关键词：电缆巡视系统；巡视界面；GPS；数字地图
引言：在地铁电气系统结构组成日益复杂和电气设备数量不断增加的背景下，电缆巡视的重要性得到了进一步的突显。利用信息技术和智能化设备，动态巡视并获取线缆的运行参数，一旦发现有异常信息，立即采取预警处理，将故障损失降到最低。地铁110kV电缆巡视系统融合了电子地图、大数据分析、C语言编程等技术，支持人工规划巡视路径和智能分析巡检信息等功能，极大的提升了地铁电缆管理效率，具有推广应用价值。
一、地铁110kV电缆巡视系统的设计规范
近年来信息技术在地铁电气系统管理领域的应用越来越广泛，但是在电缆巡视方面的应用并不理想，例如存在巡视数据格式不统一、巡视路径不规范等，不利于电缆管理工作的高效开展，也为地铁电气系统的运行埋下了诸多隐患。为此，在设计和使用电缆巡视系统时，应遵循以下设计规范：其一是标准化原则。所有巡视数据按照统一的标准化格式存储在数据库中，方便后期进行数据分析，提高了数据利用率；其二是安全性原则。数据库采取加密设计，要想调用数据库内的信息，需要获取相应的访问权限，或是掌握安全密钥，避免数据的泄漏，保证数据的完整性和安全性；其三是可扩展原则。随着地铁电气系统的建设，以及电缆总量的增加，该巡视系统也应当易于扩展，始终满足使用需求。
二、地铁110kV电缆巡视系统的组成
从系统结构上来看，主要包含了三大功能模块，分别是位于PC端的数据表现层，由各类引擎组建和应用程序组成的业务逻辑层，以及存储巡视信息的数据访问管理层，如图1所示。
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图1 地铁110kV电缆巡视系统的结构组成
1、数据表现层
该模块中主要的硬件设备是位于PC端的人机交互界面。在该界面上可以由管理人员，手动设置巡视路径，并保存到系统数据库中。在启动应用后，可以按照预设的巡视路径，自动完成线缆巡视，这样就减轻了工作人员的压力。另外，该系统最终完成巡视数据分析后，所得的分析结果，或是故障报警信息，也都会在该模块直观的表现出来，方便管理人员动态的掌握电缆运行情况，为下一步管理工作开展提供必要的参考。
2、业务逻辑层
该模块是电缆巡视系统的核心组成，其中包括了若干种应用软件。例如数字地图，可以将地铁的整个电气系统以虚拟地图的形式表现出来，而线缆的走向就是数字地图中的“路线”。人工设置的巡视路径，也必须借助于数字地图实现。还有就是Java和HTML5等软件系统，可以实现数字地图和巡视路径的可视化，并且支持地图定位、走向显示、详情预览等功能，进一步提高了电缆巡视系统的实用性。
3、访问管理层
访问管理层以数据库为核心，巡视获取的电缆运行参数、施工数据等，都会统一存储在该模块中。同时，利用内置的单片机可以无障碍的获取数据库内的各类参数，并依托大数据技术进行整合、分析，得出巡视结论和分析结果。所得信息还可以通过中间层的HTML5软件，从纯粹的数据转变为直观的图像或视频，然后逐层上传，最终在数据表现层展示出来。
三、电缆巡视系统的操作应用
1、巡视界面的功能及操作
巡视界面支持日期时段检索功能：将特定时间段所发生的施工信息，包括线路名称、日期、坐标、风险评估等级、施工信息备注、施工图片等以数据单元格的方式显示于巡视概况中；将相关施工点及文字备注及电缆走向、电缆井的位置信息一并显示于地图页面上，并且支持图片检索。图片检索可提供由巡检录入页面存储的施工文字及图片信息，以直观的方式还原当天施工的场景。
2、巡视路径的输入
路径录入页面提供电缆线路及电缆井的录入功能，可由数据库录入坐标编辑手持GPS终端巡视所需的位置信息，并记录对应的GPS坐标导入的软件系统，也支持地图上动态对照编辑，针对电缆井还支持图片录入功能以供检索查询。管理人员也可以根据工作需要，人工设置巡视路径的优先级，分别以不同的频率对不同的电缆采取巡视。例如重点线路的频率更高，而一般线路的频率较低，提高系统资源的利用率。
3、巡检信息的录入
系统投入运行后，会动态的对覆盖范围内的电缆进行巡视，并获取其运行参数。巡检信息会自动存储到数据库内，并且以获取时间为节点，分别存储于数据库内。巡检信息通常以数据、图片、视频三种形式存在。另外，巡检信息又可以分为电缆常态信息和故障信息两种形式，对于常规信息直接录入到数据库内，而对于故障信息，则需要匹配故障码，然后系统发出警报，并在UI界面上显示，以提醒管理人员针对故障问题采取处理措施。
4、巡视分析
巡视分析页面以月度施工数据统计为基础，进行不同电缆线路的横向对比参考，并分析线路整体月度施工趋势、高发时段及整体线路平均施工趋势，且同样支持线路图片检索查询。分析结果除了会通过UI界面进行展示外，还会在数据库内以历史记录的形式缓存起来。管理人员可以随时调取历史记录，掌握以往电缆的运行信息，积累电缆管理经验，为地铁110kV电缆系统的扩建提供必要的参考。
结语：技术的发展为地铁电气系统的管理带来了便利。基于数字地图和大数据技术、可视化技术的电缆巡视系统，不仅可以实现对地铁电气系统中各条电缆运行情况的动态监管，而且还能够自动进行巡视信息的分析，根据分析结果和预设指令，完成电缆故障的自动报警和预处理，切实保障了电缆及电气系统的运行安全。下一步要继续做好电缆巡视系统的自动化、规范化管理，从而在电气系统智能化发展中发挥更大的作用。
参考文献：
[1]金钟,屈光宇,张军茹.110kV高压电缆运行状态监测系统研究与应用[J].电工技术,2017(2):46-47.
[2]高劲,黄山山,祝唯.基于百度地图API的地铁电缆巡视分析系统设计与实现[J].城市轨道交通研究,2018,21(4):145-146.
论文作者:贺权
论文发表刊物:《中国电业》2019年22期
论文发表时间:2020/4/7
标签：电缆论文; 系统论文; 数据论文; 信息论文; 地铁论文; 路径论文; 库内论文; 《中国电业》2019年22期论文;