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基于RFID技术的地下管网管理系统

2016/3/4 15:53:03      点击:

 1.背景

  城市地下管网是一个城市重要的基础设施,也是城市赖以生存和发展的物质基础。到目前为止,我国城市地下管网包含供水、排水、燃气、热力、供电、通信、管沟、工业管线八大类共30多种,但是由于多方原因,城市现有地下各类专业管线的管理存在较大的问题。

  ü管线图纸资料不完整,更新不及时

  管线的图纸和档案繁多,或不完整、不准确;图档管理维护手段落后;查询、转绘图档等工作效率低;图档的更新和归档不能作到迅速及时,遗漏、破损、老化、信息重复等问题较多;特别是数据采集不能跟上城市的发展进程,“现状”反映滞后;

  ü图纸资料查询困难

  由于图纸是在档案馆存放,图纸种类繁多,大量的图纸堆积如山,要想查找一份图纸,需要从大量的图纸堆中寻找,查找起来非常困难。而要查找一份数据,就如大海捞针,即费时又费力。如果图纸丢失,所有的数据将无法查询。

  ü日常巡检困难重重

  在管网的日常管理上,通常的巡检很难做到切实到位,巡检责任无法落实情绪,事故发生往往具有突发性,大面积停电及关键用户用电抢险中。

  ü数据管理混乱

  管理数据记录调整不及时,现场环境人为导致标识丢失,年久标识不清,无法确认,管理数据不真实,记录与现场有差异,数据资料与现场无法一一对应,有些甚至根本就没有数据。

  这些问题造成城市在日常的建设施工过程中出现挖断或挖坏地下管线,造成停气、停水、停暖、污水四溢的事故,严重时甚至发生爆炸,燃气泄漏等危险,严重危害了人民生命财产安全。

  2.技术应用

  当前的地下管网资源管理模式已基本不能适应管网业务的增长需求,并在很大程度上制约了城市的发展。因此,迫切需要一种全新的技术手段对城市地下管线资源进行现代化的管理,制定城市地下管网信息动态更新机制,建立科学、准确、完整的地下管网档案,利用先进技术管理对管网信息进行采集,完成档案与实物管线的精确关联,提高管线的部署、日常维护及运行管理水平。

  RFID无线射频识别技术,是20世纪90年代兴起的一项非接触式自动识别技术,它通过无线射频信号自动识别目标对象并获取相关数据的技术,整个识别过程,无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。

  RFID作为一种基于射频原理实现的非接触式自动识别技术,其在地下管网管理系统中的应用具有卓越的优势:

  1. RFID电子标签防水、防磁、耐高温,耐腐蚀、受环境影响小,适用于地下管网中的恶劣环境;

  2. 无源和免接触操作,读写具有穿透性,方便使用;

  3. 读取速度快,并能同时处理多个电子标签,高效且准确,作业过程实时透明;

  4. 可在标签内存储部分管线设备设施的属性信息,便于信息化管理。

  RFID技术的这些突出的特点可以对密集的城市地下管线和重要设施进行标识,从而准确、安全、快速地对它们进行定位,不但大大提高了管理水平和工作效率,同时也避免了使用和维护工作中潜在的危险。

  3.系统设计

  地下管网信息管理系统是一个十分庞大而且复杂的系统工程,它说设计的专业较多、数据量大,而且整个的操作流程也是十分复杂的。RFID技术应用于地下管网管理,重点解决地下管网设施的现场快速识别和维护。

  本系统的设计思路,是利用RFID标签的唯一性及大容量的数据存储能力,标识和记录每一根管线的信息,然后将RFID标签固定在管线的适当位置,随管线安装使用。在日常的维护及其他业务流程中,利用移动数据采集终端读取管线资源的相关属性数据信息,真正实现对地下管线资源的全方位,全什么周期的信息化管理。

  系统设计框架如下:

  采用RFID电子标签对地下管线进行标识,在日常维护、查找和抢修时,利用RFID移动数据采集终端读取电子标签可以从数据库中快速查到相关的重要信息,为市政管理提供迅速、全面、有效的信息支持。既能避免为了寻找管道而大面积开挖路面对居民生活产生影响,又能保证对地下管道的精确识别和安全管理,为城市市政管线资源提供新的管理模式,带来广泛的经济和社会效益。

  3.1数据录入

  发卡环节是完成基础的信息录入,通过RFID发卡设备,将管网设施的基础信息与RFID标签信息进行关联,并将RFID标签安装到管网设施的适当位置,进行精确标识,完成数据的录入。

  RFID标签除具备基础的信息标识与存储功能外,还需具备防潮、防酸碱、防腐蚀、耐挤压,能充分抵抗外界环境剧烈变化的特性,RFID标签需根据管网的使用特征进行特殊化设计。

  3.2移动数据采集

  在对管网的日常维护、查找和抢修时,移动数据采集终端可以远距离采集到管网上的标签信息,从而根据标签信息,通过无线的方式从后台获取到详细的管网信息,完成对管网的管理工作。

  RFID移动数据采集终端通过与RFID标签的信息交互,来获取管网的全面信息,在巡检或抢修时可实现准确查询,加快电缆设施抢修工作的维护效率。移动数据采集终端根据反馈的情况,进行运行分析,预测设备事故,及早防范和检修,有效减少故障的发生率,提高供电的可靠性,为企业带来显著的经济效益。同时,还可根据企业自身情况,制定管网巡检任务,任务单下载到移动数据采集终端上,巡检人员可根据任务单执行巡检任务,可进一步规范班组人员的巡视路线,极大提高了巡检完成率,提升电力企业作业水平。

  3.3 系统效益

  利用RFID技术,建立地下管网信息管理系统,可实现的效益有:

  l实现管网实时管理信息与现场信息的一致;

  l现场管网信息快速识别,大大降低地下管网的管理和维护成本;

  l标签防盗、防拆、防拖动、自毁设计, 适于高低温、酸碱、潮湿等各种恶劣环境使用;

  l优化业务流程,规范巡检操作,提升企业作业水平;

  4.硬件设备选型

  基于RFID技术的地下管网管理系统,移动数据采集终端是关键的数据采集设备,要满足系统的需求,既需要有较远的读取距离,稳定的读取性能,同时也应力求小型化,以便于巡检人员的长时间使用。