时间:2023-05-29 17:33:46
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇巡检服务方案,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词: RFID; 电力巡检系统; 传输距离; 抗干扰分析
中图分类号: TN915.853?34; TN91 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2017)12?0159?03
Abstract: Aiming at the low analysis efficiency of the transmission distance and anti?jamming analysis method of the electric power inspection system, and poor optimization performance of the system transmission distance and anti?jamming performance, a transmission distance and anti?jamming analysis method of the electric power inspection system based on RFID is put forward. The structure of the electric power inspection system based on RFID and inspection process are studied to determine the analysis direction for this method. The transmission distance analysis method is adopted to obtain the transmission distance optimization function of the electric power inspection system according to the arrangement mode of input coil winding and output coil winding in system circuit. The anti?jamming analysis method is used to achieve the high?grade, medium?grade and low?grade anti?jamming analysis schemes according to the disturbed condition of the system transmission channel. The medium?grade and high?grade anti?jamming analysis schemes are used for the forward?direction transmission channel of the system. The low?grade anti?jamming analysis scheme is used for the reverse?direction transmission channel. The experimental results show that the method has superior optimization performance for transmission distance and anti?interference ability of the electric power inspection system, and high analysis efficiency.
Keywords: RFID; electric power inspection system; transmission distance; anti?interference analysis
近年来,数字化领域发展迅猛,各行各业以及居民的用电量明显增加,电力设备的稳定运行关系着国家经济命脉,也与人们的生产、生活息息相关。如何合理解决电力设备故障、维持其稳定运行,是人们关注的重点[1?3]。基于RFID的电力巡检系统能够及时发现电力安全隐患,是保障电力设备稳定运行的基础。随着科研组织对电力巡检工作研究的不断深入,人们逐渐意识到基于RFID的电力巡检系统传输距离及抗干扰能力的重要性,ζ浞治龇椒ǖ难褚渤晌科研组织的重点关注内容[4?6]。
1 基于RFID的电力巡检系统
无线射频识别技术是一种非冲突式的通信技术,能够直接使用无线射频信号对目标进行特殊信息识别。基于RFID的电力巡检系统数据容量大、体积小,并且自动化水平较高,可有效减少用工成本。图1为基于RFID的电力巡检系统结构图。
由图1可得,基于RFID的电力巡检系统由硬件和软件两部分组成,硬件部分主要包括处理芯片和RFID手持终端。其中,电力设备射频标签来源于被巡检区域中的电力设备,RFID手持终端是巡检人员在巡检工作中使用的无线射频终端,它具有携带方便、使用环境无限制的优点;软件部分包括数据库服务器和控制中心。
在电力巡检工作中,电力设备射频标签会被实时采集并自动写入到RFID手持终端中,RFID手持终端将对电力设备射频标签进行定位和巡检时间的填制等处理。经RFID手持终端处理后的电力设备射频标签含有设备故障、故障产生时间、故障设备定位等信息,这些信息将传输到处理芯片中进行分析。
2 电力巡检系统传输距离及抗干扰分析
2.1 系统传输距离分析方法
2.2 系统抗干扰分析方法
基于RFID的电力巡检系统拥有两条传输通道,分别是电力设备射频标签采集通道和RFID手持终端处理通道。所提基于RFID的电力巡检系统抗干扰方法将电力设备射频标签采集通道的方向标记为正向传输,反方向的传输方向则为逆向传输。
根据第1节的描述,可知正向传输通道要长于逆向传输通道,因此所提方法构建出如图2所示的系统传输通道干扰模拟图。
由图2可知,正向传输通道的距离较长,因此比逆向传输通道更易受到干扰。干扰因素主要包括:不明身份人员对巡检方案的非法变更、电力设备电子编码的非法盗用、电力设备射频标签的未授权复制、系统运行流程的变更、数据库服务器的信息泄露等。因此,应该对系统的信息存储、通信传输以及巡检方案的具体实施等方面进行重点抗干扰设计。在信息存储工作和通信传输工作中,应维持信息的完整性和隐私性;在巡检方案的具体实施工作中,应维持实施流程的隐私性和准确性。所提基于RFID的电力巡检系统抗干扰方法将根据上述信息,在保证方法分析效率的基础上对系统抗干扰模型进行构建,如图3所示。
由图3可知,所提基于RFID的电力巡检系统抗干扰方法的抗干扰模型给出高、中、低三个等级的抗干扰方案。低等级抗干扰方案包括密钥验证和询问机制,中等级抗干扰方案为真实ID保护,高等级抗干扰方案则是将两个或两个以上的低、中等级抗干扰方案进行融合。通常,对基于RFID的电力巡检系统中的正向传输通道使用中、高等级抗干扰方案,对逆向传输通道使用低等级抗干扰方案。
3 实验验证
3.1 系统传输距离优化性能验证
在电力巡检系统传输距离优化性能验证中,选择GPRS分析方法和智能诊断系统分析方法作为本文方法的实验对照组。实验先对未使用任何方法进行优化的基于RFID的电力巡检系统的传输距离进行采集,再对使用上述三种方法进行优化后的系统传输距离进行采集,绘制成如图4所示的曲线图,并进行对比。
由图4可知,优化前基于RFID的电力巡检系统的传输距离随输入/输出线圈半径差值的增长而下降,优化后的系统传输距离则较为稳定。在三种方法中,经本文方法优化后的系统传输距离下降现象明显改善,并且传输距离比优化前平均增长15.3 m,证明本文方法对系统传输距离的优化性能较强。
3.2 系统抗干扰能力优化性能验证
在电力巡检系统抗干扰能力优化性能验证中,选择5种能够对基于RFID的电力巡检系统产生较大程度干扰的干扰因素,使用第3.1节中的三种方法对系统进行优化,优化结果如表1所示。
由表1可知,在GPRS分析方法和智能诊断系统分析方法的优化下,系统均受到了不同程度的干扰。而在本文方法的合理优化下,系统并未受到干扰,证明本文方法对系统抗干扰能力的优化性能较强。
3.3 方法分析效率验证
对第3.1、3.2节中三种方法的分析时间进行统计,如表2所示。
对比表2中的数据可知,本文方法的分析时间非常短,表明本文方法具备较高的分析效率。
4 结 论
本文提出基于RFID的电力巡检系统传输距离及抗干扰分析方法,其通过对基于RFID的电力巡检系统进行研究,给出系统传输距离分析函数,以及密钥验证、询问机制和真实ID保护等系统抗干扰分析方案。实验将本文方法与GPRS分析方法、智能诊断系统分析方法进行对比,证明了本文方法能够合理优化电力巡检系统的传输距离和抗干扰能力,并具备较高的分析效率。
参考文献
[1] 安树,陈永利.船舶电力系统界面特性仿真[J].现代电子技术,2016,39(2):101?103.
[2] 和方方,皇甫军红.RFID技术在石油化工建设项目中的应用研究[J].现代电子技术,2015,38(21):130?132.
[3] 王建波,邵文权,张艳丽,等.电压差特征引起电压暂降的故障类型识别[J].西安工程大学学报,2015,29(5):617?622.
[4] 王慕之,赵思臣,王奔,等.PEMFC电池堆单体电池电压巡检系统开发与实验[J].电源技术,2016,40(1):84?86.
1巡检需求计划
以某次全省无线电专业设备实际巡检工作为例,拟共需巡检设备种类有4种,分别是频谱分析仪、信号源、综测仪、集成测试控制箱,共计64台(套)。其式频谱分析仪21台、便携式频谱分析仪15台、信号源10台、综测仪9台、集成自动测试系统9套。在所有拟巡检仪表中,使用年限在1年内的有8台,使用年限在3年内的有18台,使用年限在5年内的有20台,超过5年的有18台。本次巡检任务目标为发现拟巡检设备在功能性能方面存在的问题。拟巡检设备仪表的配置和分布情况见表1。上述设备目前配置在某省无线电管理机构和9个无线电派出机构及其工作站。由于省无线电管理机构和各派出机构地理位置较为分散,需要专业检测人员分别前往各机构办公地点开展巡检,综合考虑前往各地的行程,巡检需要在1个月内完成。
2巡检方案安排
根据该省巡检需求,巡检服务提供方设计巡检方案如下:为对拟巡检设备仪表进行全方位的功能性能检查,提供下述三项巡检项目:一是仪器仪表单机巡检;二是系统软件及运行维护巡检;三是系统正确性验证测试巡检。其中单机巡检项目的主要内容有:仪表信息、校准状态、自检状态、功能按键、屏幕显示、内部组件与控制端口、电平测量误差(频谱仪)、输出信号电平误差(信号源)、信号类型输出(信号源)、DANL(频谱仪)、trace方式(频谱仪)、检波方式(频谱仪)、内置衰减、分辨率带宽(频谱仪)、外部增益补偿(频谱仪)、测量套件、选件验证。系统软件及运行维护项目主要内容有:系统安装检查、软件版本检查、模块检查、报告模板与引用标准检查以及软件平台测试检查。系统正确性检查项目的主要内容是:对于由多台仪表搭建的自动测试系统,将系统自动测试的结果与手动操作仪表得出的结果进行不确定度计算,以确定测试系统结果的偏差是否在可接受的范围内。根据方案,巡检服务提供方拟派出专业测试人员1名,由巡检需求方派出专业技术人员1名。巡检诊断用检测设备包括校准溯源的功率计、信号源、射频线缆、GPIB连接器、测试用笔记本电脑终端等。
3对巡检异常仪表的说明
在全部64台设备仪表中,经巡检发现问题的有13台,占所有巡检设备仪表总数的20.3%,详见表2。在有问题的13台仪表中,问题较为严重的仪表有4台,分别是两台MS2687B仪表射频输入口和配套转接头损坏;1台MS2724B模拟解调功能损坏;1台MG3693B输出FM/AM调制波形失真。问题一般的有9台,分别是7台MS2721A由于仪表老化在某频点出现虚假信号;1台N9030A仪表垫脚和窗口键丢失;1台N9020A后面板一USB接口故障。故障原因分析诊断:对于问题较严重的两台MS2687B,由于仪表射频前端存在1个高出前面板5~6cm的专用连接器,射频前端的损坏可能为野外作业时由于车辆颠簸碰撞造成。MS2724B模拟解调功能失效可能由解调模块损坏或扬声器损坏造成。MG3693B出现波形失真是由于使用年限较长,性能老化造成。根据以上诊断结果,巡检服务提供方建议:对于使用年限较短、功能性能尚好的仪表应积极安排返厂维修,对于使用年限较长且功能性能均已严重老化的仪表应考虑作停用或报废处理。
4对受检正常仪表的评价
一是频谱分析仪,是此次巡检中受检数量最多的一类仪表。以归一化DANL测量峰值指标为例,详见表3。在日常无线电监测工作常用的超短波频段,台式频谱仪指标最好的为N9030A,其次是N9020A和MS2692A。由于测量不确定度影响,巡检中N9030A和N9020A的DANL指标在超短波频段(30MHz~3GHz)最大相差3dB,而最小只有不到1dB。这说明仅对日常测试测量超短波频段的工作能力来讲,N9030A与N9020A差别并不大,只是N9030A略好。从表3可以看出MS2692A和N9020A的指标不相上下,但在实际巡检中发现,相同设置下MS2692A需要更长的积分时间,才能获得与N9020A相同的DANL指标,因此N9020A要略胜一筹。便携频谱仪指标最好的为MS2724B,MS2724B在该指标上甚至超过了台式仪表MS2687B、N8563EC和MS8609A。二是信号源,此次受检的两种信号源,MG3693B为模拟信号源,其只能发射模拟调制类型的信号,使用年限较长,而MG3700A为矢量信号源,能发射CW信号和各类数字信号,且支持自定义数字信号文件的输入。三是综测仪,受检型号只有IFR3920一种,巡检结果显示均正常,能够满足日常测试工作需要。四是集成控制箱,受检型号均为DC系列,巡检结果均正常,能够满足日常测试工作需要。
5结束语
为了发挥无线电管理机构专业设备仪表的最大效能,确保固定资产完好率,满足日常无线电管理监测检测、重大活动及应急保障工作的需要,以往无线电工程师主要通过以下3个途径掌握在用专业仪器仪表功能性能指标:一是自检;二是由供货方售后维保协议提供;三是交第三方检定校准机构检测。从本文介绍的案例可以看出,由无线电行业设备供应商和无线电管理机构联合在无线电管理机构驻地开展专业设备仪表巡检的方式,发挥了设备供应商的专业和无线电管理部门的经验两大优势,在时间、人员和地域集中的情况下,对专业仪器仪表功能性能验证数量更大、范围更宽。既克服了自检受限于缺少专业系统的检测工具,只能开展简单项目的检测和判断的问题;又避免了维保协议适应维保对象单一、对使用期限较长的仪表鞭长莫及的缺点;同时也回避了边远省份仪器仪表需要长途运输,送检周期长的问题。不足之处是上门式巡检服务,检测手段较在实验室内单一,巡检内容深度不够,且对巡检发现问题的解决上还有待提高。因此,还需要无线电管理工作者在今后的工作中作进一步研究探索。
作者:张宸 单位:青海省无线电监测站
沃尔沃建筑设备作为扎根中国十余年、对于中国市场用户需求有着深刻洞察的行业领导品牌,也在业内率先开始了用户服务与产品管理的新探索,先后推出了多项融合互联网思维的产品与服务解决方案,得到了用户的积极反馈。
在第八届工程机械CIO暨产业营销高峰论坛上,沃尔沃建筑设备凭借近年来在移动互联网领域的创新投入,荣获组委会评选的“电商应用先锋奖”。本次获奖标志着行业各方对于沃尔沃建筑设备力主创新、开拓服务新模式的认可,也代表着沃尔沃建筑设备紧贴用户需求转变、扎根中国市场的长期承诺。
随着传统商业活动各环节数字化、网络化的不断深入,工程机械行业也立足在了产业数字化升级的风口浪尖。沃尔沃建筑设备作为扎根中国十余年、对于中国市场用户需求有着深刻洞察的行业领导品牌,在业内率先开始了用户服务与产品管理的新探索,先后推出了多项融合互联网思维的产品与服务解决方案,得到了用户的积极反馈。
其中,2014年起便逐步酝酿、直至2015年正式成熟上线的“沃+”线上平台,就是沃尔沃建筑设备力主创新的集大成者。该平台为机手、机主量身打造了全面多样的功能渠道,为工程机械从业者们的生活、工作多方面提供了方便、快捷的专业服务。普通机手可以在此获得行业咨询、招工信息和设备保养知识;而机主可通过平台了解产品促销、维修、保养巡检等一系列重要信息。通过平台的信息交互,无论工程机械用户、经销商抑或厂商自身都有效地提升了信息沟通速度,扩展了信息互动渠道,获得切实的利益。除此之外,“沃+”还成为了一个生活社交的线上互动平台,有效地丰富了行业从业人员的业余生活。
除此之外,在今年的沃尔沃建筑设备后市场客户关爱体验升级活动中,还出现了一种新型的“巡检e报告”服务内容。这是在服务工程师完成设备巡检后,将电子报告上传至用户平台,机主仅需通过手机就可访问报告,大大降低了沟通成本,同时也利于设备管理人员综合分析制定设备保养使用规划。
“在不断演变的市场需求面前,惟一不变的就是沃尔沃建筑设备服务用户、坚持创新的基本理念,因为只有这样我们才能紧跟市场发展的潮流。”沃尔沃建筑设备后市场及客户解决方案副总裁王业峰说道,“沃尔沃建筑设备将继续秉持‘品质、安全、环保’的核心价值观,聚力数字化发展,引领行业的转型与升级。”
关键词:GPRS;城市配网;运行巡检;提升方案
中图分类号:TM764 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)29-0112-02
1 概述
随着我国近年来生产技术的迅猛发展和城镇化进程步伐的加快,电力建设与城市建设之间的协调发展日益受到各地方政府乃至国家的重视。在针对配网的运行以及城市巡检方面,随着配电自动化的发展,开发出了相关的智能监测和快速故障诊断、隔离,馈线远方终端被越来越多地安装在配电网馈线回路的柱上开关和开关柜等处,具有遥信、遥测、遥控和故障电流检测等功能。简化了人为巡检的麻烦,为实际工作提供了方便。
GPRS通讯技术的电力设备远程监控系统是集计算机网络技术、自动控制技术、无线遥测、遥控技术和地理信息系统(GIS)技术于一体,具备遥控、遥测、遥信、遥视功能,通过GPRS通讯技术远程传输至电力调度中心,建立相关的实时数据库;结合GIS平台,可在联网的计算机上远程实时查看系统内电力设备的相关动态信息。
上位机软件通过采集的数据,自动分析、计算不平衡率和三相电流平均值,通过对负荷相位较重的判断,计算需要调整多少负荷,系统通过查找该相上的换相开关的平均负荷量,计算需要调整哪几个换相开关,运维人员只需要在电脑前一键执行,就可以实现对线路负荷的调整。并可统计出台区的电压、电流峰值、三相负荷率、电压合格率、分支线路的负荷等信息。
2 可行性分析
首先在选择监控系统通信的方式上,国内外目前有许多应用于配电自动化系统的通信方式。但是由于不同的局限性存在于各种通信方式中,配电自动化所有层次需求不能都得到很好的满足。对于分布很广且测控点众多的配电自动化系统来说,不需传输线、覆盖面广、可与停电区通信,又可以利用公共无线通信网实现双向通信的无线通信系统,是非常适用的,因此,无线数据传输业务是一种较为理想、经济的方式。GPRS在电力通信网中的可行性包括有技术上和经济上的可行性两个方面:(1)从技术角度分析,GPRS是中国移动在其现有GSM网络上开通的一种分组数传输性术,它所依托的网络稳定可靠、组网简单、迅速、灵活,系统扩容方便、覆盖面广,中国移动可与配电管理中心间采用数据专线连接的方式,保障了数据系统的安全性和传输的可靠性,降低了传输延时,同时经过的网络环节有所减少。数据传输速率理论的最高值可达到171.2kbps,实际中虽达不到,但根据中国移动的网络情况,目前可提供20~40kbps的稳定数据传输,仍远高于目前配电自动化监控的数据传输速率(一般为1200~9600bps)。(2)经济学的角度出发,GPRS的收费是按照使用者发送和接收的数据量来进行收费,数据流量为零时则采用包月制或者不收费。这样可以减少专用网络和通信信道的大量投资,而且用电力企业自己维护,经济上是合算的。
其次,近年来,组件式GIS技术的不断发展及壮大,其特有的图形编辑、设备管理、地理查询、网络分析、辅助决策等管理功能,对于整个电网的合理布局与规划、整个系统的优化调度以及控制有着极其重要的意义,尤其是GIS的动态数字电网和基本设备管理可视化必将扫除以前连续地与纯数字打交道的枯燥,将极大提高工作效率。
综合上述两个方面,基于GPRS配网自动化监控系统在技术和经济方面都具有很高的可行性。
3 具体方案的设计
从图1的系统结构可以看出,该系统是由多个GPRS数据终端GPRSDTU和设在配电管理中心的1个主控服务器共同组成的,配电监控终端智能一体化FTU通过标准RS-232接口与GPRSDTU传输模块连接。主控服务器主要完成报表打印、电子地图显示、系统维护、数据检索、故障分析、遥讯、遥测以及遥控等功能,另外,安装于电力设备现场的配电监控终端FTU为对电力设备电压、电流,控制电力设备开关,实现远程通讯,实时在线控制机等检测与获取参数的
功能。
3.1 硬件系统
城区配网10kV及以下线路,采用了许多柱上开关。老式柱上开关仅能实现带负荷合跳闸功能(人工合/跳)。可采用智能一体化FTU。该FTU是运用基于GPRS的无线通讯技术、微机控制、微机保护和测量技术、电能计量技术于一体的高科技产品。它应具备的功能包括有:微机保护功能、数据采集功能、无线数据通讯、无线遥控。
智能一体化FTU硬件构成包括:(1)“四遥”模块:能对4路状态量进行采集;对9个电气参数进行测量;4路遥控量输出;谐波记录;事件记录(SOE)等。(2)通信模块:即具有GPRS功能的实时透明传输模块,采用国际通用的MODBUS通信协议,向下通RS232/RS485接口和测控模块相联。向上则利用GPRS模块通过天线发送/接收数据。
(3)电源模块:双重电源供电,除有系统提供交流220V电源外,另配有免维护电池和逆变模块,确保系统失电时,FTU能正常工作。
3.2 软件系统
为完成配网自动化功能,配电管理中心可采用前置机和主控服务器模式组成局域网,两台工作站监控、分析配网工况。遥控工作站用于监视、控制终端设备的运行工况;GIS工作站反映地理信息、设备管理及故障区域显示。配电管理中心的主控服务器软件系统包括有网路通信软件系统及数据库服务器系统,用以完成TCP/UDP链路建立、维护、数据接收、存储等功能。遥控工作站软件系统包括有基于城区配电网主结线、配工业组态软件等软件,完成对配电网的实时数据采集、监控和报警;GIS工作站软件包括配GeoStar组合模块软件,通过TCP/IP网络,以Client/Server(客户机/服务器)方式,SCADA系统向GIS系统开放实时数据招测函数。SCADA系统向GIS提供的实时招测函数为Windows格式,在GIS的配电网图上刷新显示开关状态、数据信息小于5s。此外电力负荷灰色预测软件、配电网络系统“网络重构”决策支持软件、配电网故障区段判断算法软件、FTU的重合闸控制策略软件等是在供电专家知识决策基础上生成的。
3.3 测量数据
通过智能一体化FTU硬件的测量,以某条10kV城市配网线路为例,在每个杆塔之间加装一个该装置,将数据的传输周期设置为每30min更新一次。通过GPRSDTU的接口,以GPRS的传输方式为方法,通过对配网运行频率、电压和负荷的相关节点情况实现了实时传输,实现了巡检的功能。
新型的配网巡检作业提高了供电可靠性。近年来,各单位积极开展配网巡检工作的深化,要求各地区持续扩大城市配网巡检范围,增加巡检项目,据某城市供电局统计,截止2012年共计完成无线巡检装置80%以上,其中新型的巡检方式所检测出的故障问题是故障总数的60%,有效地减少了设备故障停电时间,为全面开展状态检修提供了良好的基础。
4 系统特点
城区配网自动化配置方案落实为可靠的一次设备,并集现代化的设备、数据通信传输、计算机技术以及远程控制技术于一体的电力自动化控制与信息管理系统。
系统中智能一体化FTU具有遥信功能、遥测功能、遥控功能、保护功能、事件顺序记录、定值的远方修改和召唤定值、自检和自恢复功能、远方控制闭锁与手动操作功能、抗恶劣环境、可靠的电源措施。
所采用的是“无线数据终端”,是基于目前覆盖面积广且技术成熟的GPRS网络接入到Internet(以太网)上,全面支持TCP/IP协议,实现RS485与TCP/UDP/IP协议全透明转换的专用接入设备终端,为远程FTU终端数据通讯提供数据交流平台。用户只需设置参数即可实现配电网的馈线自动化,终端单元直接与以太网络相连,实现网络的互通。这种通信具有明显的以下特点:实时在线;按量收费;传输速度快;快速登陆,连接时间短;具有心跳功能,防止网络异常、掉线自动拨号。
5 结语
系统不仅可以采集变压器台区的相关数据参数,在线实时监测,控制剩余电流断路器分合动作,还可以对支线的各个电流、电压进行相应数据的采集;同时配合相位自动切换开关,实现三相线路负荷的自动调整,实现线损分析及设备故障自动保护、远程抄表、电压合格率的统计分析、设备巡检监控分析等功能。
灵活多用的系统组建:终端装置独立运行和全面的逻辑判断功能,使该系统没有数字计量表、数据服务器主站也可以灵活提供以供电所、单台变压器为管理单位的组建系统方案,进行一系列的组建运行。
综上所述,本系统中的技术关键有三点:其一为智能一体化FTU;其二为基于GPRS的通讯技术;其三为含基于供电专家知识的决策支持软件的配网自动化的软件系统。
参考文献
[1] 张皓阳,等.变压器油中溶解气体含量在线监测技术
综述[J].东北电力技术,2006,(8).
[2] 梁俊.变压器在线监测技术的应用[J].广西电力,
2006,(5).
[3] 秦申蓓.电力变压器状态在线监测技术[J].电力需求
关键词 二维码 隧道管养 信息系统
中图分类号:TP391 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2015.06.063
Tunnel Custody System Applications Based on Combination
of Phone and Two-dimensional Code
DAI Pengfei[1], SUN Jingjing[2]
([1] Jiangsu Province Communications Planning and Design Institute Limited Company, Nanjing, Jiangsu 210014;
[2] Nanjing Yangtze River Tunnel Limited Company, Nanjing, Jiangsu 211800)
Abstract Highway tunnel as a major public works. Since the tunnel complex itself, combined with a wide range, a huge number of facilities and equipment, to grasp their operational status, and critical scientific conservation. This article describes the mobile phone based on constructing a tunnel through the two-dimensional code scanning mode custody research and application of information systems, making the process more efficient custody, management decisions more scientific.
Key words two-dimensional code; tunnel custody; information system
0 概述
公路隧道为交通网络中的关键节点,随着我国越来越多的公路隧道进入运营阶段,其运营服务水平广受瞩目。而时刻保障隧道处于安全运行的状态则是其能否正常运营服务的决定性因素。在持续提供服务的过程中,对隧道的土建结构、机电系统等进行科学的管养是最基本、最有效的途径。
但是我国公路隧道养护管理起步较晚,还处于原始的低效率阶段,在养护巡检的过程中,大多使用人工进行纸质记录。因此,构建实用、高效的养护信息化系统对公路隧道的科学养护至关重要。由于隧道本身结构复杂,加之种类繁多、数量巨大的设施及设备,要及时掌握它们的状态并对数据进行有效分析就必须依托于现代信息技术。
二维码越来越多地出现在我们的日常生活中,通过手机摄像头的扫描即可获得相应的信息。利用二维码对隧道数量巨大的设施设备进行标注并作为系统信息输入入口可以使得管养过程更简单、更高效、更准确。
1 管养信息系统功能
如图1所示,管养信息系统主要由4部分组成:(1)B/S结构的管养信息系统软件功能模块,包含设施设备基础信息、巡检标准管理、二维码及映射管理、评价体系维护、巡检任务管理、查询统计及系统管理等;(2)内部接口:与手机APP进行养护数据交换,完成设备状态数据采集并传输到数据库中,为系统的数据分析提供数据源;(3)外部接口:与其他各系统(SCADA、OA、消防监控系统等)进行数据交换;(4)预留扩展:为新需求或后建其他功能系统提供扩展接口预留。
图1 管养信息系统功能图
系统涵盖管养全过程,除具备基本信息、标准管理、养护、报表、运营管理等功能外,还可拓展统计分析、库存管理、绩效考核、综合评价、决策建议等功能。
2 二维码的特点及优势
矩阵式二维条码它是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。矩阵式二维条码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理码制。
二维码应用于隧道管养信息系统,具有如下的特点:(1)高密度编码,信息容量大:可容纳多达1108个字节(500多个汉字),比普通条码信息容量约高几十倍。(2)编码范围广:图片、声音、文字等各类信息均可以经过数字化编码后进行存储。(3)容错能力强,具有纠错功能:二维码因穿孔、污损等引起局部损坏时,照样可以正确得到识读,损毁面积达50%仍可恢复信息。(4)可引入加密措施:保密性、防伪性好。(5)形状、尺寸大小比例可变,便于结合现场情况按需灵活定制;(6)成本低,易制作,维护便利,持久耐用。
目前,人工电子化巡检中,使用较多的为RFID电子标签配合手持式终端。手机结合二维码形式与RFID结合手持式终端形式对比如表1所示:
表1 二维码标签与RFID标签对比表
结合二维码的特点以及表1比较,总的来说,二维码具有储存量大、保密性高、读取设备通用性高、易于制作、维护更换方便、系统总体成本低廉等特点,更适用于在养护信息系统中使用,是对RFID电子标签配合手持式终端的电子化巡检系统的有效补充或升级替代。
3 二维码在管养信息系统中的应用
3.1 管养巡检子系统
巡检子系统是管养信息系统中的重要组成部分(图2)。该系统由二维码标签与巡检手机及巡检应用软件构成。系统是基于以可靠性为中心的设备维修管理理念基础之上的,提供提高设备维护管理水平的整体解决方案。通过该系统,实现对关键设备技术标准、技术参数、操作规程提供随时检索和下载存储;可以建立故障代码体系,支持故障诊断辅助;可以建立基于PDA的安全管理系统、点巡检系统、检修管理系统、定置管理和设备综合数据通讯管理系统,可以利用二维码扫描进行定位,智能系统进行任务单下发和数据记录、分析工作,从而实现巡查养护的综合管理。
图2 管养巡检系统示意图
3.2 设备编码规则
设施、设备的科学编码是对其进行正确定位的依据,应根据实际情况对养护区段进行划分,并对巡检单位进行编码。编码与日常养护进行紧密结合,涵盖土建类和机电类的基本信息及土建结构和机电设施数据。编码分类清晰、便于识别、方便管理和调整。
编码采用6组15位数字字母编码:第一组:两位,代表单位名称;第二组:两位,代表管养区域;第三组:两位,代表对应的系统名称;第四组:三位,代表设备类别;第五组:三位,代表具体单个设备;第六组:三位,代表设备部件。
采用数字字母编码模式的优势是可以和二维码结合起来,通过二维码标签标识设施的唯一身份证明,并通过数据采集器的扫描,获取二维码身份信息后经数据库查询即可知道设施的详细描述,可以很准确、快速地进行设施设备的定位及信息获取。
3.3 二维码标签
二维码标签是设施设备进行定位的载体。如图3,二维码标签样式由三部分组成:(1)二维码图案区域:根据设施设备的编码规则,确定其具置,由此制作出的包含位置信息的二维码图案;(2)文字表述区域:位于二维码图案下方,对该设施设备进行详细描述,标明其具置、名称、检查内容、检查频次等基本信息;(3)空间属性标记:位于二维码图案两侧,使用带颜色区分的图形进一步标注设施设备的空间位置。使用手机对二维码进行扫描识别的同时拍照并进行图像识别,用于辅助定位及巡检防作弊,作为现场记录凭证,导入巡检养护考核机制。
图3 二维码标签示例
二维码标签可通过打印机直接打印制作不干胶贴纸或定制金属铭牌,粘贴于待检设施设备附近。同时,在系统数据库中对二维码图案与对应的设施设备进行映射关联,构建一一对应的关系,并对二维码图案进行保存,便于在二维码标签损坏后可以及时进行重新制作。巡检过程中应保持二维码标签的清洁和完好,如有破损应及时进行更换。
3.4 巡检应用软件
配置摄像头的智能手机已经完全普及。巡检应用软件基于智能手机平台开发,运行于巡检手机终端,使用触屏软件界面,用于获取二维码信息、执行巡检养护操作、建立网络通信与后台管养信息系统数据库进行交互,是巡检子系统的核心应用。
3.4.1 软件功能
软件围绕巡检养护操作定制其功能,主要分系统功能和业主功能两部分。
图4 软件功能图
3.4.2 软件流程
(1)软件启动,进行身份验证;(2)启动摄像头进行二维码扫描识别,并拍照;(3)对照片进行图像识别,作为现场记录凭证;(4)对二维码信息进行数据库查询,对设备进行定位;(5)检索该设备巡检维护任务;(6)操作人员进行养护作业,通过软件进行资料检索,养护信息录入,对养护过程进行拍照记录;(7)数据提交,养护结果反馈至后台服务器,利于后期进行综合评价及决策分析;(8)记录巡查路径;(9)返回第2步,进行下一个巡查点作业;(10)巡查养护作业结束,注销登陆,退出系统。
3.4.3 软件界面
结合智能手机的使用特点,巡检养护手机端软件以简洁的列表与图标按钮为主,风格统一、具备良好的美学完整性,其软件界面设计注重简单、易懂、易操作。界面元素随需而变,在一个界面上尽可能减少功能选项,突出重点功能,减少使用者寻找和思考的时间。同时,考虑到智能手机触屏操作的特点,软件具备良好的单手操作性。
图5 软件界面图
关键词:电力工程信息管理智能化
0引言
近年来,随着国民经济的快速发展,我国电力工业也得到了快速的发展。电力工业成为国民经济产业的基础,承担着促进我国国民经济发展的重要任务。
据统计,2009年1月至10月我国电力工业生产简况如下:
“十一?五规划”即将完成,从电网的“十二?五规划”可知,在今后一段时期,我国经济增长仍将保持高速的态势,伴随着社会对电力工业也将保持旺盛的增长需求。电力项目按照超前规划、适度发展原则进行建设,实现更大范围的资源优化配置,推动能源的高效开发及利用,是我国经济又好又快发展的重要保障。发电厂、变电站等电力工程项目建设的任务繁重,如何进行科学合理的项目信息管理,对提高电力工程项目的质量、工期、造价都起着重要的作用。
1电力项目信息管理
对于电力工程建设项目,随着电力项目的计划、启动、规划、实施等项目生命周期活动内容的展开,大量项目的文件、报告、合同、照片、图纸、录像等各种各类信息会不断地产生,需要对其进行诸如收集、分类、加工、过滤、归档、储存等处理,以实现对项目的有效控制和管理。所谓电力项目信息管理是指在整个电力项目全生命周期管理过程中,对信息进行收集、加工和输入、输出活动的总称。项目信息管理过程包括信息收集、信息传输、信息加工和信息储存等内容。
电力项目信息管理直接影响项目管理工作的效率、风险、质量和成本。因此,如何有效、有序、有组织地对电力项目全生命过程的信息资源进行管理,是电力项目管理的重要环节。以计算机为基础的电力项目信息处理技术在电力项目管理中的应用,又为大型电力项目信息管理系统的规划、设计和控制提供了全新的信息管理理念、技术支撑平台和全面解决方案。
1.1项目信息管理的基本原理项目信息管理是涉及信息资源、信息技术、参与活动的人员等要素,是多要素、多学科、多手段的管理活动。项目信息管理是一种技术性很强的管理活动,它要运用许多技术手段和管理方法。具有以下四大基本原理:
1.1.1信息增值原理信息增值是指项目信息内容的增加或者信息活动效率的提高。它是通过对项目信息的收集、组织、存储、查找、加工、传输、共享和利用来实现的。
1.1.2增效原理项目信息管理可以通过提供信息和开发信息,充分发挥信息资源对包括信息和知识在内的各种社会活动要素的渗透、激活与倍增作用,从而能够节省社会资源、提高工作效率、创造企业效益,实现社会的可持续发展。
1.1.3服务原理项目信息管理与一般的管理过程相比,具有更强烈的服务性,项目信息管所有过程、手段和目的都必须以用户需求为中心,必须通过服务用户来发挥作用。
1.1.4市场调节原理信息管理也受到市场规律的调节,主要表现在以下两个方面:信息产品的价格受市场规律的调节,信息资源要素受市场规律的调节。
1.2电力工程项目信息管理的特征电力工程项目信息管理具有管理的一般性特征。例如,管理的基本职能是计划、组织、领导、控制;管理的对象是组织活动;管理的目的是为了实现组织的目标等,在信息管理中同样具备。但是,电力工程项目信息管理作为一个专门行业的管理类型,又有自己的独有特征:与电力企业制度紧密结合,设备及人员信息需要高度集中。正是有了信息的集中统一,才使得信息真正成为一种资源,并且实现了信息资源的共享。使电力项目管理人员随时掌握设备、人员的相关信息,使电力运行安全可靠。
2电力工程项目信息管理系统
“电力工程项目信息管理系统”是向电力企业内各级主管部门(人员)、其他相关人员,以及组织外的有关部门(人员)提供信息的系统。它通过提供作为决策依据的统一的信息来为企业的计划、组织、领导、控制以及日常的作业服务。电力项目信息管理系统应向主管部门提供四种主要的信息服务:确定项目信息、搜集项目信息、处理项目信息及使用信息为项目服务。
以“变电站智能化巡检信息管理系统”为例:
变电站智能化巡检信息管理系统采用了“条码(无线射频钮)”作为设备标识器,各个需要巡检的设备上安装一个“条码”,内部存储特定的代码,标识着设备的状态、参数等所有内容。当工作人员巡检时只需带着巡检器(掌上电脑)到现场读取各设备标识器的数据即可,由于巡检器机身小巧轻便、操作简单方便,十分适合现场使用,同时它还解决了巡检到位问题以及省去了大量的数据录入工作,使用效果良好,对提高设备的运行维护水平及减轻数据的输入工作量起了很好的作用。当需要进行设备状态检修、设备缺陷管理和设备性能动态分析时,将工作站数据库的相关信息调出,设备的历史状况便一目了然了。
2.1变电站智能化巡检信息管理系统的硬件组成
变电站智能化巡检信息管理系统主要由无线射频设备标识器(条码)、巡检器(掌上电脑)、客户计算机和网络服务器组成。
2.2变电站智能化巡检信息管理系统的特点
2.2.1巡检内容的编制灵活
巡检路线按部门、专业、巡检员分类;
每一条巡检路线按设备、部件、项目分层组织;
每一条巡检路线可定义巡检或点检两种模式;
2.2.2巡检项目齐全,巡检工作人员录入方便
系统设定了“观察类”、“记录类”、“代码类”、“测温类”、“测振类”五种巡检项目类型。
2.2.3强大服务器软件的信息处理与统计功能
①信息查询信息查询是系统对信息进行处理的主要部分,通过不同的查询功能可以按不同的方式对信息进行处理、分析获得所需的结果。系统提供五种查询方式:工作查询、异常查询、缺陷查询、结果趋势查询、漏检查询。
②考核统计功能主要功能是对巡检工作人员的日常巡检工作的统计,以便考核巡检工作人员的工作情况,主要包括:路线统计、到位检查、工时统计、异常统计。
异常统计用于统计设备有无异常情况或是有哪些异常情况;路线统计、到位检查、工时统计用于统计巡检工作人员到达巡检现场各个检查点的时间,以及在各个检查点耗费的时间。
漏检统计用于巡检人员在应巡检周期内未检查项目的条数,以及哪些已派发而未下传的点检计划。
③报表功能系统设计有各种完善的报表,并且用户能够根据实际需要定制各种报表。
④缺陷管理系统可以按巡检人员、巡检日期、缺陷类别、设备等方式作为检索条件,方便地统计设备的缺陷情况,同时也可以将设备缺陷转给其它系统,以便与其它系统集成。
3结论
电力工业是关系国计民生的基础产业,承担着保障和促进国民经济发展的重要任务。当前乃至今后一段时期,电力工程建设都处在一个快速发展的时期,电力工程项目投资大,任务紧迫,环境复杂,新技术新工艺不断应用,业主对项目质量、工期、安全、投资效益等方面的要求不断提高,电力工程项目管理应当适应新的发展要求,借鉴国内外先进的管理理念、管理模式、制度、方法和手段,实现项目管理的现代化,促进工程建设规范有序、优质高效、安全可靠的进行。信息管理是项目管理的重要内容之一,对电力工程项目管理的好坏起着决定性的作用。
工程项目信息管理系统在电力工程项目管理中的应用,不仅提高了工程管理效率,而且提升了工程管控水平。目前,信息技术快速发展,利用先进的信息技术手段进一步深入工程信息的挖掘利用,可以强化工程信息整合处理能力,推进工程效益的有效管控。本文结合变电站智能化巡检信息管理系统来制定科学合理的管理制度和规范完善的管理程序。新晨
变电站智能化巡检信息管理系统是变电设备运行维护单位用来辅助对变电设备及其附属设施进行日常巡视和检查工作的信息系统。此系统的使用将改变以往设备大修制定计划需要再三催促各部门上报计划,而各部门进行上报时又需要翻查大量资料统计设备信息,不但工作效率低还有可能漏报的状况,现在大修计划的制定只是举手之劳的事,设备的安全运行水平、管理效率都得到了极大的提高。借助系统的帮助不但可以及时掌握设备的第一手现场资料,而且可以快速地进行处理。变电站智能化巡检信息管理系统大大提高了设备的健康水平,保证了各项生产任务优质高效地完成。
参考文献:
[1](美)维埃拉著,董明等译:《SQLServer2005高级程序设计》.人民邮电出版社,2008年.
[2]刘,熊璋,王剑昆.《基于智能标签的射频识别系统的研究和实现》计算机工程.2003,29(20):162-164.
[3]国家电网公司.《变电站管理规范》,北京科文图书业信息技术有限公司出版,2006年.
[4]董士波编著,沈维春主审.《建设项目全生命周期成本管理》,中国电力出版社,2009年.
[5]杨旭中,张政治.《电力工程项目管理(第二版)》.中国电力出版社,2007年.
[6]《电力工程项目管理便携手册》,华中科技大学出版社,2008年.
[7]徐莉,赖一飞,程鸿群.《项目管理学》.武汉大学出版社,2004年第1版.
[8]RolandGareis.HappyProjects!MANZ,Vieena,2005.
关键词:NFC;巡检;Android;Java
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2017)02-00-03
0 引 言
随着社会的飞速发展,信息化应用需求不断增加,用于支撑网络通信的设备规模也日益扩大,为了设备持续高效的运转,并及时排查存在的安全隐患,制定高效、便捷的巡检方案变得越来越重要[1]。目前常用的巡检方案多为粘贴标签、纸面记录和拍照记录等方式,其弊端显而易见。巡检人员的操作流程繁琐,不能实时有效的反馈并进行科学管理等。本文基于NFC技术设计了一套智能巡检系统,该系统能够实时高效的对巡检进行管理,及时发现隐患并反馈安全问题。NFC技术自2003年被提出以来,在各大领域均发挥了重大作用,如防伪溯源、移动支付和名片管理等[2]。NFC技术成本较低、方便易用,它可以通过芯片、无线和软件的组合来实现各种设备间的小范围通信[3],并满足巡检系统的各种设计需求。在智能手机上集成NFC模块也使得本方案的实现成本得以降低,并不需要特别定制的读卡器等设备。本文手机端的设计基于Google公司提供的Android系统平台。
1 相关技术介绍
1.1 NFC技术介绍
NFC(Near Field Communication,NFC)技术为非接触式射频识别技术(RFID)的一种扩展,与互联互通技术相互结合演变而来[4],在ISO/IEC 18092定义了与NFC相关的技术细节[5]。由NXP公司提议发起,Sony、Nokia等国际著名硬件厂商联合推出。共作用频带为13.56 MHz,大约可传输距离为10 cm[6]。
NFC技术在单一芯片上结合了感应式读卡器功能、感应式卡片技术,能够在短距离范围内迅速与其它兼容设备建立p向连接和识别,因此安全性相对较高。同时,NFC技术定义了多种工作模式,其主要区别在于设备间通信的RF射频场是否由本设备发出,如果由NFC设备自身产生,则其工作在主动模式,在该模式下,当一台NFC设备向另一台发送数据时,通过对等网络通信标准模式发起,通信的发起设备与目标设备都需要发出RF射频场,并通过该射频场进行通信[7];如果由其他设备产生射频场,则该设备工作于被动模式。目标设备利用感应的电动势提供自身工作所需电源,应用负载调制(Load Modulation)技术进行数据收发。主动模式的设备通常具有自己的供电单元,如NFC的读卡器和具有NFC功能模块的手机等。而被动模式无需供电单元,如NFC的卡片和标签等。此通信机制与基于ISO14443A、MIFARE和FeliCa的非接触式智能卡兼容[8]。
1.2 Android技术介绍
Android系统由Google公司于2007年11月正式。该系统后迅速拥有广大的用户数量和应用市场。通常,Android系统自下向上分为四层,分别为Linux内核层、系统库层、应用框架层、应用层[9]。其中,Linux内核层包括安全机制、内存管理、进程管理、网络堆栈以及相关的驱动模块,位于硬件和软件之间,提供与硬件的交互。系统库则包含了运行提供服务的一项C/C++库,核心库中包含了Java核心类库的大多数功能及Java运行的虚拟机环境。应用框架层则为系统的应用提供了调用库函数的API框架。应用层是数目繁多的Android应用程序[10]。Android架构图如图1所示。
2 系统概述
本文设计的NFC智能巡检系统将移动终端和待管理设备紧密结合,可通过扫描带有NFC标签的工牌确认巡检人员的身份。巡检人员扫描在设备上贴有记录设备信息的NFC标签,即可记录信息及巡检路线,当出现安全问题时,也可以通过系统及时反馈问题,极大地简化了人员的操作流程,达到了科学高效管理设备的目的。系统共分为六大功能模块:
(1)后台监控系统。后台系统可以管理、监控各模块的运行情况,在数据库中记录、比对各信息。
(2)身份识别模块。通过扫描巡检人员带有NFC模块的工牌,比对NFC的加密信息,实现识别巡检人员,明确责任人的目的。
(3)设备管理模块。该模块用于记录各设备的型号、参数等基本信息和是否运转正常等管理数据。
(4)路线巡检模块。该模块用于记录、显示巡检人员的巡检路线,查看是否存在遗漏或者未到达等情况。
(5)信息记录模块。该模块用以实现巡检人员记录、反馈各设备运转信息及巡检结果等功能。
(6)问题告警模块。当设备运转发生异常,存在安全问题时,实现及时反馈、告警功能。
系统功能框架如图2所示。
3 系统设计
3.1 系统架构设计
NFC智能巡检系统由NFC标签、可读取标签信息的App、管理记录数据的Web后台三部分组成。NFC标签分为两类,一类置于巡检人员的工牌中,用于识别巡检人员身份,明确责任。另一类置于待巡检维护的设备上,记录设备信息。通过App扫描NFC标签,上传巡检人员的工牌数据用于登录,比对人员身份信息后则成功登录。巡检人员持装有该App的移动设备依次巡检并触碰位于各设备上的NFC标签,上传设备信息,记录巡检结果。Web后台用于与移动设备的通信,根据上传设备信息的先后确定巡检路线并记录巡检结果,当安全问题发生时可及时发现并告警。系统整体架构设计如图3所示。
3.2 系统特点
该系统具有如下特点:
(1)采用NFC标签记录设备信息,无需手工记录,简化了操作流程,极大地降低了出错几率。
(2)使用带有NFC模块的智能移动终端作为读写端,无需专门定制的读写器,设备携带方便,易维护更换。
(3)通过GPRS、3G、4G等技术,及时将数据上传到Web后台,保证系统的实时性。
(4)智能移动终端的App基于Android系统平台开发,保证了系统的可开发性和可移植性。
(5)App通过JSON数据格式访问服务器前端的Java Servlet,并与MySQL数据库进行通信,具有安全、高效、通用和数据量小等特点。
3.3 各模块具体设计
3.3.1 NFC标签设计
目前提供的NFC标签可分为以下四种:
(1)第一类型标签基于ISO14443A协议,标签内存最小为96个字节,通信速率为106 Kb/s,可存储URL、电话号码等小量数据。
(2)第二类标签仅支持由phlips公司提供的MIFARE UltraLight类型卡。其内存大小为48 B,也可扩充到2 KB字节,通信速率为106 Kb/s。该类标签同样基于ISO14443A协议。
(3)第三类标签为SONY公司提供的Fecila类型卡。内存大小为2 KB,通信速率为212 Kb/s。此类标签适合较为复杂的应用场景,成本较高。
(4)第四类标签同时兼容ISO14443A和ISO14443B两种协议,应用APDU指令接收数据。相较于其他三种标签类型,可拥有更大的存储空间及安全加密认证模块,完成更为复杂的操作。
考虑到需要存储的信息较大及后续可能进行的安全模块扩展,本设计采用第四类标签。
3.3.2 移动端App设计
移佣App通过巡检人员嵌入NFC标签的工牌登录,App界面根据后台提供的巡检列表任务显示巡检路线。到达目标地点后,巡检人员使用智能移动终端设备紧贴NFC标签,通过NDEF格式读取标签信息。并通过HTML协议将巡检信息传送到后台。其通信设计如图4所示。
3.3.3 Web后台设计
Web后台使用MySQL对用户登录、巡检任务进行管理。通过HTML网络通信协议与移动端App进行信息交互。包括用户信息注册模块、用户登录模块、巡检任务列表模块、异常设备告警模块、权限管理模块等。实现人员身份对比校验,巡检任务下发与核对,异常问题汇总等功能。使得巡更地点的情况被实时监控,管理人员可据此采取有效措施。
4 结 语
本文设计了一个基于NFC技术的智能巡检系统,该系统主要由NFC标签、智能移动终端App和Web后台三个模块组成。同时简要介绍了NFC及Android技术的优势及发展趋势。将传统的巡检工作与NFC及物联网技术相结合,极大地简化了操作流程,降低了出错几率,完成了对巡检任务地点的实时监控及措施反馈。
参考文献
[1]刘善锋.统一EMS在电信运营商的应用[J].中国新通信,2013(20):78.
[2]赵飞龙,杨慰民.基于NFC的移动应用[J].中国新通信,2008,10(1):22-25.
[3]厉经坤.高速客专中动力环境监控系统的安装与调试[J].铁道建筑技术,2010(7):55-59.
[4] Liu Fagui, Lin Yuedong, Ruan Yongxiong, et al. Lightweight-ALE-Based Embedded RFID Middleware[C]. Beijing:24-26.
[5] ISO/IEC 18092. Information Technology-Telecommunications and Information Exchange between Systems-Near Field Communication-Interface and Protocol (NFCIP-1) [S]. 1st Ed. Geneva, Switzerland: Joint Technical Committee ISO/IEC,2004.
[6]赵波锋.基于RIFD技术的移动电子商务应用研究[D].长沙:湖南大学软件学院,2010.
[7]韩丽英.基于NFC系统的SWP接口设计与实现[D].北京:北京邮电大学,2010.
[8]赵宇枫.RFID与NFC技术与应用浅析[J].科学咨询(科技管理),2011(5):75-76.
[关键词]视频监控、分布式、视频异常诊断、模块化
中图分类号: TN91文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)03(a)-0000-00
1背景
目前,随平安城市视频监控项目的推进,无数的摄像头遍布在城市的角落,昼夜不停的监视和录像,为改善社会治安作出了突出的贡献,但是由于一些外界的原因,比如供电故障、网络故障、恶劣天气、设备故障等等,都会导致视频无法正常使用,一旦在故障期出现案件,就无法提供关键视频数据用于事后分析和判断。
传统的做法是使用人工巡检,安排一定数量的人员每固定周期巡检各个设备,这种方法不仅效率低,而且及时性差。
根据目前监控行业运营的现状,我们提出了一种智能化的视频质量诊断系统,它按照诊断预案自动对摄像头进行检测,使用智能算法,对视频进行分析,记录所有的检测结果并产生预警。
利用这套系统,用户能够有效预防因视频采集设备、视频传输等环节导致的图像质量问题及所带来的损失,并及时发现破坏监控系统的不法行为。在设备、传输发生问题后,可以迅速进行处理,保障监控系统有效运行,轻松维护大型监控安防系统。常见图像异常问题
2常见问题及关键技术
常见的视频异常类型有视频清晰度异常、视频亮度异常、视频噪声异常、视频偏色、视频抖动以及其他视频信号异常。
1,视频清晰度异常检测,检测由于聚焦不当、镜头损坏、异物遮挡或人为蒙蔽引起的视野主体部分图像模糊/遮挡。
解决方法:
摄像机清晰度检测,采用频谱分析方法,通过图像频域各频段的比例关系,得到图像的清晰度指标,当视频清晰度指标低于设定阈值,启动报警程序。
2,视频亮度异常检测,检测由于摄像头故障、增益控制紊乱、照明条件异常或人为恶意遮挡等原因引起的画面过暗、过亮等。
解决方法:
以视频图像的灰度直方图为特征,采用机器学习的方法,分别对画面过暗和过曝两类视频图像的直方图进行学习,得到亮度检测分类器,对视频进行实时监测。
3,视频噪声异常检测,检测由于线路老化、传输故障、接触不良、电磁干扰等因素造成的视频图像叠加噪声。
解决方法:
分析视频中的高频区域,与无噪声视频的经验高频区域进行比较,进行一次筛选。筛选后的视频图像,进一步做噪声位置分布统计,如果图像中的高频分量占比较大并且位置分布均匀,则判断为噪声异常。
4,视频偏色检测,检测由于线路接触不良、外部干扰或摄像头故障等原因造成的视频画面偏色
解决方法:
将视频图像的颜色空间变换到HSV空间,并将视频图像分为m×n个区域,分别统计每个区域内的图像饱和度和色度,与在该场景下的正常视频的饱和度和色度进行比较,当所有区域的饱和度和色度都与正常视频出现差异且持续一段时间,则判定视频偏色。
5,视频抖动检测,检测摄像机抖动引起的画面抖动现象。
解决方法:
通过提取视频中的特征点,并对特征点进行跟踪,得到每个特征点的运动轨迹。综合所有特征点的轨迹,得到画面的整体移动轨迹,当绝大多数的特征点运动轨迹一致,并且轨迹呈往复运动,则判定视频出现抖动,往复运动的振幅强度判断视频的抖动程度,当抖动剧烈时及时报警。
6,其他视频信号异常检测,检测因前端摄像机工作异常、损坏、人为恶意破坏或视频传输环节故障而引起的间发性或持续性的视频缺失、画面冻结等现象。
解决方法:
摄像机运行过程中,持续统计图像的直方图分布的信息量,视频帧间差异等特征,如果发现直方图分布信息量出现异常,或长时间的无帧差现象,则输出报警信号。
3系统特点
系统结合当前视频诊断的技术发展趋势和实际需求,是一套整体性价比极高的设计方案。
系统采用分布式结构,从监控网络获取视频信号后,利用视频诊断服务器完成视频诊断功能,视频诊断服务器将诊断结果通过Web服务器发送给用户,并在数据库服务器中记录有关信息,用户可以通过Web页面监控系统状态,进行信息查询、统计,设置诊断预案,维护设备信息,进行系统管理等各种操作。利用Web服务器完成用户交互,利用数据库服务器存储诊断结果和系统配置。
依据用户网络状况和部署规模、需求,上述各个服务可以采用一台或多台服务器实现,可以集中部署在监控中心,或分布在各个分中心。
界面友好
系统功能强大,界面友好,软件设计人性化,易于被普通用户掌握、操作和使用
算法优异
采用领先的视频图像处理算法,能够检测几乎常规使用状况下的所有视频异常情况。
运行安全
作为已有监控系统功能的完善和扩充,质量诊断系统只需要从原有监控系统中获取视频数据即可,不会对已有系统的运行造成影响。
系统具有多级安全级别控制、操作人员权限控制、数据传输安全控制等,保障操作的安全和数据的安全。
易于扩展
系统采用模块式结构,扩展非常容易。随着诊断路数、诊断任务的变化,只需要调节业务处理服务的数量即可。每个业务处理服务支持的诊断数量根据并发诊断数量和服务器硬件配置而不同。在通常的业务模式和正常网络环境下,采用一台高性能服务器,一个业务处理服务可支持超过2400路/小时的视频诊断任务。
系统所采用的技术手段遵循业界标准,特别是提供了标准接口,使系统具有良好的兼容性,能够与其它系统连接,同时可适应今后的升级或扩展。
维护简单
系统具有完备的功能,易于升级扩展,具有较长的使用周期,能够在较长的时间段内满足应用需求
4总结
通过近四周的生产实习,我们从中上学到了很多东西,也对我们将来的学习和研究方向的确定产生了深远的影响。通过这次实习丰富了理论知识,增强了操作能力,开阔了视野,并使我对以后的工作有了定性的认识,真是让我收获颇多。
现将本次实习就实习内容以及未来自己努力的方向两方面作自我鉴定。
在实习的1个月时间里,我担任工程部里面的巡检工作,学习最基本的cdma网络知识、gsm网络知识、室内分布系统知识。nokia手机工程模式和 三星常用工程模式的认识跟应用。nokia测试手机使用的bcch、cid、rx、rq跟tx测试g网的网络信号,三星手机使用的pn、ec/io、rx 和tx测试c网的网络信号。巡检组员关于测试的方法和要求,室内分布代维服务内容和要求,用户感受要求,网络指标要求,工艺要求等。室内分布系统总台账中 巡检站点信息查找。分析c/g网络信号系统设计方案,绘画系统原理图跟设备安装图,从而弄懂网络的覆盖区域,馈线的走向,设备器件的参数等设计方案的要 求。
学习常用测量仪器的使用方法应用于室内分布系统整改、优化工程:结合更高的网络质量要求和大网变化、有必要对已建的室内分布系统进行全面的测试评 估、系统指标调测、整改方案实施、系统优化网络优化。用户投诉分析处理、室内日常通信保障获得更大的投资效益和社会效益。实际巡检操作要掌握的要 领:gsm的通信测试用nokia移动电话的工程模式名称为“netmonitor"分组画面为改锥、铁锤和手机,诺基亚的工程模式启动后可以通过命令开 启或关闭。工能选择-netmonitor-01进入画面00退出的程序一样,只不过后面的01该成了00。记录 bcch﹑ci﹑rxlve﹑rq﹑tx-pwr(等级)最强邻居小区1跟最强邻小区2的数据,以及切换测试。打通10010电话,对数据变化进行记录。 主要记录数据为菜单1﹑3和9。cdma用三星移动电话第三行的pn数值是代表者手机信号接收基站的代码。
在建筑物内或者室外大家可以尝试着播打。看看pn值的变化。后面的d0xx数值就是下行rx接收电平值。也就是手机信号接收功率的强弱数值。数值越 小,代表功率越大,信号也就越强。反之也亦然。正常范围应该是50~90之间。后面的-0x数值代表者ec/io值,通俗的说就是扰频值。数值越大说明手 机受到外界干扰越大。超
过+10几乎无法正常通话了。第四行的数值t-xx代表了手机上行也就是手机发射功率数字。数字越大代表发射信号的功率越强。关键 就是第一页的cdmamonitor,是工程测试人员必看的一页。如果要判断信号问题还是手机故障,依据都来自与此。完成了这些的数据记录后,还要对电表 位置/读数以及主机设备的具置进行记录。
通过实习,我才有了机会去面对着专业性人员,听着他们对专业性的讲解以及亲自看到了许多的大型通信设备,这些都很有助于我们对知识的理解以及与实际 相联系,很益于我在以后的工作。实习让我体会通信在国民经济发展中所处的地位和所起的作用,加深对通信工程在生产生活中的感性认识,了解这些企业生产和运 营的规律,学习这些企业组织和管理知识,巩固了所学理论,培养了初步的实际工作能力和专业技术能力。此次实习通过各种形式我了解当前通信产业的发展现状以 及美好的前景。感受到了信息科技给今天带来的美好生活,当然以后自己也要立志献身于通信事业,重点研究移动通信新技术。
通过近四周的生产实习,我们从感性上学到了很多东西,也对我们将来的学习和研究方向的确定产生了深远的影响。通过这次实习丰富了理论知识,增强了操作能力,开阔了视野,并使我对以后的工作有了定性的认识,真是让我收获颇多。现将本次实习就实习内容以及未来自己努力的方向两方面作自我鉴定。
在实习的1个月时间里,我担任工程部里面的巡检工作,学习最基本的CDMA网络知识、GSM网络知识、室内分布系统知识。NOKIA手机工程模式和三星常用工程模式的认识跟应用。NOKIA测试手机使用的BCCH、CID、RX、RQ跟TX测试G网的网络信号,三星手机使用的PN、EC/IO、RX和TX测试C网的网络信号。巡检组员关于测试的方法和要求,室内分布代维服务内容和要求,用户感受要求,网络指标要求,工艺要求等。室内分布系统总台账中巡检站点信息查找。分析C/G网络信号系统设计方案,绘画系统原理图跟设备安装图,从而弄懂网络的覆盖区域,馈线的走向,设备器件的参数等设计方案的要求。学习常用测量仪器的使用方法应用于室内分布系统整改、优化工程:结合更高的网络质量要求和大网变化、有必要对已建的室内分布系统进行全面的测试评估、系统指标调测、整改方案实施、系统优化网络优化。用户投诉分析处理、室内日常通信保障获得更大的投资效益和社会效益。实际巡检操作要掌握的要领:GSM的通信测试用NOKIA移动电话的工程模式名称为“Net monitor"分组画面为改锥、铁锤和手机,诺基亚的工程模式启动后可以通过命令开启或关闭。工能选择-Net monitor-01进入画面00退出的程序一样,只不过后面的01该成了00。记录BCCH﹑CI﹑RXLev﹑RQ﹑TX-PWR(等级)最强邻居小区1跟最强邻小区2的数据,以及切换测试。打通10010电话,对数据变化进行记录。主要记录数据为菜单1﹑3和9。CDMA用三星移动电话第三行的PN数值是代表者手机信号接收基站的代码。在建筑物内&室外大家可以尝试着播打。看看PN值的变化。后面的D0XX数值就是下行RX接收电平值。也就是手机信号接收功率的强弱数值。数值越小,代表功率越大,信号也就越强。反之也亦然。正常范围应该是50~90之间。后面的-0X数值代表者EC/IO值,通俗的说就是扰频值。数值越大说明手机受到外界干扰越大。超过+10几乎无法正常通话了。第四行的数值T-XX代表了手机上行也就是手机发射功率数字。数字越大代表发射信号的功率越强。关键就是页的CDMA Monitor,是工程测试人员必看的一页。如果要判断信号问题还是手机故障,依据都来自与此。完成了这些的数据记录后,还要对电表位置/读数以及主机设备的具置进行记录。
通过实习,我才有了机会去面对着专业性人员,听着他们对专业性的讲解以及亲自看到了许多的大型通信设备,这些都很有助于我们对知识的理解以及与实际相联系,很益于我在以后的工作。实习让我体会通信在国民经济发展中所处的地位和所起的作用,加深对通信工程在生产生活中的感性认识,了解这些企业生产和运营的规律,学习这些企业组织和管理知识,巩固了所学理论,培养了初步的实际工作能力和专业技术能力。 此次实习通过各种形式我了解当前通信产业的发展现状以及美好的前景。感受到了信息科技给今天带来的美好生活,当然以后自己也要立志献身于通信事业,重点研究移动通信新技术。
下发了《xx联通集团客户分级服务规范指导意见》、《xx联通集团客户服务联动机制管理办法》两份主要文件,建立、完善集团客户全业务服务体系。
建立集团客户分级服务体系,加强服务细分;强化集团客户服务规范,提升服务水平;建立服务质量监控机制,促进服务提升;完善服务流程,提升服务响应能力
二、深化集团客户分层分级管理,推动特色标准化服务,实现服务带发展,发展促服务的良性循环
强化集团客户名单制营销服务制度,落实《关于实行集团大客户名单制管理的通知》的各项工作要求,对72家省级集团客户单位,做到每一个集团客户都有指定的客户经理负责其营销和服务工作,确保集团大客户的服务,整理明确了省、市二级集团大客户、核心客户名单,实现了有系统支撑的集团客户服务管理。
按照客户类别属性(行业客户或商企客户)、业务属性(纯移动业务集团、纯数固业务集团、纯行业应用类集团和综合业务集团)、规模属性(按照集团客户收入和用户量规模分级),建立多维度客户分层分级管理体系。
在此基础上,提出新的针对不同类别集团客户的标准化服务要求, 整合集团客户俱乐部服务平台和客户服务热线,加强对俱乐部客户星级服务规范、客户经理服务规范以及客户故障响应绿色通道等相应流程的落实;要进一步加深集团客户的服务深度和广度, 增强客户感知,体现服务差异化,提升集团客户的满意度和忠诚度,最终实现集团客户和企业的双赢。
继续利用好公司星级客户俱乐部这一平台,加强对各类集团客户关键人物的通信外服务,特别是有针对性地开展大客户行业推广、年会等客户关怀活动,达到持续提高大客户满意度的目的;面向中小企业客户拓宽服务渠道、完善集团客户积分体系、利用俱乐部资源支持客户的商业运作,以延伸服务为核心打造商务客户的特色服务。
三、以服务促发展,突破行业客户市场发展瓶颈
完善行业客户的服务体系,加强客户经理服务规范以及行业故障响应
绿色通道等相应流程的落实;客户需求结合为客户提供不同等级的服务,加深集团客户的服务深度,体现不同类别客户的服务差异化,增强客户感知,提升集团客户的满意度和忠诚度,最终实现集团客户和企业的双赢。
在此基础上,对存量的行业客户进行深度开发,通过行业解决方案的应用为客户提供一揽子的解决方案满足党政军机关和企事业单位对信息化和通信的需求。
四、坚持以客户为中心,完善集团客户服务支撑响应体系,不断提升对集团客户的服务支撑能力和水平,努力提升客户感知
1、推进集团客户服务支撑响应体系建设
按照省分公司组织机构调整的要求,今年各市分公司全部成立了集团客户响应中心,按照服务客户数量配置了响应工作人员,负责各市分公司集团客户售前、售中、售后响应工作。进一步完善了集团客户服务支撑流程及制度,对售前技术支持、业务开通、故障处理等流程进行了修订,先后制定下发了《中国联通xx省分公司集团客户售前技术支持工作实施细则(试行)》、《关于下发集团客户故障申告处理预案的通知》、《xx联通关于为集团客户提供项目交付报告的通知》、《中国联通xx省分公司省内数字、数据产品等级服务(sla)工作实施细则(试行)》、《关于xx联通集团客户重大项目及跨域业务营销管理工作相关要求的通知》等文件,进一步规范集团客户运营支撑工作。通过建立省、市两级集团客户响应体系,较好地落实了全省集团客户响应工作。
2、组织开展了集团客户网络巡检
按季度组织集团客户光缆线路及客户端接入设备的巡检,共完成中国银行、农业银行、交通银行、工商银行、建设银行、阳光保险等400多家客户的机房巡检工作,提升了客户对xx联通服务的满意度。
3、做好党政金融等重要客户的通信保障工作
继续做好国家、省级电子政务网络、四大国有银行等党政、金融重要客户的服务支撑工作,细化大客户重点通信保障方案,分解落实各级责任人,提高保障业务可用率。全年共完成质检总局、国土资源部、中国农业银行、苏宁电器、建设银行等重点客户78次重保需求,合计完成重保工作3142小时条。
1.1概念
电网GIS系统即电网地理信息系统是利用计算机技术、网络技术并结合地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)等以电子地图、卫星定位为背景,以电网设备的空间信息和属性信息为基础数据,为电力行业量身打造的图形化管理系统。
1.2特点
它充分利用局域网快速、稳定、方便、安全的特点,实施网络化结构设计,实现数据的实时更新和数据同步等电网信息管理功能,它的最大优势是将图形数据和属性数据相结合,将属性数据通过图形的方式显示在屏幕上,方便、直观地进行查询。
结合电力系统的特点,电网GIS系统采用B/S和C/S相结合的结构进行设计, C/S体系结构具有在客户端功能强大的特点,客户端可以直接对数据图形进行操作打印等功能,而服务器端只进行数据图形维护等功能。C/S结构的系统主要针对数据管理人员,在每个用户处安装客户端,实现数据管理的功能。B/S结构的系统可以通过浏览器进行访问,不需安装任何客户端,主要完成相关领导或其他人员对数据的浏览、查询、统计等。
1.3数据采集
利用GPS手持机对电网地理信息系统的数据进行采集、定位,现场搜索卫星,填写线路、变压器、电杆等设备属性信息,通过数据线或编辑模板导入地理信息系统。精确的电网地理信息数据为电网地理信息系统打下了坚实的基础。
1.4主要功能
电网GIS系统图层选择具有多重选择性,可以单一选择线路层、杆塔层等,也可以同时选中需要显示的图层。可以方便的对电网信息数据进行查询统计、分析汇总,同时还可以进行断电电模拟、线损计算、剖面图自动生成、施工图和施工预算自动生成、智能报表等高级的辅助决策功能。
2 电网GIS系统在农村配网中的实际应用
2.1 为农网升级改造、大修基建等工程提供准确、完整的数据基础
农网升级改造、大修基建等工程调改需要到现场进行实地勘察,做好各种数据的统计与整理,根据辖区内的电压质量、用电负荷、设备等情况,统计出输配电设施、线路等需改造升级的项目,绘制详细的规划图纸,编制内容广泛、技术全面的项目规划,以及工程概预算、项目建议书等基础资料。
电网GIS系统有强大的地图查看打印功能,可以任意打印某单条线路、多条线路或者某个供电区域的地理接线图,同时也可以适当放大缩小地图,打开任意线路的图纸进行查询统计,为农网升级改造及大修基建工程等提供可靠的数据基础,如可以查询到需要改造导线原有型号、长度,需要切改线路的位置、搭接方向及长度,自动生成剖面图、施工图、平面图,同时与预算软件相接轨,计算出工程所需的材料、费用,避免发生人力、物力、财力上的浪费。
2.2 在SG186系统和生产MIS系统中的应用
SG186系统业扩报装手续是有严格时间节点限制的,利用电网GIS系统可以方便快捷地查找到该业扩的具置,查看周围电网环境,以此作为参考,经过现场核实后制定正确合理的供电方案,保证在规定的时间节点内完成业扩手续。
生产MIS系统与SG186系统设备信息是一一对应的,新增业扩供电方案除了在生产MIS系统中电源方案映射环节进行映射以计算线路是否超负荷外,同时需要在调改、验收完成后及时录入系统,而电网GIS系统可以方便地进行GPS采集数据的导入和转出,导出数据应用EXCEL表格模板更加方便统计和汇总,所以直接从完善好的电网GIS系统中导出电杆、变压器、断路器等设备所在的坐标录入到生产MIS系统,既保证了生产MIS系统数据的准确性,又有效提高了工作效率。
2.3 线损管理
线损率是供电企业一项重要的技术经济指标,它不仅表明供电系统技术水平的高低,而且反映企业综合管理水平的好坏,所以必须大力加强线损管理工作,实现线损管理的规范化,达到"机制创新、管理规范、考核科学、成效显著"的目标要求。
选择电网GIS系统线损管理功能,在地图上选择要计算的线路,输入有功电量、无功电量、投用时间等信息参数,即可计算出所选线路的理论线损。也可选择 "多线路计算"按钮计算多条线路线损,以Excel文件形式输出。管理人员可以形象直观的借助电子地图和基础数据对理论线路资料进行整理和计算,正确编制线路线损指标和线路改造方案,短时期内有效降损。
2.4 "低电压"治理
随着农村地区用电量的增加,导致在用电高峰时段,部分区域的居民电压偏低,个别地区问题非常突出,构成较大的安全隐患,造成报修停电次数多、用户投诉多;用电卡脖子,电气设备发热,在温度较高的情况下继续运行,导致"低电压"现象严重。
农村"低电压"问题涉及面广、用户数量多,通过电网GIS系统基础数据方便查询每个台区的低压供电半径,电表箱数、用户数等信息,认真分析每个电源点的分布情况,以"多布点、小容量、短半径"为原则,低压严格按照"县城低于300米,农村低于500米"的供电半径进行配变布点,导线选型等按照规划新标准进行设计。尽量改善线路迂回、线路过长、交叉供电、功率倒送等不合理的供电状况,系统解决"低电压"问题,提高农网供电能力,促进了农村经济的发展。
2.5 供电可靠性管理
随着国民经济和社会的现代化发展,人们对电能的依赖越来越大,而停电所造成的社会损失也越大,社会对供电可靠性的要求就越高。供电可靠性指标的高低直接反映出一个供电企业的设备状况及管理水平,它与供电企业的经济效益息息相关。利用电网GIS系统线路巡检管理系统及刀闸模拟可以有效减少停电,保证供电可靠性。
缺陷管理是日常运行维护管理的重要内容,必须从思想上高度重视,认真制定切合实际的相关方案制度,加强巡视工作的管理,尽可能使缺陷消除在萌芽状态,限制故障扩大,减小停电范围,降低线路及设备故障抢修率,有效保障线路及设备安全可靠运行,全面提升农村配网供电质量。设备巡视检查不到位,缺陷未及时发现、消除,就会引起线路损耗大、压降大。线路管理人员巡检完毕后,导入线路巡检管理系统,提交任务,完成巡检任务,即可根据反馈信息对线路进行消缺,同时也可对巡检人员巡检情况进行监督。
在地图上选择要进行刀闸模拟分析的线路。选中线路后,对话框中将显示选中的线路名称及线路当前的状态,并显示可以改变当前线路状态的刀闸的类型、状态和位置。"操作刀闸"将根据刀闸的不同状态显示为"断电"或"供电"两种状态,同时受影响的线路和变压器将在地图上以选中状态标识,可以直接查看到某个刀闸所控制的线路,也可以直观地查看到线路走径,利用"距离测量"工具测量出线路供电半径,根据实际需要制定合理方案缩小停电范围,减少停电时间,如增加隔离开关、调改线路电流方向等。