（国网浙江省电力公司杭州供电公司 310009）
摘要：本文主要针对配网电缆的电子标示管理系统进行简要研讨，仅供参考。
关键词：配网电缆；电子标示管理系统
一、研发背景
由于杭州市近年来经济飞速发展，造成多地区电缆管理混乱，给日常的运行和维护造成了极大的不便。针对这种情况，我们提出配网电缆的电子标示管理系统研发的课题。通过在电缆表面和电缆沟内安装RFID电子标签，以非接触的方式近距离实现对电缆数据的识别并开发对应的管理平台，实现对对重要电缆区域段的强化式、精准式、快速式的信息化管理。
二、科技依据
2.1技术实现的可行性
RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。
（一）RFID技术的基本工作原理
标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。
（二）RFID的基本构成
①标签（Tag）：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，高容量电子标签有用户可写入的存储空间，附着在物体上标识目标对象；②阅读器（Reader）：读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；③天线（Antenna）：在标签和读取器间传递射频信号。
（三）RFID技术与条形码（Bacrde）e技术相比其优势
①不需要光源，可以透过外部材料读取数据（无可见性要求）；②防水、防磁、耐高温，可以在低劣的作业环境下工作，使用寿命较长；③可以嵌入或附在不同类型的产品上；④在一定的距离范围内无须直线对准扫描即可读取；⑤写入数据的时间少，存储信息量大；⑥同时可以读取多张卡，并且可以读取运动中标签上的信息；⑦芯片封装方式灵活多变，封装多种材质外壳，薄厚可选。
3.2 应用需求分析
RFID射频识别技术的特点决定了与之对应的电子标签系统广泛应用于各个行业和复杂的环境，在实现对设备信息的存储和交互等基本功能的同时也衍生出了更多的系统应用如在线监测、故障管理等。具体到电缆沟监测管理方面，通过对“配网电缆的电子标示管理系统”的研发，可解决电缆沟管理中面临的问题并给出科学的解决手段：①探测设备能以非开电缆沟盖板方式识读电缆沟中的标识器，从而获取沟内全部电缆的信息；②通过探测设备识读安装在电缆沟壁标识器中内容操作人员可以获知电缆沟的走向，非常方便操作人员查找电缆沟和下个标识器的位置；③系统可以编辑电缆沟属性、电缆属性、沟上安装标识器地点的属性等资料，并把这些资料下载给探测设备；④系统可以对电缆沟和电缆上可能发生的事件进行编辑，并把编辑资料下载给探测设备，巡查人员巡查时发现异常情况时可以使用探测设备记录下来；⑤当需要增加电缆、检修电缆时，施工人员可以操作探测设备完成相应的工作，探测设备将保存相应的信息，这些信息上传给管理中心后，系统将更新电缆沟内电缆的资料；⑥探测设备可以储存正常巡查维护信息、沟异常事件信息、查看电缆信息、电缆异常事件信息、电缆沟内标识器安装和验收信息、电缆沟内增加电缆信息和电缆沟内电缆检修信息等；综上所述，配网电缆的电子标示管理系统无论从理论还是实践层面都具有可行性和必要性。
三、配网电缆的电子标示管理系统的研究方法和技术路线
3.1研究方法
1）选择试点区域、收集配网电缆信息：包括沟道内每根电缆回路、型号、电压、运行责任人、故障情况、中间电缆头、埋深、转弯穿管等、电缆路径相关地理图纸等。
2）结合上述资料，建立试点区域电缆信息管理资料平台，从查漏补缺和重点沟段管理原则出发，定位确定无源电子标签的安装点。
3）根据收集信息与选择的具体安装点，使用读写器写入电子标识器具体的电缆档案信息（参考详见附件），现场安装沟道总电子标签与电缆标识器，并在图纸记录，也可结合GPS定位信息形成电缆标识器管理的地理化网络信息。
4）建立试点区域电缆设备资产动态管理台账，在普查的基础上根据读写器源源不断回馈的信息建立电缆设备资产动态管理台帐，为综合信息管理平台提供数据基础与平台支持。
3.2 技术路线
针对使用场所的恶劣环境，采用高性能材料封装解决电子标签的耐候问题；加密计算与认证，确保数据安全，防止链路窃听与数据破解；使用频道隔离技术，多个设备互不干扰；先进的防碰撞技术，支持多标签读写。
四、配网电缆的电子标示管理系统研究内容和预期成果
4.1研究内容
（一）系统架构和实现
系统需要由标识器探测设备、标识器、电子标签、后台工作站及管理软件构成。现场主要设备如下：①标识器：安装在电缆沟壁，安装时需要与电缆沟、电缆、沟内地点等属性建立对应关系，并在每个安装点上注明下个标识器的位置以次确定电缆沟的走向。②电子标签：安装在与沟内标识器对应的电缆位置上，安装前要求在系统内建立好电子标签与电缆的对应关系，用来查看电缆详细资料；但电缆有穿越时可以通过识读电子标签来识别电缆。③标识器探测设备：用来以非开沟盖的方式识别安装在电缆沟壁的标识器，识读成功设备将显示相应沟和地点的资料，如果需要查看沟内电缆资料，可以按设备上的相关按键进行。此设备也能识读电缆上的电子标签。
（二）无源电子标签管理系统的原理
（三）信息管理软件开发
建立试点区域电缆信息管理资料平台（设备台帐数据库结合实际配网GIS地理图、配网自动化管理平台的电子化管理），从查漏补缺和重点沟段管理原则出发，定位确定无源电子标签的安装点。
本系统软件功能实现：
1）电缆沟、电缆、安装标识器地点等资料录入功能
录入的资料在沟内标识器和电缆上电子标签安装前和正常巡查维护使用时都需要下载到标识器探测设备中，然后由安装人员或巡查人员使用。
要求录入的资料包括如下内容：电缆沟的属性；电缆沟里面电缆
属性；电缆沟上埋设地下标识器的地点属性；电缆沟上可能的异常情况：电缆沟事件最多可以输入96 种；电缆上可能的异常情况：电缆事件最多可以管理96 种；电缆与电缆上所有电子标签ID 码的对应关系，如果有多条电缆时，安装时应该分别包装，并且打上不同的编号。设备使用的班组和本班组可安装或检修或维护的地点范围（通过地点编号确定）。
2）通讯管理功能
系统可以直接和标识器探测设备进行通讯。具体包括如下内容：在管理中心录入的全部资料下载到探测设备；管理中心对探测设备进行基本设置（如校时、设置设备使用单位名称等）；使用探测设备安装和验收标识器产生的标识器安装信息上传给管理中心；使用探测设备日常巡查产生的记录，包括电缆沟、电缆、地点基本信息、各种异常事件信息、增加电缆信息、电缆检修信息等上传给管理中心；管理中心接收到的全部标识器安装信息下载到日常维护的探测设备。
3）巡查信息查询功能
管理中心可以根据不同的条件对系统内部的数据进行查询，需要时可以生成报表进行打印；各职能部门可以根据需要查询各自职责内的内容，根据内容进行不同的处理；上级部门可以根据查询的记录对各操作单位进行处理。
4）系统配置管理
系统配置包括如下内容：通讯串口的选择；系统分级管理；系统资料初始化；本系统版本信息；本系统帮助文档。
5）巡查数据管理
巡查数据管理包括如下内容：数据备份；数据还原；数据维护。
6）网络功能管理
软件采用B/S 架构编写，各部门可以在各自终端上对管理中心的数据进行查看。
7）与其他系统接口
预留与电缆沟定位与导航系统的挂接接口，将整个电缆沟示踪线在GIS 上标注出来预留管理标识器和电子标签采购、配送、领用等材料的出入库管理系统的接口。
4.2 预期成果
本着节约人力和物力成本，具有简单但全面操作性的目的，预期目标有以下几点：①实现10kV电缆的精细化管理、档案资料与现场的完整准确对应；②故障巡查快速精准定位；③节省掀盖板、开挖、钻沟等工作量，提高工作效率。
结语
随着芯片技术的不断进步，标签成本的降低、读写距离的提高、存储容量的增大、处理时间的缩短将成为可能，射频识别产品的种类将越来越丰富，应用也越来越广泛。可以预计，在未来的几年中，射频识别技术将持续保持高速发展，并将带来一场巨大的变革。射频识别技术在国外发展非常迅速，已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。尽管我国射频识别技术起步较晚，射频识别技术应用状况还处于初级阶段，但市场前景非常广阔。相信在不久的将来，尤其是随着中国企业的信息化进程，RFID的应用必将由点到面，逐步拓展到更广的领域。RFID将助力企业更多生产高技术、高附加值、高利润产品，为企业提高市场竞争能力。
参考文献：
[1]杨孝华，魏建炜，左飞，等.基于RFID技术的配网电缆电子标识化管理系统[J].电气开关，2010，48（6）：74-76.
[2]岑旭，林朝辉.基于电子信息标识系统的配网电缆故障点快速查找[J].电力与电工，2007，27（2）：34-36.
论文作者:王绍源
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/1
标签：电缆沟论文; 电缆论文; 标识论文; 设备论文; 信息论文; 管理系统论文; 电子标签论文; 《电力设备》2018年第30期论文;