姚灝+江冬娜

【摘 ? ?要】針對電力隧道巡檢對于巡維人員管理控制的需求，提出了一種隧道巡檢管控系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)對用戶進(jìn)行定位與監(jiān)管，其手持終端利用Android智能手機(jī)，基于華為Espace進(jìn)行二次開發(fā);監(jiān)控終端采用MySQL數(shù)據(jù)庫，可以實現(xiàn)圖片上傳、隧道實時監(jiān)控、簽到簽退、實時通訊、軌跡回放、故障分類及人員管理等服務(wù)。

【關(guān)鍵詞】電力隧道 ? ?巡檢 ? ?管控

中圖分類號：TN929.5 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ?文章編號：1006-1010（2014）-22-0077-05

Design and Implementation of Inspection Control System

for Electric Power Tunnel

YAO Hao， JIANG Dong-na

（Guangzhou Electric Power Design Institute， Guangzhou 510610， China）

[Abstract]Considering the demands on inspector management & control of electric power tunnel， a tunnel inspection control system is proposed in this paper. The system positions and inspects users through wireless network technology. Android smart phone is adopted as handheld terminal which is redeveloped based on HUAWEI Espace. MySQL database is used as monitoring terminal which can implement image upload， tunnel real-time monitoring， sign in and sign out， real-time communications， track playback， fault classification and personnel management， etc.

[Key words]electric power tunnel ? ?inspection ? ?management control

隨著國民經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的飛速發(fā)展，城市用電負(fù)荷急劇上升，但在城市密集供電區(qū)域無法采用傳統(tǒng)的架空線供電方式。為了更有效地利用管廊資源，越來越多的城市輸電線路采用電力隧道的形式敷設(shè)高壓電纜。電力隧道建設(shè)在地下5～20m的范圍內(nèi)，且根據(jù)施工方法、管線資源的不同，同一隧道的深度、截面均有所不同。因此，在一般條件下，電信運(yùn)營商的無線信號無法穿透土層進(jìn)入隧道，而且由于截面不均、走向復(fù)雜，一般的對講機(jī)等設(shè)備使用也受到諸多限制。

由于隧道的巡檢人員在隧道中常常處于與外界隔絕的狀態(tài)，無法及時獲取外部信息，也不能及時回傳自己在隧道內(nèi)的工作發(fā)現(xiàn)。而且一旦發(fā)生緊急情況，也無法及時通知外界獲取救援。為了使隧道維護(hù)工作更加便捷高效，對于巡檢人員的管理更加規(guī)范化，有必要開發(fā)一套巡檢管理系統(tǒng)用于隧道的日常維護(hù)工作。

1 ? 背景概述

現(xiàn)有的電力電纜通道綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要針對隧道內(nèi)的設(shè)備設(shè)施、火災(zāi)報警、安保系統(tǒng)、環(huán)境檢測等系統(tǒng)進(jìn)行綜合的可視化監(jiān)控管理，同時為電力電纜溫度、電網(wǎng)狀態(tài)信息和其余附屬設(shè)備預(yù)留相關(guān)接口接入[1]，而這些監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通道主要采用EPON（Ethernet Passive Optical Network，以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)）組網(wǎng)方式或工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組網(wǎng)[2]。從這個意義上來說，現(xiàn)有的監(jiān)控都是后端監(jiān)控模式，并沒有針對巡檢人員深入隧道后的監(jiān)控方法。

從現(xiàn)有的電力隧道通信方式而言，主要可采用集群通信;或采用泄漏電纜，引入運(yùn)營商進(jìn)行信號覆蓋;或采用有線方式，組成應(yīng)急通信系統(tǒng)。集群通信由網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和移動臺組成，可進(jìn)行隧道內(nèi)與調(diào)度臺的語音對講，但帶寬小，主流的TETRA數(shù)字集群單載頻4時隙最高可支持28.8kbps[3];泄漏電纜造價比較昂貴且工程施工量大，后期維護(hù)較難[4];而采用有線方式組成的應(yīng)急通信系統(tǒng)則為固定點(diǎn)使用，不能移動。

2 ? 業(yè)務(wù)需求分析

2.1 ?現(xiàn)狀調(diào)查

截至2013年5月，廣州地區(qū)已建成投產(chǎn)的電纜隧道工程主要有泮塘電力隧道、珠江新城電纜隧道麒麟電力隧道等工程，規(guī)模約19.8km。2020年廣州市中心城區(qū)電力地下廊道建設(shè)項目總長為93.61km，遠(yuǎn)期整個電纜隧道網(wǎng)總長296km，其中新建主干隧道長度約為178km。而到目前為止，并未形成統(tǒng)一的電力隧道內(nèi)通信建設(shè)方案。

目前主要的方法是采用有線通信的方式，使用隧道工作井處的交換機(jī)，放置IP電話。但隨著隧道規(guī)模越來越大，這種固定點(diǎn)通信的方式無法適應(yīng)巡檢維護(hù)的需要。

2.2 ?業(yè)務(wù)分析

隧道巡檢人員進(jìn)入隧道進(jìn)行巡維工作，主要目的是在于對電纜本體、附屬設(shè)施及風(fēng)水電等監(jiān)控器材進(jìn)行巡視和維護(hù)，并對發(fā)現(xiàn)的故障及時上報和處置。因此，其一般的業(yè)務(wù)需要如下：

（1）音視頻通話：提供基于內(nèi)網(wǎng)的音視頻通訊功能，同時實現(xiàn)能與外部公網(wǎng)進(jìn)行語音呼叫。

（2）故障記錄上傳：拍攝故障點(diǎn)并進(jìn)行問題描述，且將圖片和說明文字上傳至管理中心。endprint

（3）消息接收：接收管理中心發(fā)送的文字指令、處置方案等。

（4）定位功能：將巡檢人員在隧道中的位置信息上傳監(jiān)控服務(wù)端。

3 ? 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 ?網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

本系統(tǒng)終端通過Wi-Fi連接無線網(wǎng)絡(luò)，登陸后實時將數(shù)據(jù)上傳到管理監(jiān)控服務(wù)器中進(jìn)行處理，管理監(jiān)控服務(wù)器再根據(jù)協(xié)議判斷是通知管理監(jiān)控端或是入庫，從而對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器或管理監(jiān)控端進(jìn)行相應(yīng)操作，管理監(jiān)控端直接訪問管理監(jiān)控服務(wù)器來監(jiān)視終端情況;整個系統(tǒng)部署于同一局域網(wǎng)內(nèi)。

音視頻通話功能利用IP-PBX（IP Private Branch eXchange，IP用戶級交換機(jī)）系統(tǒng)實現(xiàn)。

3.2 ?隧道內(nèi)的無線覆蓋方案

隧道內(nèi)采用Wi-Fi覆蓋方式。而根據(jù)隧道的實際情況、巡檢需求等，可以將覆蓋方式分為胖AP（非集中控制型AP）和瘦AP（集中控制型AP）布置。這2種方式區(qū)別如下[5]：

（1）胖AP（非集中控制型AP）：具備一定的認(rèn)證、被網(wǎng)管等功能的AP，不需要無線控制器即可接入網(wǎng)絡(luò)。其優(yōu)點(diǎn)是組網(wǎng)部署簡單快速，造價較低;缺點(diǎn)是不能集中管理，不支持無縫漫游。

（2）瘦AP（集中控制型AP）：僅提供Wi-Fi無線接入、無其它任何功能的AP。其優(yōu)點(diǎn)是能集中管理，支持無縫漫游;缺點(diǎn)是需配合AC（Access Controller，無線控制器）接入網(wǎng)絡(luò)，適用于用戶規(guī)模大、AP配置多、需大規(guī)模連續(xù)覆蓋、有漫游切換需求的場所，造價較高。

3.3 ?軟件系統(tǒng)的設(shè)計

本軟件系統(tǒng)分為語音通訊模塊、管理監(jiān)控模塊和終端3部分，如圖2所示：

圖2 ? ?軟件系統(tǒng)圖

具體描述如下：

◆語音通訊模塊：實現(xiàn)與內(nèi)網(wǎng)的音視頻通訊、與外網(wǎng)的語音通訊功能;

◆管理監(jiān)控模塊：主要實現(xiàn)終端數(shù)據(jù)的接收、存儲、定位監(jiān)控、消息推送等功能;

◆終端：實現(xiàn)位置上傳、語音通訊、照片上傳、消息查看功能。

（1）電力隧道巡檢管控系統(tǒng)軟件開發(fā)

本系統(tǒng)界面主要包含移動終端和監(jiān)控端2部分。具體描述如下：

◆移動終端

移動終端登錄后，其主界面如圖3所示。

登錄采用簡單的賬戶輸入框、密碼輸入框加驗證碼輸入框組合進(jìn)行登錄;登錄后在簽到/簽退處，進(jìn)入主功能界面的二維碼掃描操作界面，完成巡檢登入/登出記錄。

“我的位置”可供巡檢人員了解自己所處與地面的相對位置;“拍照上傳”功能主要用于拍攝隧道情況并進(jìn)行分類、文字描述等上傳至監(jiān)控終端;“設(shè)置”功能用于進(jìn)行客戶端的一般性配置。

◆監(jiān)控端

監(jiān)控端以Web形式展示，登錄后其布局如圖4所示。

監(jiān)控端主要包括人員管理、故障分類、隧道地圖、歷史軌跡、巡檢記錄和隧道圖片等功能。

監(jiān)控端可查看人員的實時位置，也可以查看人員過往某一時間段在隧道內(nèi)的活動軌跡回放;監(jiān)控端可接收巡檢人員發(fā)回的隧道情況實時記錄，也可以查看某一時間段的故障或故障分類，并作出統(tǒng)計;監(jiān)控端可與巡檢人員進(jìn)行音視頻通話，或者直接發(fā)送文字化的工作指令至巡檢人員的手持終端。

（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

數(shù)據(jù)及時備份功能是在系統(tǒng)出現(xiàn)故障后可以及時恢復(fù)，把因系統(tǒng)故障造成的損失降到最小?？刹捎秒p機(jī)熱備份，一臺機(jī)器出現(xiàn)故障可自動切換到備份機(jī)器上，不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

數(shù)據(jù)表主要包括如下信息：

◆用戶信息表：存儲用戶基本信息，包括賬號、密碼、姓名、手機(jī)號碼等;

◆用戶分組表：存儲用戶分組信息;

◆操作描述表：用于定義操作的標(biāo)示、說明及參數(shù)等;

◆用戶日志表：記錄用戶所做的所有操作;

◆用戶日志備份：為提高性能會定時將用戶日志表中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存于此。

4 ? 測試結(jié)果

本項目在廣州電網(wǎng)珠江新城隧道中搭建了試驗網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實地測試。該隧道長約1.2km，截面直徑約為2.3m*2.3m，測試相關(guān)情況如表1所示：

表1 ? ?測試情況

測試要素 說明

部署AP數(shù)量 24臺室外型AP

AP發(fā)射功率 500mW（2.4G Wi-Fi）

AP天線類型 全向天線

終端數(shù)量 4臺

終端型號 華為P6、三星S4、索尼Z1、

三星N5100（平板電腦）

測得終端平均接入網(wǎng)絡(luò)時間 2.2s

測得終端平均定位時間 3.4s

其他主要功能測試如下：

（1）圖片回傳及分類

圖片回傳監(jiān)控終端界面如圖5所示。

（2）語音通話

可實現(xiàn)手持終端與監(jiān)控終端、手持終端之間的音視頻通話。由于設(shè)備受限，手持終端與公網(wǎng)用戶通話未測試。

（3）消息傳遞

可實現(xiàn)手持終端與監(jiān)控終端、手持終端之間的文字消息傳遞。

（4）軌跡回放

可以選擇特定時間段、監(jiān)控人進(jìn)行軌跡回放?；胤挪捎么螯c(diǎn)方式記錄，間隔時間可自行設(shè)置調(diào)整。

5 ? 結(jié)語

本文所提出的電力隧道管控系統(tǒng)主要針對巡檢人員在隧道內(nèi)的活動進(jìn)行管理，有利于發(fā)現(xiàn)問題并及時處理，可提升隧道運(yùn)維的安全性和高效性。但該系統(tǒng)還有部分功能需進(jìn)一步完善，如隧道地圖導(dǎo)入、歷史軌跡回放等，以期達(dá)到運(yùn)行部門精細(xì)化管控的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 胡松軍，朱琦鋒，秦歡. 電力電纜隧道綜合監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 特種結(jié)構(gòu)， 2009，26（6）： 104-106.

[2] 劉穎，賀紹鵬，郭小凱. 電力隧道視頻及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方案之比較[J]. 機(jī)電信息， 2013（9）： 153-154.

[3] 郭強(qiáng). TETRA數(shù)字集群數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的工業(yè)應(yīng)用[J]. 移動通信， 2011（6）： 59-62.

[4] 杜世平，劉偉，戴波，等. 公路、鐵路隧道覆蓋解決方案研究[J]. 通信與信息技術(shù)， 2012（2）： 65-69.

[5] 李先權(quán). WiFi網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與應(yīng)用研究[D]. 廣州： 華南理工大學(xué)， 2012.endprint

（3）消息接收：接收管理中心發(fā)送的文字指令、處置方案等。

（4）定位功能：將巡檢人員在隧道中的位置信息上傳監(jiān)控服務(wù)端。

3 ? 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 ?網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

本系統(tǒng)終端通過Wi-Fi連接無線網(wǎng)絡(luò)，登陸后實時將數(shù)據(jù)上傳到管理監(jiān)控服務(wù)器中進(jìn)行處理，管理監(jiān)控服務(wù)器再根據(jù)協(xié)議判斷是通知管理監(jiān)控端或是入庫，從而對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器或管理監(jiān)控端進(jìn)行相應(yīng)操作，管理監(jiān)控端直接訪問管理監(jiān)控服務(wù)器來監(jiān)視終端情況;整個系統(tǒng)部署于同一局域網(wǎng)內(nèi)。

音視頻通話功能利用IP-PBX（IP Private Branch eXchange，IP用戶級交換機(jī)）系統(tǒng)實現(xiàn)。

3.2 ?隧道內(nèi)的無線覆蓋方案

隧道內(nèi)采用Wi-Fi覆蓋方式。而根據(jù)隧道的實際情況、巡檢需求等，可以將覆蓋方式分為胖AP（非集中控制型AP）和瘦AP（集中控制型AP）布置。這2種方式區(qū)別如下[5]：

（1）胖AP（非集中控制型AP）：具備一定的認(rèn)證、被網(wǎng)管等功能的AP，不需要無線控制器即可接入網(wǎng)絡(luò)。其優(yōu)點(diǎn)是組網(wǎng)部署簡單快速，造價較低;缺點(diǎn)是不能集中管理，不支持無縫漫游。

（2）瘦AP（集中控制型AP）：僅提供Wi-Fi無線接入、無其它任何功能的AP。其優(yōu)點(diǎn)是能集中管理，支持無縫漫游;缺點(diǎn)是需配合AC（Access Controller，無線控制器）接入網(wǎng)絡(luò)，適用于用戶規(guī)模大、AP配置多、需大規(guī)模連續(xù)覆蓋、有漫游切換需求的場所，造價較高。

3.3 ?軟件系統(tǒng)的設(shè)計

本軟件系統(tǒng)分為語音通訊模塊、管理監(jiān)控模塊和終端3部分，如圖2所示：

圖2 ? ?軟件系統(tǒng)圖

具體描述如下：

◆語音通訊模塊：實現(xiàn)與內(nèi)網(wǎng)的音視頻通訊、與外網(wǎng)的語音通訊功能;

◆管理監(jiān)控模塊：主要實現(xiàn)終端數(shù)據(jù)的接收、存儲、定位監(jiān)控、消息推送等功能;

◆終端：實現(xiàn)位置上傳、語音通訊、照片上傳、消息查看功能。

（1）電力隧道巡檢管控系統(tǒng)軟件開發(fā)

本系統(tǒng)界面主要包含移動終端和監(jiān)控端2部分。具體描述如下：

◆移動終端

移動終端登錄后，其主界面如圖3所示。

登錄采用簡單的賬戶輸入框、密碼輸入框加驗證碼輸入框組合進(jìn)行登錄;登錄后在簽到/簽退處，進(jìn)入主功能界面的二維碼掃描操作界面，完成巡檢登入/登出記錄。

“我的位置”可供巡檢人員了解自己所處與地面的相對位置;“拍照上傳”功能主要用于拍攝隧道情況并進(jìn)行分類、文字描述等上傳至監(jiān)控終端;“設(shè)置”功能用于進(jìn)行客戶端的一般性配置。

◆監(jiān)控端

監(jiān)控端以Web形式展示，登錄后其布局如圖4所示。

監(jiān)控端主要包括人員管理、故障分類、隧道地圖、歷史軌跡、巡檢記錄和隧道圖片等功能。

監(jiān)控端可查看人員的實時位置，也可以查看人員過往某一時間段在隧道內(nèi)的活動軌跡回放;監(jiān)控端可接收巡檢人員發(fā)回的隧道情況實時記錄，也可以查看某一時間段的故障或故障分類，并作出統(tǒng)計;監(jiān)控端可與巡檢人員進(jìn)行音視頻通話，或者直接發(fā)送文字化的工作指令至巡檢人員的手持終端。

（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

數(shù)據(jù)及時備份功能是在系統(tǒng)出現(xiàn)故障后可以及時恢復(fù)，把因系統(tǒng)故障造成的損失降到最小?？刹捎秒p機(jī)熱備份，一臺機(jī)器出現(xiàn)故障可自動切換到備份機(jī)器上，不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

數(shù)據(jù)表主要包括如下信息：

◆用戶信息表：存儲用戶基本信息，包括賬號、密碼、姓名、手機(jī)號碼等;

◆用戶分組表：存儲用戶分組信息;

◆操作描述表：用于定義操作的標(biāo)示、說明及參數(shù)等;

◆用戶日志表：記錄用戶所做的所有操作;

◆用戶日志備份：為提高性能會定時將用戶日志表中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存于此。

4 ? 測試結(jié)果

本項目在廣州電網(wǎng)珠江新城隧道中搭建了試驗網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實地測試。該隧道長約1.2km，截面直徑約為2.3m*2.3m，測試相關(guān)情況如表1所示：

表1 ? ?測試情況

測試要素 說明

部署AP數(shù)量 24臺室外型AP

AP發(fā)射功率 500mW（2.4G Wi-Fi）

AP天線類型 全向天線

終端數(shù)量 4臺

終端型號 華為P6、三星S4、索尼Z1、

三星N5100（平板電腦）

測得終端平均接入網(wǎng)絡(luò)時間 2.2s

測得終端平均定位時間 3.4s

其他主要功能測試如下：

（1）圖片回傳及分類

圖片回傳監(jiān)控終端界面如圖5所示。

（2）語音通話

可實現(xiàn)手持終端與監(jiān)控終端、手持終端之間的音視頻通話。由于設(shè)備受限，手持終端與公網(wǎng)用戶通話未測試。

（3）消息傳遞

可實現(xiàn)手持終端與監(jiān)控終端、手持終端之間的文字消息傳遞。

（4）軌跡回放

可以選擇特定時間段、監(jiān)控人進(jìn)行軌跡回放。回放采用打點(diǎn)方式記錄，間隔時間可自行設(shè)置調(diào)整。

5 ? 結(jié)語

本文所提出的電力隧道管控系統(tǒng)主要針對巡檢人員在隧道內(nèi)的活動進(jìn)行管理，有利于發(fā)現(xiàn)問題并及時處理，可提升隧道運(yùn)維的安全性和高效性。但該系統(tǒng)還有部分功能需進(jìn)一步完善，如隧道地圖導(dǎo)入、歷史軌跡回放等，以期達(dá)到運(yùn)行部門精細(xì)化管控的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 胡松軍，朱琦鋒，秦歡. 電力電纜隧道綜合監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 特種結(jié)構(gòu)， 2009，26（6）： 104-106.

[2] 劉穎，賀紹鵬，郭小凱. 電力隧道視頻及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方案之比較[J]. 機(jī)電信息， 2013（9）： 153-154.

[3] 郭強(qiáng). TETRA數(shù)字集群數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的工業(yè)應(yīng)用[J]. 移動通信， 2011（6）： 59-62.

[4] 杜世平，劉偉，戴波，等. 公路、鐵路隧道覆蓋解決方案研究[J]. 通信與信息技術(shù)， 2012（2）： 65-69.

[5] 李先權(quán). WiFi網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與應(yīng)用研究[D]. 廣州： 華南理工大學(xué)， 2012.endprint

（3）消息接收：接收管理中心發(fā)送的文字指令、處置方案等。

（4）定位功能：將巡檢人員在隧道中的位置信息上傳監(jiān)控服務(wù)端。

3 ? 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 ?網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

本系統(tǒng)終端通過Wi-Fi連接無線網(wǎng)絡(luò)，登陸后實時將數(shù)據(jù)上傳到管理監(jiān)控服務(wù)器中進(jìn)行處理，管理監(jiān)控服務(wù)器再根據(jù)協(xié)議判斷是通知管理監(jiān)控端或是入庫，從而對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器或管理監(jiān)控端進(jìn)行相應(yīng)操作，管理監(jiān)控端直接訪問管理監(jiān)控服務(wù)器來監(jiān)視終端情況;整個系統(tǒng)部署于同一局域網(wǎng)內(nèi)。

音視頻通話功能利用IP-PBX（IP Private Branch eXchange，IP用戶級交換機(jī)）系統(tǒng)實現(xiàn)。

3.2 ?隧道內(nèi)的無線覆蓋方案

隧道內(nèi)采用Wi-Fi覆蓋方式。而根據(jù)隧道的實際情況、巡檢需求等，可以將覆蓋方式分為胖AP（非集中控制型AP）和瘦AP（集中控制型AP）布置。這2種方式區(qū)別如下[5]：

（1）胖AP（非集中控制型AP）：具備一定的認(rèn)證、被網(wǎng)管等功能的AP，不需要無線控制器即可接入網(wǎng)絡(luò)。其優(yōu)點(diǎn)是組網(wǎng)部署簡單快速，造價較低;缺點(diǎn)是不能集中管理，不支持無縫漫游。

（2）瘦AP（集中控制型AP）：僅提供Wi-Fi無線接入、無其它任何功能的AP。其優(yōu)點(diǎn)是能集中管理，支持無縫漫游;缺點(diǎn)是需配合AC（Access Controller，無線控制器）接入網(wǎng)絡(luò)，適用于用戶規(guī)模大、AP配置多、需大規(guī)模連續(xù)覆蓋、有漫游切換需求的場所，造價較高。

3.3 ?軟件系統(tǒng)的設(shè)計

本軟件系統(tǒng)分為語音通訊模塊、管理監(jiān)控模塊和終端3部分，如圖2所示：

圖2 ? ?軟件系統(tǒng)圖

具體描述如下：

◆語音通訊模塊：實現(xiàn)與內(nèi)網(wǎng)的音視頻通訊、與外網(wǎng)的語音通訊功能;

◆管理監(jiān)控模塊：主要實現(xiàn)終端數(shù)據(jù)的接收、存儲、定位監(jiān)控、消息推送等功能;

◆終端：實現(xiàn)位置上傳、語音通訊、照片上傳、消息查看功能。

（1）電力隧道巡檢管控系統(tǒng)軟件開發(fā)

本系統(tǒng)界面主要包含移動終端和監(jiān)控端2部分。具體描述如下：

◆移動終端

移動終端登錄后，其主界面如圖3所示。

登錄采用簡單的賬戶輸入框、密碼輸入框加驗證碼輸入框組合進(jìn)行登錄;登錄后在簽到/簽退處，進(jìn)入主功能界面的二維碼掃描操作界面，完成巡檢登入/登出記錄。

“我的位置”可供巡檢人員了解自己所處與地面的相對位置;“拍照上傳”功能主要用于拍攝隧道情況并進(jìn)行分類、文字描述等上傳至監(jiān)控終端;“設(shè)置”功能用于進(jìn)行客戶端的一般性配置。

◆監(jiān)控端

監(jiān)控端以Web形式展示，登錄后其布局如圖4所示。

監(jiān)控端主要包括人員管理、故障分類、隧道地圖、歷史軌跡、巡檢記錄和隧道圖片等功能。

監(jiān)控端可查看人員的實時位置，也可以查看人員過往某一時間段在隧道內(nèi)的活動軌跡回放;監(jiān)控端可接收巡檢人員發(fā)回的隧道情況實時記錄，也可以查看某一時間段的故障或故障分類，并作出統(tǒng)計;監(jiān)控端可與巡檢人員進(jìn)行音視頻通話，或者直接發(fā)送文字化的工作指令至巡檢人員的手持終端。

（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

數(shù)據(jù)及時備份功能是在系統(tǒng)出現(xiàn)故障后可以及時恢復(fù)，把因系統(tǒng)故障造成的損失降到最小?？刹捎秒p機(jī)熱備份，一臺機(jī)器出現(xiàn)故障可自動切換到備份機(jī)器上，不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

數(shù)據(jù)表主要包括如下信息：

◆用戶信息表：存儲用戶基本信息，包括賬號、密碼、姓名、手機(jī)號碼等;

◆用戶分組表：存儲用戶分組信息;

◆操作描述表：用于定義操作的標(biāo)示、說明及參數(shù)等;

◆用戶日志表：記錄用戶所做的所有操作;

◆用戶日志備份：為提高性能會定時將用戶日志表中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存于此。

4 ? 測試結(jié)果

本項目在廣州電網(wǎng)珠江新城隧道中搭建了試驗網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實地測試。該隧道長約1.2km，截面直徑約為2.3m*2.3m，測試相關(guān)情況如表1所示：

表1 ? ?測試情況

測試要素 說明

部署AP數(shù)量 24臺室外型AP

AP發(fā)射功率 500mW（2.4G Wi-Fi）

AP天線類型 全向天線

終端數(shù)量 4臺

終端型號 華為P6、三星S4、索尼Z1、

三星N5100（平板電腦）

測得終端平均接入網(wǎng)絡(luò)時間 2.2s

測得終端平均定位時間 3.4s

其他主要功能測試如下：

（1）圖片回傳及分類

圖片回傳監(jiān)控終端界面如圖5所示。

（2）語音通話

可實現(xiàn)手持終端與監(jiān)控終端、手持終端之間的音視頻通話。由于設(shè)備受限，手持終端與公網(wǎng)用戶通話未測試。

（3）消息傳遞

可實現(xiàn)手持終端與監(jiān)控終端、手持終端之間的文字消息傳遞。

（4）軌跡回放

可以選擇特定時間段、監(jiān)控人進(jìn)行軌跡回放。回放采用打點(diǎn)方式記錄，間隔時間可自行設(shè)置調(diào)整。

5 ? 結(jié)語

本文所提出的電力隧道管控系統(tǒng)主要針對巡檢人員在隧道內(nèi)的活動進(jìn)行管理，有利于發(fā)現(xiàn)問題并及時處理，可提升隧道運(yùn)維的安全性和高效性。但該系統(tǒng)還有部分功能需進(jìn)一步完善，如隧道地圖導(dǎo)入、歷史軌跡回放等，以期達(dá)到運(yùn)行部門精細(xì)化管控的要求。

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