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基于RFID技術(shù)的配網(wǎng)電纜電子標(biāo)識化管理系統(tǒng)

文檔作者：楊孝華，魏建煒，左飛，劉庭磊，何江濤文檔來源：重慶市電力公司南岸供電局		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2022年03月31日
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74 (電氣開關(guān)>(2010． No．6)
文章編號：1004—289X(2010)06—0074—04
基于RFID技術(shù)的配網(wǎng)電纜電子標(biāo)識化管理系統(tǒng)
楊孝華，魏建煒，左飛，劉庭磊，何江濤
(重慶市電力公司南岸供電局，重慶400000)
摘要：基于射頻識別(RFID)技術(shù)開發(fā)了配網(wǎng)電纜電子標(biāo)識化管理系統(tǒng)，首先介紹了RFID的基本原理，在此基
礎(chǔ)上，介紹了電纜電子標(biāo)示管理系統(tǒng)的各個組成部分。
關(guān)鍵詞：射頻識別；電纜；配網(wǎng)；管理系統(tǒng)
中圖分類號：TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
The Electronic M arker M anagement System of the
Distrbution Network Cables Based on RFID Technique
YANG Xiao—hua，WEI Jian—wei，ZUO Fei，LIU Ting—lei，HE Jiang—tao
(Nanan Electric Power Bureau of Chongqing Electric Power Company，Chongqing 400000，China)
Abstract：Based on fidio—frequency identification technique，the electronic marker management system of the distribu—
tion cables has been developed．The paper presents the basic principle of RFID，O1t the basis of this，each integrant of the
management system is presented．
Key words：radio一~equency identification；cable；distribution network；management system
l 引言
隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和城市建設(shè)的不斷發(fā)展，輸配電網(wǎng)
絡(luò)建設(shè)和改造任務(wù)El益繁重。隨著城市配網(wǎng)電纜化改
造的持續(xù)完善，國內(nèi)大中城市都擁有一個愈來愈龐大
的10kV地下電纜網(wǎng)絡(luò)。雖然，每條電纜線路都曾建
立了相應(yīng)的枝術(shù)檔案和圖紙資料，但是由于各種因素
的影響，管理機(jī)構(gòu)或人員的更替，電纜走廊附近山于市
政建設(shè)、房屋建筑、道路、綠化及各種管線建設(shè)等對地
理環(huán)境引起的變化，常常造成原有電纜的地面標(biāo)志的
缺失。加上管理環(huán)節(jié)上，對電纜變更情況動態(tài)跟進(jìn)比
較薄弱，使電纜設(shè)施的分布資料出現(xiàn)缺漏、偏差和滯
后。全面、準(zhǔn)確地掌握地下電纜及設(shè)施的分布狀況和
準(zhǔn)確定位，可以加強(qiáng)和提高電力管線運(yùn)行管理水平，實(shí)
現(xiàn)對地下電纜設(shè)施快速精確定位，及時排查故障。
采用射頻識別(RFID)技術(shù)進(jìn)行地下管網(wǎng)精確定
位和設(shè)施管理，是近年來國際上新發(fā)展起來的一項(xiàng)新
技術(shù)，它可以有效的對密集的城市管線和重要設(shè)施進(jìn)
行標(biāo)識，從而準(zhǔn)確、安個、快速地對它們進(jìn)行定位，大大
提高了管理水平和工作效率¨ 。
本文研究了RFID技術(shù)在電纜管道中的應(yīng)用方
案，使用該方法有利于提高電纜運(yùn)行管理現(xiàn)代化水平，
提高現(xiàn)場施工的安全性、準(zhǔn)確性和電纜設(shè)施定位的精
確度。
2 RFID的基本原理
Radio Frequency Identification(RFID)無線射頻識
別通稱電子標(biāo)簽技術(shù)，是20世紀(jì)90年代興起的一項(xiàng)
非接觸式自動識別技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商
業(yè)自動化、交通運(yùn)輸控制管理等眾多領(lǐng)域，如汽車或火
車等交通監(jiān)控系統(tǒng)、高速公路自動收費(fèi)系統(tǒng)、停車場管
理系統(tǒng)、倉儲管理、動物管理、車輛防盜等，RFID技術(shù)
的全面推廣和普遍應(yīng)用將具有不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。
RFID技術(shù)最突出的特點(diǎn)是可以非接觸識讀(識讀
距離可從十厘米至幾十米)、可識別高速物體、抗惡劣
環(huán)境、保密性強(qiáng)、可同時識讀多個識別對象等。該系統(tǒng)
可以對密集的城市地下管線和重要設(shè)施進(jìn)行標(biāo)識，從
而準(zhǔn)確、安全、快速地對它們進(jìn)行定位，不但大大提高
了管理水平和工作效率，同時也避免了使用和維護(hù)工
作中潛在的危險。整套系統(tǒng)若與全球定位系統(tǒng)(cPS)
<電氣開關(guān)》(2010．No．6)><電氣開關(guān)>(2010．No．6)
RFID電子標(biāo)識器由天線和專用芯片組成，天線是
鍍在塑料片基上的銅膜線圈，在塑料基片上還嵌有體
積非常小的集成電路芯片(現(xiàn)在已經(jīng)只有芝麻粒大，
還可更小)，在這個集成電路芯片中有高速的射頻接
口，控制單元，EEPROM三個模塊組成。每一根電纜
上環(huán)貼的標(biāo)示器都要由唯一的電纜溝道總標(biāo)示器管
理，所以在無線寫人電纜標(biāo)示器信息時候，它會提醒輸
入溝道總標(biāo)示器ID號并在讀寫器中作為中間程序段
暫存，在下一步寫入總標(biāo)示器時候讀寫器會自啟動中
間程序段在界面提醒不要漏掉剛剛輸入的電纜編號信
息；在刪除時候同理，即互鎖程序。
3．2 手持定位讀寫設(shè)備
手持定位讀寫設(shè)備是低功耗、帶大型背光燈式
LCD顯示屏和鍵盤操作的定位設(shè)備。主要用來讀取
地點(diǎn)信息點(diǎn)的ID碼，同時顯示被定位設(shè)備的相關(guān)信息
(如地點(diǎn)名稱、設(shè)備名稱、檢修次數(shù)等)。如果定位現(xiàn)
場有顯示儀表，也可以抄錄下儀表的數(shù)值。
對于突發(fā)的事件也可以及時記錄下來。根據(jù)需要
可以加入GPS定位模塊，確保位置查找的準(zhǔn)確性。應(yīng)
用時必須通過管線管理系統(tǒng)下載與地標(biāo)信息點(diǎn)ID碼
對應(yīng)的管線具體資料到手持定位讀寫設(shè)備，工作人員
然后拿著定位設(shè)備開始維護(hù)檢修。根據(jù)需要可以設(shè)備
維護(hù)檢修地點(diǎn)提示，幫助工作人員工作進(jìn)程。工作完
成，由計算機(jī)讀取定位設(shè)備中的維護(hù)檢修情況進(jìn)行分
析、歸類、存檔等。
3．3 管線管理系統(tǒng)
對地標(biāo)信息點(diǎn)的發(fā)放情況、埋設(shè)情況、驗(yàn)收情況進(jìn)
行管理，建立起信息點(diǎn)與定位地點(diǎn)的詳細(xì)資料的對應(yīng)
關(guān)系，可以對手持定位設(shè)備進(jìn)行讀寫操作，可以對維護(hù)
檢修進(jìn)行線路管理，可以與GIS系統(tǒng)進(jìn)行接口，可以對
日后管線的日常維護(hù)、數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計、分析、匯總。通
過對歷史數(shù)據(jù)的收集和匯總分析，對制定管線維護(hù)計
劃和處理突發(fā)事件提供有益的幫助。
3．4 GIS系統(tǒng)
在管線管理系統(tǒng)中預(yù)留與GIS系統(tǒng)的掛接接口，
將地標(biāo)信息點(diǎn)的信息直觀的體現(xiàn)在GIS平臺軟件上，
以地標(biāo)信息點(diǎn)坐標(biāo)為基礎(chǔ)，直觀準(zhǔn)確的展現(xiàn)虛擬地下
管線分帶晴況和路由情況，通過地標(biāo)信息點(diǎn)的信息可
掌握地下管線的分布情況及關(guān)鍵點(diǎn)情況，直觀明了。
4 系統(tǒng)實(shí)施方案
(1)選擇試點(diǎn)區(qū)域、收集配網(wǎng)電纜信息：包括溝道
內(nèi)每根電纜回路、型號、電壓、運(yùn)行責(zé)任人、故障情況、
中間電纜頭、埋深、轉(zhuǎn)彎穿管、電纜路徑相關(guān)地理圖紙
等。
(2)結(jié)合上述資料，建立試點(diǎn)區(qū)域電纜信息管理
資料平臺(設(shè)備臺帳數(shù)據(jù)庫結(jié)合實(shí)際配網(wǎng)GIS地理
圖、配網(wǎng)自動化管理平臺的電子化管理)，從查漏補(bǔ)缺
和重點(diǎn)溝段管理原則出發(fā)，定位確定無源電子標(biāo)識器
的安裝點(diǎn)。
(3)根據(jù)收集信息與選擇的具體安裝點(diǎn)，使用讀
寫器寫入電子標(biāo)識器具體的電纜檔案信息(參考詳見
附件)，現(xiàn)場安裝溝道總標(biāo)示器與電纜標(biāo)識器，并在圖
紙記錄，也可結(jié)合GPS定位信息形成電纜標(biāo)識器管理
的地理化網(wǎng)絡(luò)信息。
(4)建立試點(diǎn)區(qū)域電纜設(shè)備資產(chǎn)動態(tài)管理臺賬，
在普查的基礎(chǔ)上根據(jù)讀寫器源源不斷回饋的信息建立
電纜設(shè)備資產(chǎn)動態(tài)管理臺帳，為綜合信息管理平臺提
供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)與平臺支持。
預(yù)期最終的城市配網(wǎng)電纜設(shè)施電子標(biāo)識化管理系
統(tǒng)有如下四個產(chǎn)品模塊和分別為電纜資源輔助制圖模
塊、電纜資源維護(hù)模塊、電纜設(shè)備查詢模塊和用戶權(quán)限
管理模塊。圖3為系統(tǒng)的模塊關(guān)系圖：
圖3 城市配網(wǎng)電纜設(shè)施電子標(biāo)識化管理系統(tǒng)模塊關(guān)系
5 結(jié)論
介紹了RFID系統(tǒng)的基本原理，提出了基于RFID
的城市配網(wǎng)電纜設(shè)施電子標(biāo)識化管理系統(tǒng)，分析了該
系統(tǒng)中地標(biāo)信息點(diǎn)、手持定位讀寫設(shè)備、管線管理系統(tǒng)
和管線GIS系統(tǒng)四部分，最后給出了該系統(tǒng)的實(shí)施方
案。
參考文獻(xiàn)
[1] Klaus Finkenzeller著，陳大才編譯，射頻識 4(RFID)技術(shù)[M]．2
版．北京：電子工業(yè)出版社，2001．
[2 J 李昕．RFID系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用前號[J]．計算機(jī)與信息技術(shù)，2007
(18)：76—77．
[3] 潘曦，郭珍軍，劉云．基于RFID通信資源管理系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
[J]．北京電子科技學(xué)院學(xué)報，2006(4)：25—27．
[4] 王運(yùn)美，李琛，馬建民．基于RFID技術(shù)開發(fā)的油田鉆具數(shù)字化管
理系統(tǒng)[J]．石油礦場機(jī)械，2007(7)：71-74．
收稿日期：2010—11-09</電氣開關(guān)>

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