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666GPS智能巡线行业解决方案  转播到腾讯微博

● 一、系统背景

(一)项目背景

巡线指电信、电力、管网等国民经济基础行业为保持自身光缆、电缆、水利管网等的正常运作而开展的周期性的排查巡检。常见的巡检行业有三种,一是光缆巡线,二是电力巡线,三是管道巡线。

巡线行业的巡检线路普通范围广,线路长。以往巡线人员亲自到现场巡视线路,通常以纸介质方式记录巡视情况,再人工录入计算机。人工录入数据量大,录入过程易出错。传统的人工巡线受地形环境、人员素质、天气状况等不确定因素的影响,效率低,复巡周期长,巡检数据准确率不高。同时,对于巡线人员是否巡视到位无法进行有效监督,巡视质量得不到保障,线路安全亦得不到保证。

巡线质量得不到保障将会埋下系列隐患,引起无法估计的严重后果。例如电力网线路中断将会严重影响输电线路的安全,导致大片区停电,严重影响人民的生活质量,影响人们的生命财产安全,势必产生不良的社会影响;光缆故障将会导致信息传送中断,网络瘫痪,给地区性通信带来严重影响,经济损失可想而知;管道故障严重破坏了管道沿线周围的环境,威胁到附近人员的生命和财产安全,特别是石油天然气管道具有高能高压、易燃易爆、有毒有害、连续作业、链长面广、环境复杂等特点,管道破坏严重,极易酿成重特大事故,如不及早采取强有力措施,势必造成灾难性后果。

巡线业务管理工作中突出的问题表现如下:

(1)管理区域大、地形和路况复杂,给巡线员和车辆的管理带来很大难度;

(2)不清楚车辆执行光缆检查任务过程中,是否存在公车私用、违规驾驶等现象;

(3) 一旦发生故障或者领导想查看故障现场情况,没有可靠记录;

(4) 管理者对维护人员在隐患现场的工作情况难监督;

(5)巡线人员不按工作流程和规定行驶路线工作;

(6)车辆费用管理难,无规范便捷的报表分析。

无巡检系统弊端

(二)设计目标

采用GPS全球卫星定位技术、GIS地理信息系统技术、3G通信技术,结合巡线车辆和巡线人员的工作特点,通过设备端、通讯端、互联网、服务器和监控端五部分实现如下目标:

(1)以系统化、智能化、规范化的管理方式提升企业对车辆巡线的管控能力和分析深度,提高管理自动化水平,提高巡线质量;

(2)通过系统平台实现远程就近调度,缩短应急故障反应时间,为企业的优质服务和战略发展提供扎实的基础;

(3)管理者通过系统对维护人员和巡线车辆分派工作,系统通过人员和车辆反馈的信息分析工作执行情况,进行远程监督从而提高日常线路维护的工作效率和减少工作量;

(4)促成集约化运用,打造车辆、巡线维护人员及巡线信息应用的综合性应用平台;

(5)数据的统计分析、报表生成实现一定程度的自动化、智能化,以列表和图形等方式展示。




● 二、系统设计

(一)设计原则

1.系统性原则

GPS车辆巡检系统需要采用模块化的设计思想。因为,随着网络规模和巡检管理需求的不断发展,新型巡检方案需要平滑的接入本系统进行管理,模块化的设计可以使系统不断适应新的巡检管理与网络管理的需求。

因此,GPS车辆巡检系统应用多层架构体系,从下至上分为数据获取层、数据处理层和应用呈现层,层与层之间可以通过标准接口进行交互,能更好的实现系统的可扩展性。

2.灵活性原则

GPS车辆巡检系统作为一个复杂的系统,由各种不同软硬件系统和各种不同的应用功能模块组成。因此,整个系统除了具有完善的软件体系结构和标准的内部模块接口,还需要满足各种数据应用服务的灵活配置,提供不同类型信息查询、数据分析功能,并可以通过工作门户视图和权限管理设定不同角色视图,不仅可以给不同角色提供不同信息,也可以灵活方便的进行信息安全控制。

3.可靠性原则

GPS车辆巡检系统应采用高可用性结构、容错结构或其他可靠性技术。系统主要设备(如服务器等)必需具备冗余备份、容灾防御、按需切换功能。支持对系统自身故障的管理能力,具有自我诊断和故障定位等功能。以及,数据采集机应该具有可靠的重传机制,防止由于系统当机影响数据的及时更新。

另外,GPS车辆巡检系统需要支持各项系统运行安全性指标,包括系统信息安全性,用户信息安全性和系统软件安全性等。

4.经济性原则

随着网络规模成长和网络设备类型发展,网络的规模越来越大,网络的应用和巡检管理也越来越广,GPS车辆巡检系统必须采用可扩展模型,充分考虑系统长远发展,尽可能降低继续发展的系统成本。

(二)系统结构

666GPS智能巡检系统架构

GPS车辆巡检系统包含设备端、通讯端、互联网、服务器和监控端五部分。

设备端:设备端主要包括GPS终端及手机终端,其中GPS终端设备主要是管理车辆,而手机终端主要是进行信息采集及人员管理。

通讯端:通过设备GSM/CDMA模块使用移动运营商的移动通信网络向外发送数据,已内置设备无需单独购买。

互联网:移动网络数据通过无线接入点进入互联网传递到服务器。

服务器:主要包括防火墙、网关、交换机,使用固定IP和端口接收数据。

监控端:通过连接互联网的PC终端从服务器获取服务数据。

(三)软件系统

GPS车辆巡检系统包括了巡检任务管理模块、状态点管理模块、巡检分析模块、异常分析模块和故障调度抢修模块等,系统架构如图所示。

智能巡检软件系统


(四)服务器部署

巡检系统服务器部署

根据系统设计原则规定,GPS车辆巡检系统平台采用多层架构体系,实现界面表现与业务逻辑分离,采集系统独立的构件方式,通过数据服务总线连接所有的应用服务程序,并提供安全可靠的数据传输通道,保障实施数据的上传显示。

系统软件架构分为数据获取层、数据服务层和呈现平台层三层架构,并结合不同使用人员的需求,灵活进行功能和权限的定制管理。

数据获取层为系统接口平台:主要功能是负责和需要接入的系统连接,根据相关系统接口模型,实现和相应系统的交互,系统可支持文本文件、数据库中间表、Socket、ASCII、CORBXML等多种接口模式。

数据服务层为系统数据平台:主要功能是提供对系统数据进行处理、存储和应用等的服务,实现数据格式的合理性和规范性,减少数据在系统引用过程中的差错率,提高数据的共享和交互能力。同时,在数据存储的过程中还可以增加时间周期维度、地理位置维度等信息,形成多维数据模型的数据仓库。

应用呈现层为系统呈现平台:在原有GPS车辆巡检系统基本功能上扩展优化功能包括GIS地图上光缆干线优化显示,光缆各种状态点GIS呈现,车辆巡检任务管理,车辆巡检异常情况统计分析,车辆快速检索与故障调度抢修,运营管理系统API接口功能对接。




● 三、系统软件

系统平台主要功能模块介绍:

(一)巡检管理

1.车辆巡检管理

下图为车辆巡检管理的一个流程。首先通过系统新建巡检任务并分派车辆,然后在车辆执行任务过程中可对车辆进行实时定位、实时跟踪并查询其在某一个时间段的行车轨迹和该任务的执行情况。

智能巡检系统-车辆巡检管理

车辆管理,如下图所示:

巡检车辆管理示意图

巡检车辆信息分析:

巡检系统车辆信息分析

2.抢修车辆调度

当障碍发生时及时对该障碍附近的车辆进行调度,并且通过系统可以查看车辆实时情况。

巡检系统抢修车辆调度

3.人员巡检管理

人员巡检同样包括巡检任务设置管理、人员考察、信息分析。不同之处,利用工具不同,车辆巡检管理主要通过GPS终端设备,而人员巡检通过手持式GPS数据信息采集终端。

巡检系统-人员巡检管理

4.现场管理

巡检系统-现场管理

通过系统对光缆现场隐患看守人员的活动轨迹进行跟踪管理,提高三盯质量。为光缆故障隐患现场看守人员配备移动设备,设备可以自动上报看守人员的实时位置,根据现场看守人员位置随时间的变化,在地图上描绘出现场看守人员的活动轨迹,并对异常活动情况进行记录。

巡检系统-现场管理2

巡检系统-现场管理3


(二)信息采集管理

智能巡检系统-信息采集管理

巡检员可现场采集现场信息(障碍点、隐患点、人井、标桩等),在系统图层上自动生成标注点,管理者可实时通过系统查看现场情况。通过我司开发手机客户端软件,调用手机摄像头对信息带点进行拍照,同时可输入信息点的相关信息说明,通过手机网络将信息点的图片、描述等信息传到系统服务器上,同时系统能自动在GIS电子地图上的光缆图层中进行标定显示,且可以在客户端软件上对图片标注信息进行再次修改。

巡检系统-信息点位置

(信息点位置)

巡检系统-现场情况

(现场情况)


(三)自动标注

巡检系统-自动标注


(四)报表分析

1.报警信息列表

巡检系统-报警信息列表

(入界提醒)

(离岗报警)

巡检系统-离岗报警

(车辆报警信息)

2.信息统计列表

巡检系统-信息统计列表

(信息统计列表)




● 四、系统硬件

(一)车载终端产品

1.车载终端配置

基本配置:主机、天线、GSM/CDMA天线、紧急按钮。

功能扩展:通讯液晶屏、摄像头、麦克风。

2.产品主要功能

1) 集防盗器、定位模块和GSM/CDMA通讯模块于一体的智能化产品。

2) 采用世界级品牌的电子元器件,以实现最大的稳定效果及低电流消耗。

3) 采用GSM/CDMA通讯模块。

4) 可靠的测试,如杂讯、静电、干扰、振动、敲击、跃落、高低温、盐水喷雾测试。

5) 采用美国的Trimble 模块,以提高定位速度和更好的方位精确性。

6) 加装通讯液晶屏一起使用,可进行车辆与监控中心实现文字互发及语音通讯功能,有效提高紧急情况下车辆的调度效果。

7) 加装摄像头一起使用,可进行于监控中心实现图像监控功能,可在紧急情况以图片形式了解车辆四周的实际状况,掌握现场第一手资料。

8) 加装麦克风一起使用,可进行于监控中心实现现场声音监控功能,可在紧急情况以声音形式了解车辆四周的实际状况,掌握现场第一手资料。

9) 内置紧急备用电池,确保无电时,和GSM/CDMA模块通讯正常。

智能巡检系统-车载设备主机

(车载设备主机图)

智能巡检系统-车载设备配件

(车载设备各配件)

3.硬件参数指标

名称

参数

备注

工作电压

8 ~ 36V/DC

极限电压 100V

电源抗反接特性

≥ 80V

工作电流

平均 110mA @ DC 12V , 省电状态< 45mADC 12V

 

数字信号传输指标

使用频段: 900MHz/1800 MHz

GPS 性能指标

接收板结构:车载级模组 12 通道
定位精度: < 15 米( 95 %);
冷启动时间: <48 秒(平均),
温启动时间: <15 秒(平均),
热启动时间: < 1 秒(平均)
天线:有源微带遍平天线

天线

GPS 天线: SMA 接口;- 26dB ,电缆长度 5m
GSM 天线: SMA 接口;- 3dB ,电缆长度 3m

输入接口

1路低电平触发:0~1V/DC
1路车辆点火检测:7~60V/DC
2路高电平触发:7~60V/DC

数据接口

1 路 RS-232 串口; 输出+ 5V/DC ,500mA(max)

工作温度

-30 ℃~ +70 ℃

工作湿度

5% ~ 95%

存储温度

-35 ℃~ +85 ℃


(二)手机终端设备

移动客户端基于Android操作系统的智能手机开发,具有独立的登录和操作页面,能够随机启动,移动客户端的用户信息可以通过监控系统进行分配和维护。移动客户端和巡线管理后台结合使用时是相当独立的完整移动信息系统,此系统可实现巡检和维护人员现场数据上报,及与系统管理端的信息交互。

移动客户端功能如下:

(1)环境数据上报:现场的位置、图片、光缆参数、地物信息等;

(2)异常情况上报:对巡线过程中出现的问题记录、拍照并及时上传;

(3)处理情况上报:对异常情况和故障情况的处理结果记录、拍照并及时上传;

(4)任务查询:查询系统下发的常规任务和临时任务;点击任务名称可以查看任务详情和附件(图片等);

(5)任务受理:点击任务受理可以接受任务,并录入预计处理完成时间等信息;

(6)工作导航:输入目的地,手机端就可以实现语音导航;

(7)启动微信:开启即时通信,方便快捷又实惠。

1.登陆页面

智能巡检系统-登陆页面

2.信息采集

通过我司开发手机客户端软件巡检员可现场采集现场信息(巡线点、障碍点、隐患点、接头、人井、标桩等)。点击卫星定位或者是基站定位自动生成信息点的地理位置信息,选择光缆参数,调用手机摄像头对信息点进行拍照,填写地物信息完成信息上传。通过手机网络将信息点的图片、描述等信息传到系统服务器上,同时系统能自动在GIS电子地图上的光缆图层中进行标定显示,且可以在客户端软件上对图片标注信息进行再次修改。

智能巡检系统-信息采集

3.自动上报

智能巡检系统-自动上报

4.光缆采集

智能巡检系统-光缆采集

5.工作导航

智能巡检系统-工作导航




● 五、系统效果

(1)车辆巡检路线规划和实际巡检路线一目了然,巡检效果对比清晰可见,异常巡检情况自动统计;

(2)巡检员可现场采集现场信息(障碍点、隐患点、人井等),在系统图层上自动生成标注点,管理者可实时通过系统查看现场情况。

(3)管理者通过系统对维护人员预分派工作,结合信息采集终端上报维护人员工作期间的实时位置信息,系统自动分析维护人员的轨迹及是否离岗。

(4)系统预设车辆每日行程路线计划,提供车辆的行程计划和实际线路信息对比图,管理人员可以随时查看其执行情况。

(5)设计车辆和驾驶员电子化档案,系统增加用车审批管理权限;对车辆燃油量和行驶里程进行统计和分析。

(6)系统提供功能强大的日、周及月度报表,针对不同情况进行直观分析,节省管理时间,提高管理效率。




● 六、成功案例

(一)项目背景

中国电信智能光缆巡检系统

中国电信广东公司传送网络运营中心作为中国电信广东公司直属中心,是光缆线路专业化维护单位。其中心组织架构包括除省传中心8个管理部门外,还有21个传送中心、108个维护中心,总共维护了全省60多万皮长公里的光缆线路。巡线范围广,巡线地形和路况复杂,车辆作业、巡线人员作业无法监控,突发事件等情况使得巡线管理工作较为困难。

(二)方案设计

长途干线光缆巡检管理系统的建设以提高巡线质量为目标,以系统化、智能化、规范化的管理方式提升企业对车辆巡线的管控能力和分析深度,提高管理自动化水平,缩短应急故障反应时间,为企业的优质服务和战略发展提供扎实的基础。长途干线光缆巡检管理系统二期改造项目包括了巡线任务管理模块、状态点管理模块、巡线分析模块、异常分析模块和故障调度抢修模块等。

长途干线光缆巡检管理系统的技术特点:

(1)利用MapXtreme 图层叠加技术,把全省光缆路由叠加到电子地图上。

(2)利用GPS定位技术及点线间最近位置算法,实时获得车辆的位置信息,包括速度、行驶方向、行驶位置、行车轨迹,确定和查询巡线车每日工作路线,了解巡线车辆是否沿着光缆路由进行巡线。

(3)利用服务端与客户端(手机)http协议通信技术及客户端/后台中预设的报警阀值,能通过系统分析出巡线车辆是否超速,停留时间是否过长,巡线偏离光缆路由等异常现象,并自动生成报警信息。

(4)利用服务端、手机客户端、http协议通信技术及手机端定制功能开发,通过手机GPS定位和拍照功能,能通过系统掌握巡线点的处理进展的情况,系统图层上自动生成标注点,管理员可在第一时间了解现场环境、设备历史图片、工程施工资料等,有助于管理者的快速决策。

(5)利用服务端与客户端(手机)http协议通信技术、进出围栏(光缆点)算法及GPS位置数据与MapXtreme图层数据比对技术,通过系统能了解全省步巡的计划和执行的情况能通过系统了解施工现场三盯人员的活动轨迹、施工现场,利于三盯工的管理和考核;

(6)利用MapXtreme 图层叠加、服务端与客户端(手机)http协议通信及MapXtreme地理信息元素生成绘制可过通过系统掌握光缆路由上人井、接头和标桩的信息,并且通过人井基础位置信息录入和两点或多点位置最近算法可以通过系统协助障碍点的查找和在地图上的自动标注。

(7)采用卫星定位和基站定位技术,其中基站定位技术弥补卫星定位无法在一些特殊的场所定位的缺陷。

(8)可适应某些特殊点的管理需求。对于某些重要或有特殊要求巡检点,可在巡检任务分配置中灵活指定逗留时间,并分辨不合格的原因是未巡还是逗留时间未达到要求。

(9)资源管理功能。设计车辆和驾驶员电子化档案,系统增加用车审批管理权限;对车辆燃油量和行驶里程进行统计和分析。

(10)计划功能灵活。可通过指定车辆、步行人员和三盯人员并指定计划周期类型及时间段,生成各类现场盯防或日常巡检计划。也可通过指定车辆、步行人员和三盯人员并指定计划周期类型及时间段,生成各类现场盯防或日常巡检计划。

中国电信智能光缆巡检系统

(三)长途干线光缆巡检管理系统经济效益

1.提高光缆巡检质量,减少光缆障碍

每条光缆按5个10G波分系统计算,每次系统按中断1小时计算,每避免一次光缆障碍可以避免上千万的经济损失。

2.提升管控手段,提高工作效率,改变检查方式

巡线人员是否按计划要求执行任务、隐患(障碍)点现场处理进展情况、施工现场三盯人员是否按要求执行、障碍点的查找、光缆路由上的标桩种植是否合理等工作,原来都需要管理人员派车派人到现场才能了解情况,现都可以通过系统在办公室里就可以了如指掌,减少管理人员的工作量,不仅明显提高了工作效率,还大大减少了维护管理成本,每年可以节省几十万元的维护管理成本。

集约化的运营管理平台提高了日常线路维护的工作效率,减少了工作量。开发的系统成为车辆、光缆维护人员及光缆路由信息应用的综合性应用平台,成为广东省电信网络运营中心集约运营的重要支撑平台。

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