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》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：實現(xiàn)電纜線路智能巡檢，實時考察巡查到位率和巡視軌跡回放，保證電纜線路的巡視質(zhì)量，為配電線路安全運行提高有力的依據(jù)；根據(jù)電纜通道隱患和設備缺陷分級預控的管理體系，實現(xiàn)電纜設備隱患缺陷分級預控、流程化綜合管理；基于設備GPS坐標信息，移動導航模塊可以快速導航定位電纜設備或缺陷點，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，故本課題的研究具有較高的實際工程意義。

現(xiàn)階段電力公司線路和設備巡檢主要依靠巡檢人員定時到現(xiàn)場進行人工巡檢，巡檢回來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)和責任心等多種因素的制約，此種方式不僅經(jīng)常導致巡檢人員缺陷錄入不規(guī)范、巡視不到位、缺陷重復上報等問題，而且一些特殊環(huán)境中的巡檢工作（如對高壓環(huán)境中的設備進行巡視）也難以順利開展。

為了適應線路和設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地理定位等技術能夠根據(jù)實際巡檢需求來安排巡檢線路、對巡檢人員的到位情況及歷史軌跡等進行分析，然后通過與主站管理端的無縫對接來使管理員實時查詢巡檢數(shù)據(jù)、及時發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的缺陷和損毀情況并排除故障險情。

1 移動終端在電纜通道巡視中的應用現(xiàn)狀及存在問題

1.1 移動終端在電纜通道巡視中的應用現(xiàn)狀

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

圖1為移動終端在電纜通道巡視中的典型應用場景，其中后臺管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動接收巡檢結(jié)果、合理安排巡檢時間、監(jiān)測缺陷、發(fā)布巡檢任務、安排檢修等功能。

圖1 移動終端在電纜通道巡視中的典型應用場景

1.2 移動終端在電纜通道巡視中應用的問題

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

通過電子地圖和LBS定位服務技術的結(jié)合，管理人員能夠?qū)ρ矙z人員所處位置進行準確了解，現(xiàn)階段比較常用的是基站定位和WIFI定位，它們分別通過基站和熱點等網(wǎng)絡來完成巡檢人員的定位，定位精度相對較低。

當采用基站定位和WIFI定位時，存在如下典型問題：

第一，應用于偏遠地區(qū)時，存在信號較弱、數(shù)據(jù)傳輸較慢等問題，嚴重影響了電力公司與巡檢人員間的穩(wěn)定通信，導致有時總部無法及時了解電纜通道的巡視情況。

第二，應用于室內(nèi)時，由于采用基站定位方法而容易受到運營商基站密度的影響，從而導致經(jīng)緯度坐標存在較大偏差，此時就需要利用RFID等其他定位技術來進行偏差的糾正。

2 基于智能終端的電纜通道巡視系統(tǒng)的應用

綜上所述，移動終端在電纜通道巡視中的應用能夠提高電纜通道的巡檢質(zhì)量，確保巡檢過程中的安全，但也存在著室內(nèi)定位精度偏差較大、偏遠地區(qū)無法穩(wěn)定通信等問題，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)的總體設計

（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)總體目標是實現(xiàn)電纜通道巡視業(yè)務和設備信息的數(shù)據(jù)采集、采集數(shù)據(jù)的回傳和查詢、巡視地點的GPS定位、巡視線路的GPS導航、配電線路與設備信息的更新、巡視任務的管理及報表生成等，使用戶能夠把握電纜通道巡視工作的整體運行狀態(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，整個系統(tǒng)可以劃分為如下六大功能模塊：

第一，基礎數(shù)據(jù)模塊。通過基礎數(shù)據(jù)模塊，巡檢人員可以通過設備樹查看配電線路與設備及設備的臺賬，查看線路的單線圖，通過線路定位查看線路的走向，也可以對設備進行定位導航。

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點來通過緩沖區(qū)查詢搜索附近100米范圍內(nèi)的電纜井和通道，查詢電纜線路經(jīng)過的電纜井和通道，查詢指定電纜井、通道的剖面圖和管孔使用情況，對電纜線路與電纜井進行定位與導航。

第三，缺陷管理模塊。在電纜通道巡視過程中，巡檢人員一旦發(fā)現(xiàn)缺陷可以現(xiàn)場登記并拍攝照片，然后將缺陷信息進行實時上傳，主站管理端可以對缺陷及時處理，并根據(jù)處理流程來自動流轉(zhuǎn)（缺陷的處理流程為：缺陷信息現(xiàn)場上傳--配電班組審核--現(xiàn)場消缺--班組審核--歸檔）。

第四，到位判斷模塊。在巡檢人員巡視過程中，主站管理端可以根據(jù)GPRS、基站等獲取當前巡檢人員的坐標，然后與巡視的線路設備進行坐標判斷，當兩者距離小于50米時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（在巡視過程中打開GPS及軌跡記錄功能，對巡視人員坐標進行定位后在主站管理端連續(xù)記錄巡視人員的行走記錄，通過圖形展示就可以形成歷史巡視軌跡，歷史巡視軌跡會被進行備份來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路的到位率。

第六，統(tǒng)計分析模塊。主站管理端對上傳的缺陷進行統(tǒng)計，按照班組、狀態(tài)、處理情況來對各個班組的缺陷處理情況進行分析，也可以按照到位人員、到位情況、到位時間對各個班組人員的巡檢質(zhì)量進行分析。

（3）巡視業(yè)務的工作流程

圖3 巡檢人員利用智能終端開展電纜通道巡檢業(yè)務的流程

巡檢人員在使用智能終端進行電纜通道巡檢管理時，其業(yè)務流程如圖3所示，具體說來：巡檢人員登錄智能終端查看是否有電纜通道巡檢任務下達，如果沒有巡檢任務下達，那么巡檢人員繼續(xù)等待；如果有巡檢任務下達，那么巡檢人員查看巡檢計劃和任務分配信息，然后到達現(xiàn)場對電纜通道進行逐項檢查（此時系統(tǒng)顯示巡檢人員的定位信息），檢查完畢后填寫巡檢記錄、缺陷及故障信息；完成巡檢任務后，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的巡檢統(tǒng)計報表。

2.2 智能終端的設計與應用需求

（1）智能終端的工作原理

由上述分析可知，要想順利開展電纜通道巡視工作，智能終端必須具備強大的運算和處理能力，能夠?qū)崿F(xiàn)GPS地理定位、GPRS網(wǎng)絡通信及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整個智能終端的處理運算任務）、射頻處理單元（由專用RFID讀寫芯片及外圍電路構(gòu)成，將承擔射頻信號的接收、與電子標簽進行通信與獲取信息數(shù)據(jù)的任務）、GPRS巡檢數(shù)據(jù)處理單元（通過GPRS網(wǎng)絡實時與主站管理端進行通信，將獲得的巡檢信息上傳）、GPS地理定位單元（對巡檢人員的位置進行實時定位）、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

在待巡檢線路及設備上固定好相應的射頻標簽，巡檢人員通過智能終端可以準確獲取待巡檢線路及設備的名稱、安裝時間、地理位置等信息，然后通過GPRS網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)（包括線路及設備的位置數(shù)據(jù)、時間信息及缺陷數(shù)據(jù)等）傳送到主站管理端并寫入到數(shù)據(jù)庫中，主站管理端也可以根據(jù)現(xiàn)場情況給智能終端發(fā)送指令。

（2）智能終端的應用需求

根據(jù)電纜通道巡視系統(tǒng)的業(yè)務開展需求，智能終端的實際應用需求如表1所示。

表1 智能終端的應用需求

3 結(jié)語

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及地理信息，由巡視現(xiàn)場RFID與GPS來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，并有效解決移動終端室內(nèi)定位精度偏差較大、偏遠地區(qū)無法穩(wěn)定通信等問題。