元信息度量函數和有效數據的提取原則進行確定，建立電纜隧道安全信息的最優融合模型，確保融合信息的的一致性。運用最為科學適宜的數學模型算法，構建智能分析感知模型，分析設備的性能狀態演變規律和轉移特征。[3]系統的主要技術結構流程如圖3所示。

2.4 智能巡檢系統的應用和功能

2.4.1 智能巡檢系統的研發

基于互聯網技術的線路隨動啊智能巡檢系統主要由巡檢儀和后臺管理系統兩部分構成，利用通訊網絡實現數據信息的交互，實現系統和后臺GIS系統的通信連接和共享。其結構圖如圖4所示。巡檢儀通過無線網絡和系統中心服務器連接，用戶客戶端或者瀏覽器通過互聯網實現系統的監視和控制，網絡服務器和后臺數據庫進行直接數據交換，實現系統信息的采集、分析和存儲。

2.4.2 智能巡檢系統功能

系統對現有通訊手段進行了充分利用，從而使網絡建設投資大大節約，借助可靠穩定的通訊網絡，促使系統功能得以實現。

（1）根據電纜隧道的實際情況制定系統巡檢工作指導文件，對巡視工作的內容、方法和步驟進行規范，并將系統巡檢工作指導文件加載到移動設備應用中，融合科學完善的向導功能，實現即使由沒有工作經驗的信任也可以輕松完成巡檢工作。

（2）系統具有崗位工作的自動提醒功能。在巡檢工作執行前，根據指導文件，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備的確認等信息。可以根據實際情況，盡可能減輕工作人員的勞動強度。

（3）系統可以實時保存巡檢人員的巡檢路徑，并在監控中心以及系統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。系統客戶端界面支持這些功能，從而可以把故障現場、設備照片、聲音信息以及地圖位置標記信息共同記錄。巡檢人員在進行線路隧道巡查過程中，發現線纜問題后，可以利用移動設備對故障部位通過拍照、攝像等手段對設備情況進行記錄。系統在將故障信息存入數據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備故障信息后，系統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，系統則會有提醒信息發出。為減小定位誤差，系統利用查分計量法優化了位置定位精度，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，到位率的統計也更加精確。

（7）系統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，則系統會向巡檢人員發出警報信息。巡檢人員根據提示信息，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生變化，并根據故障隱患的實際情況對缺陷記錄進行適當的修改或消除操作。

3 結語

電纜的安全運行關系著電能輸送的安全，直接關系著電力用戶的生產和生活。監測設備對線纜的實施監控必不可少，但線路巡查更加不能替代。物聯網技術給智能巡檢帶來了新的發展機遇，采用互聯網和GPS定位技術以及智能識別和采集技術，實現了線路的有針對性的巡檢。利用網絡傳輸將巡檢信息傳輸到控制中心并進行保存。系統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.智能無線傳感器網絡體系[M].北京：科學出版社，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的設計與實現[J].機器人，2007，01：7-11.

[3]鄧方遠.隧道巡檢機器人關鍵技術研究[D].北京：華北電力大學，2013.