基于RFID技術(shù)的地下管網(wǎng)管理系統(tǒng)解決方案

1、背景

　　城市地下管網(wǎng)是一個(gè)城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施，也是城市賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。到目前為止，我國城市地下管網(wǎng)包含供水、排水、燃?xì)狻�熱力、供電、通信、管溝、工業(yè)管線八大類共30多種，但是由于多方原因，城市現(xiàn)有地下各類專業(yè)管線的管理存在較大的問題。

管線圖紙資料不完整，更新不及時(shí)

　　管線的圖紙和檔案繁多，或不完整、不準(zhǔn)確;圖檔管理維護(hù)手段落后;查詢、轉(zhuǎn)繪圖檔等工作效率低;圖檔的更新和歸檔不能作到迅速及時(shí)，遺漏、破損、老化、信息重復(fù)等問題較多;特別是數(shù)據(jù)采集不能跟上城市的發(fā)展進(jìn)程，“現(xiàn)狀”反映滯后;

　　圖紙資料查詢困難

　　由于圖紙是在檔案館存放，圖紙種類繁多，大量的圖紙堆積如山，要想查找一份圖紙，需要從大量的圖紙堆中尋找，查找起來非常困難。而要查找一份數(shù)據(jù)，就如大海撈針，即費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。如果圖紙丟失，所有的數(shù)據(jù)將無法查詢。

　　日常巡檢困難重重

　　在管網(wǎng)的日常管理上，通常的巡檢很難做到切實(shí)到位，巡檢責(zé)任無法落實(shí)情緒，事故發(fā)生往往具有突發(fā)性，大面積停電及關(guān)鍵用戶用電搶險(xiǎn)中。

　　數(shù)據(jù)管理混亂

　　管理數(shù)據(jù)記錄調(diào)整不及時(shí)，現(xiàn)場環(huán)境人為導(dǎo)致標(biāo)識(shí)丟失，年久標(biāo)識(shí)不清，無法確認(rèn)，管理數(shù)據(jù)不真實(shí)，記錄與現(xiàn)場有差異，數(shù)據(jù)資料與現(xiàn)場無法一一對(duì)應(yīng)，有些甚至根本就沒有數(shù)據(jù)。

　　這些問題造成城市在日常的建設(shè)施工過程中出現(xiàn)挖斷或挖壞地下管線，造成停氣、停水、停暖、污水四溢的事故，嚴(yán)重時(shí)甚至發(fā)生爆炸，燃?xì)庑孤┑任ｋU(xiǎn)，嚴(yán)重危害了人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

　　2、技術(shù)應(yīng)用

　　當(dāng)前的地下管網(wǎng)資源管理模式已基本不能適應(yīng)管網(wǎng)業(yè)務(wù)的增長需求，并在很大程度上制約了城市的發(fā)展。因此，迫切需要一種全新的技術(shù)手段對(duì)城市地下管線資源進(jìn)行現(xiàn)代化的管理，制定城市地下管網(wǎng)信息動(dòng)態(tài)更新機(jī)制，建立科學(xué)、準(zhǔn)確、完整的地下管網(wǎng)檔案，利用先進(jìn)技術(shù)管理對(duì)管網(wǎng)信息進(jìn)行采集，完成檔案與實(shí)物管線的精確關(guān)聯(lián)，提高管線的部署、日常維護(hù)及運(yùn)行管理水平。

　　RFID無線射頻識(shí)別技術(shù)，是20世紀(jì)90年代興起的一項(xiàng)非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過無線射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)的技術(shù)，整個(gè)識(shí)別過程，無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。

　　RFID作為一種基于射頻原理實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，基于RFID技術(shù)的地下管網(wǎng)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用具有卓越的優(yōu)勢：

　　RFID電子標(biāo)簽防水、防磁、耐高溫，耐腐蝕、受環(huán)境影響小，適用于地下管網(wǎng)中的惡劣環(huán)境;

　　無源和免接觸操作，讀寫具有穿透性，方便使用;

　　讀取速度快，并能同時(shí)處理多個(gè)電子標(biāo)簽，高效且準(zhǔn)確，作業(yè)過程實(shí)時(shí)透明;

　　可在標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)部分管線設(shè)備設(shè)施的屬性信息，便于信息化管理。

　　RFID技術(shù)的這些突出的特點(diǎn)可以對(duì)密集的城市地下管線和重要設(shè)施進(jìn)行標(biāo)識(shí)，從而準(zhǔn)確、安全、快速地對(duì)它們進(jìn)行定位，基于RFID技術(shù)的地下管網(wǎng)管理系統(tǒng)大大提高了管理水平和工作效率，同時(shí)也避免了使用和維護(hù)工作中潛在的危險(xiǎn)。

　　3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　地下管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)是一個(gè)十分龐大而且復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它說設(shè)計(jì)的專業(yè)較多、數(shù)據(jù)量大，而且整個(gè)的操作流程也是十分復(fù)雜的�；�于RFID技術(shù)的地下管網(wǎng)管理系統(tǒng)，重點(diǎn)解決地下管網(wǎng)設(shè)施的現(xiàn)場快速識(shí)別和維護(hù)。

　　基于RFID技術(shù)的地下管網(wǎng)管理系統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，是利用RFID標(biāo)簽的唯一性及大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，標(biāo)識(shí)和記錄每一根管線的信息，然后將RFID標(biāo)簽固定在管線的適當(dāng)位置，隨管線安裝使用。在日常的維護(hù)及其他業(yè)務(wù)流程中，利用移動(dòng)數(shù)據(jù)采集終端讀取管線資源的相關(guān)屬性數(shù)據(jù)信息，真正實(shí)現(xiàn)對(duì)地下管線資源的全方位，全生命周期的信息化管理。

　　基于RFID技術(shù)的地下管網(wǎng)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架如下：

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖

　　采用RFID電子標(biāo)簽對(duì)地下管線進(jìn)行標(biāo)識(shí)，在日常維護(hù)、查找和搶修時(shí)，利用RFID移動(dòng)數(shù)據(jù)采集終端讀取電子標(biāo)簽可以從數(shù)據(jù)庫中快速查到相關(guān)的重要信息，為市政管理提供迅速、全面、有效的信息支持。既能避免為了尋找管道而大面積開挖路面對(duì)居民生活產(chǎn)生影響，又能保證對(duì)地下管道的精確識(shí)別和安全管理，為城市市政管線資源提供新的管理模式，帶來廣泛的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

　　3.1數(shù)據(jù)錄入

　　基于RFID技術(shù)的地下管網(wǎng)管理系統(tǒng)的發(fā)卡環(huán)節(jié)是完成基礎(chǔ)的信息錄入，通過RFID發(fā)卡設(shè)備，將管網(wǎng)設(shè)施的基礎(chǔ)信息與RFID標(biāo)簽信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并將RFID標(biāo)簽安裝到管網(wǎng)設(shè)施的適當(dāng)位置，進(jìn)行精確標(biāo)識(shí)，完成數(shù)據(jù)的錄入。

　　RFID標(biāo)簽除具備基礎(chǔ)的信息標(biāo)識(shí)與存儲(chǔ)功能外，還需具備防潮、防酸堿、防腐蝕、耐擠壓，能充分抵抗外界環(huán)境劇烈變化的特性，RFID標(biāo)簽需根據(jù)管網(wǎng)的使用特征進(jìn)行特殊化設(shè)計(jì)。

　　3.2移動(dòng)數(shù)據(jù)采集

　　在對(duì)管網(wǎng)的日常維護(hù)、查找和搶修時(shí)，基于RFID技術(shù)的地下管網(wǎng)管理系統(tǒng)的移動(dòng)數(shù)據(jù)采集終端可以遠(yuǎn)距離采集到管網(wǎng)上的標(biāo)簽信息，從而根據(jù)標(biāo)簽信息，通過無線的方式從后臺(tái)獲取到詳細(xì)的管網(wǎng)信息，完成對(duì)管網(wǎng)的管理工作。

　　RFID移動(dòng)數(shù)據(jù)采集終端通過與RFID標(biāo)簽的信息交互，來獲取管網(wǎng)的全面信息，在巡檢或搶修時(shí)可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確查詢，加快電纜設(shè)施搶修工作的維護(hù)效率。移動(dòng)數(shù)據(jù)采集終端根據(jù)反饋的情況，進(jìn)行運(yùn)行分析，預(yù)測設(shè)備事故，及早防范和檢修，有效減少故障的發(fā)生率，提高供電的可靠性，為企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，還可根據(jù)企業(yè)自身情況，制定管網(wǎng)巡檢任務(wù)，任務(wù)單下載到移動(dòng)數(shù)據(jù)采集終端上，巡檢人員可根據(jù)任務(wù)單執(zhí)行巡檢任務(wù)，可進(jìn)一步規(guī)范班組人員的巡視路線，極大提高了巡檢完成率，提升電力企業(yè)作業(yè)水平。

　　3.3 系統(tǒng)效益

　　利用RFID技術(shù)，建立地下管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)的效益有：

　　實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)實(shí)時(shí)管理信息與現(xiàn)場信息的一致;

　　現(xiàn)場管網(wǎng)信息快速識(shí)別，大大降低地下管網(wǎng)的管理和維護(hù)成本;

　　標(biāo)簽防盜、防拆、防拖動(dòng)、自毀設(shè)計(jì)，適于高低溫、酸堿、潮濕等各種惡劣環(huán)境使用;

　　優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，規(guī)范巡檢操作，提升企業(yè)作業(yè)水平;

　　4、硬件選型

　　基于RFID技術(shù)的地下管網(wǎng)管理系統(tǒng)，移動(dòng)數(shù)據(jù)采集終端是關(guān)鍵的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，要滿足系統(tǒng)的需求，既需要有較遠(yuǎn)的讀取距離，穩(wěn)定的讀取性能，同時(shí)也應(yīng)力求小型化，以便于巡檢人員的長時(shí)間使用。

　　ThingMagic M6e-Micro，一款采用超小型模組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)異的“快速搜索算法”的超高頻RFID模塊，可以嵌入到各種常用的手持和便攜式設(shè)備中。它對(duì)標(biāo)簽的讀取速度高達(dá)750標(biāo)簽/秒，接收指令后反應(yīng)快速，功耗低，意味著對(duì)于移動(dòng)數(shù)據(jù)采集終端有更好的續(xù)航能力，保證巡檢人員順暢的工作。同時(shí)，其特有的-5dbm到+30dbm的可調(diào)功率，即可滿足近距離設(shè)備的精確定位，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下對(duì)遠(yuǎn)距離設(shè)備信息的獲取，非常靈活而實(shí)用。