电缆网络数字化管理系统建设及其应用

李喆，赵学风，林涛（.国网陕西省电力公司，陕西西安　7003；.国网陕西省电力科学研究院，陕西西安　70054）



电缆网络数字化管理系统建设及其应用

李喆1，赵学风2，林涛1
（1.国网陕西省电力公司，陕西西安710032；2.国网陕西省电力科学研究院，陕西西安710054）

摘要：随着城市建设快速发展，电缆线路及沟道迅猛增加。与此同时，光缆以其众多优点被越来越多的应用于有线通信的各个领域，通信光缆在城市电网电缆沟道内随处可见。电缆沟道及沟道内光缆、电缆运维矛盾日益突出。为了解决公司地下管道及电力电缆（光缆）管理中存在的问题和不足，文中详细介绍了电缆网络数字化管理系统建设方案及组成和功能。建设电缆网络数字化管理系统承担着国家电网公司试点任务，通过在西安地区的试点应用，实现了现场电力电缆（光缆）的快速身份识别，提升移动巡检数据的规范性。

关键词：电力电缆；电子标签；智能移动终端；数字化管理

KEY W0RDS：Power cab1e；radio frequencY identification；inte11igent mobi1e termina1；digita1 management

随着城市建设快速发展，受线路走廊和电磁环境的制约，应供电可靠性及城市美化的要求，电缆、光缆线路及沟道迅猛增加。与此同时，造成电力沟道内环境越来越复杂，各类光缆上所绑定的普通标识牌及标牌信息不易保留和辨识，电缆沟道及沟道内光缆、电缆运维矛盾日益突出［1-3］。因此，利用先进的科技手段，解决电力电缆（光缆）的身份辨识、电力电缆和光缆的信息调阅和日常巡检的需求已势在必行。陕西电网为了解决公司地下管道及电力电缆（光缆）管理中存在的问题和不足，全面提升公司地下管道及电力电缆（光缆）的管理水平，研究设计了基于物联网+移动应用技术的地下管道及电力电缆（光缆）网络数字化管理系统，该系统部分功能已在一些典型线路成功实施应用。

1　电缆（光缆）网络数字化管理系统建设方案

电缆（光缆）网络数字化管理系统建设由沟道资源整治和信息系统建设两部分组成。

1.1沟道资源整治方案

1.1.1前期勘察设计

前期勘察设计工作主要是针对试点地下沟道及电力电缆（光缆）进行实地勘测，对于不规范内容进行整改设计，并将地下沟道及电力电缆（光缆）基本信息和关键设备、关键位置进行现场采集，形成基本台账信息。具体工作如下：

1）现有资料整理。收集试点工程现有管沟、电缆、光缆资料，进行整理，绘制、制表等工作，为下一步现场勘测提供指导。

2）现场资源普查。对工程现网缆线资源，信息系统基础数据整理、核对、电子化、表格等，形成基础数据；并对现有管道的断面进行勘察，将管孔的占用情况及管沟的使用情况进行勘察。内容包括：电缆（光缆）生产编号信息、段起始点、长度、生产厂家、敷设时间、型号、接头位置、盘留余量、业务情况等进行勘察。

3）电缆（光缆）资料台帐整理。试点工程勘察光电缆资料进行整理，形成表格、图形，核对中发现问题，再次到现场勘测核实，形成资料台帐。

4）电子标签位置标识。明确电子标签编码与放置位置、光电缆编号的对应标识。缆线识别、做标识，为下一步现场绑扎电子标签作准备。

5）勘察资料的整理。对现场勘测的资料进行整理，编号归档，为后期工作做好基础。针对GIS系统的数据导入格式，将光缆的属性进行表格化整理，输出到一定格式的表格，为升级完善GIS系统的数据库做好前期的资料整理工作。

1.1.2建立标识作业标准

根据现场勘察和采集成果，设计电缆（光缆）RFID数字标签基本属性信息以及施工标准。根据勘察资料设计RFID数字标签基本属性信息，制定《RFID数字标签绑扎施工方案及其标准》。

1.1.3绑扎电子标签

1）基于现有电缆（光缆）的勘察设计工作收集的现场信息，对RFID数字标签的信息录入地下管道及电力电缆（光缆）网络数字化管理平台。

2）RFID数字标签制作完毕后，交由工程施工人员按照第一阶段设计的《RFID数字标签绑扎施工方案及其标准》、《施工整改方案及其标准》进行施工整改以及RFID数字标签现场绑扎工作。

1.2信息系统建设方案

系统总体架构分为展现层（沟道资源数字化展现平台）、业务应用层（沟道资源数字化应用中心）和系统集成层（沟道资源监测数据采集集成平台）三大部分。系统总体架构图如1所示。

展现层（沟道资源数字化展现平台）：是各级管理人员和用户进行沟道资源信息获取的关键渠道，对系统功能和数据提供了可视化展现、综合查询统计和分析报表等展现方式。

图1　系统总体架构图Fig. 1 System architecture diagram

业务应用层（沟道资源数字化应用中心）：主要包括沟道数字化管理业务、移动巡检业务、沟道监测业务和应用电子标签业务。系统通过应用层的功能向用户提供功能性服务。

系统集成层（数据采集集成平台）：主要实现与各类在线监测系统的集成，通过在线监测系统提供的消息接口实现对沟道内环境信息、井盖防盗报警信息、沟道视频信息和电缆在线监测信息进行集成化展示。从PMS系统同步“获取”地下管道、电力电缆（光缆）台账信息接口和系统巡检记录向PMS“推送”同步接口集成功能开发。

2　电缆（光缆）网络数字化管理系统子系统建设方案

2.1业务构架

在业务架构上，基于公司组织架构，业务管理模式可以设计为电子标签管理业务、电缆巡视抢修业务、管理巡视抢修业务和沟道资源维护业务，如图2所示。

图2　业务架构图Fig. 2 Business function architecture diagram

2.2应用架构

本系统主要应用功能包括电子标签管理、移动巡检业务管理、沟道资源数字化管理和基础平台管理开发四大子系统，多项功能模块，具体功能结构如图3所示。

图3　系统功能架构图Fig. 3 System function structure diagram

系统功能简要需求描述如表1所示。

2.3数据架构

数据架构分为基础数据域、台账数据域、业务数据域和统计报表数据域。

2.4后台管理软件技术架构

地下管道及电力电缆（光缆）网络数字化管理系统选择Orac1e作为系统的数据库系统，JAVA作为程序编制语言，利用当今业界最流行的J2EE架构，以及serv1et/javabean+struts+hibernate的开发模式。

2.5智能设备技术架构

在研发过程中，手持标签识别仪的环境适应性、数据保密性设计是重点，也是难点。设计主要包括：1）手持标签识别仪的环境适应性设计；2）标签信息保密设计；3）电子标签的信息加密；4）电子标签安装紧固性设计。

2.6电子标签应用要求

电子标签要求防盗用、防拆、防拖动、自毁设计，适于高低温、酸碱、潮湿等各种恶劣环境使用。

3　西安地区电缆（光缆）电子标签管理系统的应用

目前，西安供电公司所辖典型电缆沟道已成功应用电力电缆标签管理系统，系统框架如图4所示。

表1　子系统功能描述Tab. 1 Subsystem function description

4　结语

该系统作为与生产管理系统（PMS）的子系统，可有效做到与PMS系统的数据交互，基于该系统的实施，将建立全省电力电缆（光缆）沟道资源管理统一、规范的管理机制，真正实现公司沟道内线缆资源的“帐、卡、物”一一对应。物联网和移动互联网技术的应用将在电力电缆（光缆）的身份辨识、信息调阅和日常巡检当中发挥重要的技术支撑作用：

1）在运行管理方面，建成本系统将作为配网运维管控系统的基础支撑，可直观了解电力电缆（光缆）的走径、接续盒、防火设施等分布情况，可进行管道内环境参数和实况监控的查看。

2）安全管理方面，通过移动设备和电子标签，快速实现现场电力电缆（光缆）的识别，提升移动巡检数据的规范性，提升故障应急处置的效率。

3）在运行电缆异动、退役电缆撤除、多根电缆并联运行等异常运行方式、排查电缆设备预防性试验周期性管理方面强化管控。

4）设计规划管理方面，可便于沟道断面资源选取及展示，为电缆网规划提供路径优化功能。

5）重要客户管理方面，为营销客户报装提供断面信息和最优路径，提升重要客户的服务保障能力。

6）在施工验收管理方面，可记录电缆施工全信息，强化电缆敷设、接头制作工质量检查，便于故障后质量追溯。

7）在经济效益方面，将大幅提升配抢工作人员效率，节约人员成本；提高线路故障排查和检修的效率，降低线路故障损失。

图4　陕西电力电缆标签管理系统Fig. 4 Shaanxi power cable label management system

参考文献

［1］梁芝贤，惠福莉.电缆沟道综合监控系统及其应用［J］.陕西电力，2014，4（8）：99-102. LIANG Zhixian，HUI Fu1i. Probe into integrated monitoring sYstem of cab1e channe1 and its aPP1ication［J］. Shaanxi E1ectric Power，2014，4（8）：99-102（in Chinese）.

［2］蒲路，郑健康，景晓东，等.交联电力电缆运行维护新技术评估［J］.陕西电力，2009，37（7）：57-61. PU Lu，ZHENG Jiankang. JING Xiaodong，et a1. New techno1ogY eva1uation of the oPeration and maintenance of Power cab1e［J］. Shaanxi E1ectric Power，2009，37（7）：57-61（in Chinese）.

［3］赵学风，蒲路，琚泽立，等.陕西城市电网光缆与电缆混沟问题探讨［J］.陕西电力，2015，43（6）：75-78. ZHAO Xuefeng，PU Lu，JU Ze1i，et a1. StudY on oPtica1 fiber cab1e and Power cab1e 1aYing in one ditch in Shaanxi urban Power network［J］. Shaanxi E1ectric Power，2015，43 （6）：75-78（in Chinese）.

李喆（1963—），男，高级工程师，现从事电力运维与检修工作；

赵学风（1983—），女，博士，工程师，主要从事电力系统运维研究；

林涛（1977—），男，工程硕士，高级工程师，主要从事电力系统运维与检修工作。

（编辑黄晶）

Construction and Application of Cable Network Digital Management System Author

LI Zhe1，ZHAO Xuefeng2，LIN Tao1
（1. State Grid Shaanxi E1ectric Power ComPanY，Xi’an，710032；2. State Grid Shaanxi E1ectric Power Research Institute，Xi’an，710054）

ABSTRACT：The number of Power cab1e 1ine and trench increases raPid1Y with the deve1oPment of urban construction. At the same time，the oPtica1 cab1e is more and more wide1Y used in various fie1ds of wired communication，communication cab1e can be seen everYwhere in the citY Power network cab1e channe1. Cab1e channe1 and channe1 cab1e，cab1e oPeration and maintenance contradiction is increasing1Y Prominent. In order to so1ve the Prob1ems and deficiencies in the management of underground PiPe1ines and Power cab1e（cab1e），this PaPer introduces the construction scheme，comPosition and function of the digita1 management sYstem of cab1e network. Through the Pi1ot aPP1ication in Xi’an area，the fast identification of the Power cab1e（oPtica1 fiber cab1e）is rea1ized，and the standard of mobi1e data is Promoted.

文章编号：1674-3814（2016）04-0075-04中图分类号：TM247

文献标志码：A

收稿日期：2014-11-05。

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