基于多維感知技術的電纜線路智能監測系統研究

國網長春供電公司 吉林 長春 130000

目前電纜線路采用人工巡檢+在線監測方式，智能化水平難以滿足高壓電纜通道的相關技術要求，結合長春地區高壓電纜通道智能化運維水平，以實現“精準感知、邊緣智能、統一物聯、開放共享”為目標[1]，使智能監測系統實現本體監測、智能巡檢、通道監測、安全管控等參數的實時監測，對階段內電纜設備運行狀態進行準確分析，可為智能運檢體系提供數據支撐，對電力隧道實施全方位多維狀態感知，實現電纜運行狀態自動診斷、主動預警及快速處置，可有效防止大面積停電事件的發生。

1 應用現狀分析

（1）數據共享程度低。當前監測系統采用輻射式網絡結構，各子系統數據集中匯聚到系統平臺，經各類數據服務器解析造成數據冗雜、通道擁堵，系統調取數據具有時延性，各類感知設備數據傳輸協議及接口不一致，各監測系統獨立運行，數據匯集困難，造成數據無法互聯共享。

（2）智能分析能力弱。各監測系統采集到的海量數據多存儲于系統主機存儲器，受制于信息內網與互聯網安全要求限制，不能有效融合天氣及其他管線運維單位信息，無法實現線路負荷、運行方式、風險預警等多維數據的橫向深度研判分析，大量有效數據停留于感知層，無法為管理部門提供決策參考與依據，造成關鍵數據的浪費與閑置。

（3）數據通道維護困難。目前綜合監測系統采用的多為信息內網光纖數據傳輸，此種方式具有數據帶寬高，實時性好等優勢，隨著電纜通道監測系統智能化水平的提高，檢測設備及種類繁多，采用有線數據通信方式存在通道物理匯聚節點多、故障率高、布線及運行維護困難等難題。其中無線監測裝置多采用“lora”通信技術，但電纜通道的鋼筋混凝土結構，對信號產生屏蔽作用，現有無線通信波段難以持續在地下通道內外進行傳輸，極易造成信號衰減和通道不暢。

（4）無人機巡檢技術不足。無人機巡檢技術對現場環境要求較高，僅在部分地區投入使用，巡檢機器人集成多種監測傳感器，具備故障報警、應急指揮等系列功能，但不具備缺陷隱患智能識別功能，無法主動發現問題，需要結合人為查看巡檢記錄進行決策判別，無法實現真正的無人化巡檢。

2 智能運檢系統研究

（1）統一數據傳輸協議，整合資源管理。針對各感知設備數據傳輸協議不一致，不利于后期數據匯集的問題，制定符合技術要求的統一數據傳輸協議，采用微服務架構搭建統一數據中臺，匯集各監測系統數據，建立設備統一數據信息規范，以圖形資源為核心，建立“圖數一體化”打破數據壁壘，實現各業務數據高度融合，后續各系統建設開發統一基于微應用技術方案，基于一平臺、多應用架構，實現后續系統數據的共通共享。

（2）運用先進技術，實時狀態監測。開發利用智能巡檢機器人的缺陷隱患自識別功能，建立隱患缺陷數據庫，依托日常運維積累的海量數據，建設線路及通道健康評價模型，實現設備狀態評價診斷，輔助管理部門提前開展故障缺陷趨勢研判，對發現的缺陷隱患及時進行預警處理，實現由“被動搶修”向“主動預警”轉變。

（3）多維在線監測，無人智能巡檢。在通道內配備全類別監測傳感器，實現環境監測、線路本體、安防管控數據的交互聯動，采用智能在線監測裝置實時采集電纜運行狀態，應用智能巡檢機器人對通道進行自動巡檢、遙控巡檢、遠程指揮，在異常情況下自動應急處置，快速處理一般性火災事故。全息的感知技術真正實現了全天候、無死角的立體巡視模式，實現由“人工巡視”向“無人運檢”的轉變[2]。

（4）優化通信方式，提升傳輸效率。針對電纜通道鋼筋混凝土結構對無線信號屏蔽的現狀，采取分段傳輸策略。合理布點微功率接入匯集節點裝置，在通道內采用lora通信方式，利用其低功耗、多節點、低成本的優勢對分布式監測裝置進行改造升級，通過終端采集設備邊緣計算能力將干擾數據濾除，解決內部有線方式節點混亂問題，外部采用5G傳輸技術，保證遠距離大流量數據傳輸的及時性和穩定性。

（5）智能決策分析，實施狀態評價。智能監測系統通過多維數據分析對電纜線路及通道進行風險評估，依據電纜線路帶電檢測、本體監測、環境監測等多狀態量信息，實現設備運行狀態和風險趨勢數字化、可視化，設計智慧電纜線路狀態評價指標，為調整運維檢修策略提供輔助決策。

經過各系統的資源整合、功能聯動，充分發揮綜合監測系統智能化運維技術，實現將電纜線路運檢模式從“事后檢修”到“事前診斷”的本質變革[3]；取代傳統的人工巡視模式，通過各類監測數據的匯集，實現了電纜隧道和線路狀態的實時深度感知，大幅提升了電纜線路運行狀態預知水平。

3 結束語

本文通過對當前電纜線路智能化運檢系統的現狀進行分析，針對存在的痛點問題，提出將電纜線路智能運檢系統各子系統進行數據交互、資源整合、全息互聯、智能管控，實現系統聯動統一管控、監測數據智能分析，設備綜合狀態評價，有效解決電纜通道智能化監測系統應用中的突出問題，為實現高壓電纜線路精益化運維管理提供技術方案。