基于多维感知技术的电缆线路智能监测系统研究

国网长春供电公司 吉林 长春 130000

目前电缆线路采用人工巡检+在线监测方式，智能化水平难以满足高压电缆通道的相关技术要求，结合长春地区高压电缆通道智能化运维水平，以实现“精准感知、边缘智能、统一物联、开放共享”为目标[1]，使智能监测系统实现本体监测、智能巡检、通道监测、安全管控等参数的实时监测，对阶段内电缆设备运行状态进行准确分析，可为智能运检体系提供数据支撑，对电力隧道实施全方位多维状态感知，实现电缆运行状态自动诊断、主动预警及快速处置，可有效防止大面积停电事件的发生。

1 应用现状分析

（1）数据共享程度低。当前监测系统采用辐射式网络结构，各子系统数据集中汇聚到系统平台，经各类数据服务器解析造成数据冗杂、通道拥堵，系统调取数据具有时延性，各类感知设备数据传输协议及接口不一致，各监测系统独立运行，数据汇集困难，造成数据无法互联共享。

（2）智能分析能力弱。各监测系统采集到的海量数据多存储于系统主机存储器，受制于信息内网与互联网安全要求限制，不能有效融合天气及其他管线运维单位信息，无法实现线路负荷、运行方式、风险预警等多维数据的横向深度研判分析，大量有效数据停留于感知层，无法为管理部门提供决策参考与依据，造成关键数据的浪费与闲置。

（3）数据通道维护困难。目前综合监测系统采用的多为信息内网光纤数据传输，此种方式具有数据带宽高，实时性好等优势，随着电缆通道监测系统智能化水平的提高，检测设备及种类繁多，采用有线数据通信方式存在通道物理汇聚节点多、故障率高、布线及运行维护困难等难题。其中无线监测装置多采用“lora”通信技术，但电缆通道的钢筋混凝土结构，对信号产生屏蔽作用，现有无线通信波段难以持续在地下通道内外进行传输，极易造成信号衰减和通道不畅。

（4）无人机巡检技术不足。无人机巡检技术对现场环境要求较高，仅在部分地区投入使用，巡检机器人集成多种监测传感器，具备故障报警、应急指挥等系列功能，但不具备缺陷隐患智能识别功能，无法主动发现问题，需要结合人为查看巡检记录进行决策判别，无法实现真正的无人化巡检。

2 智能运检系统研究

（1）统一数据传输协议，整合资源管理。针对各感知设备数据传输协议不一致，不利于后期数据汇集的问题，制定符合技术要求的统一数据传输协议，采用微服务架构搭建统一数据中台，汇集各监测系统数据，建立设备统一数据信息规范，以图形资源为核心，建立“图数一体化”打破数据壁垒，实现各业务数据高度融合，后续各系统建设开发统一基于微应用技术方案，基于一平台、多应用架构，实现后续系统数据的共通共享。

（2）运用先进技术，实时状态监测。开发利用智能巡检机器人的缺陷隐患自识别功能，建立隐患缺陷数据库，依托日常运维积累的海量数据，建设线路及通道健康评价模型，实现设备状态评价诊断，辅助管理部门提前开展故障缺陷趋势研判，对发现的缺陷隐患及时进行预警处理，实现由“被动抢修”向“主动预警”转变。

（3）多维在线监测，无人智能巡检。在通道内配备全类别监测传感器，实现环境监测、线路本体、安防管控数据的交互联动，采用智能在线监测装置实时采集电缆运行状态，应用智能巡检机器人对通道进行自动巡检、遥控巡检、远程指挥，在异常情况下自动应急处置，快速处理一般性火灾事故。全息的感知技术真正实现了全天候、无死角的立体巡视模式，实现由“人工巡视”向“无人运检”的转变[2]。

（4）优化通信方式，提升传输效率。针对电缆通道钢筋混凝土结构对无线信号屏蔽的现状，采取分段传输策略。合理布点微功率接入汇集节点装置，在通道内采用lora通信方式，利用其低功耗、多节点、低成本的优势对分布式监测装置进行改造升级，通过终端采集设备边缘计算能力将干扰数据滤除，解决内部有线方式节点混乱问题，外部采用5G传输技术，保证远距离大流量数据传输的及时性和稳定性。

（5）智能决策分析，实施状态评价。智能监测系统通过多维数据分析对电缆线路及通道进行风险评估，依据电缆线路带电检测、本体监测、环境监测等多状态量信息，实现设备运行状态和风险趋势数字化、可视化，设计智慧电缆线路状态评价指标，为调整运维检修策略提供辅助决策。

经过各系统的资源整合、功能联动，充分发挥综合监测系统智能化运维技术，实现将电缆线路运检模式从“事后检修”到“事前诊断”的本质变革[3]；取代传统的人工巡视模式，通过各类监测数据的汇集，实现了电缆隧道和线路状态的实时深度感知，大幅提升了电缆线路运行状态预知水平。

3 结束语

本文通过对当前电缆线路智能化运检系统的现状进行分析，针对存在的痛点问题，提出将电缆线路智能运检系统各子系统进行数据交互、资源整合、全息互联、智能管控，实现系统联动统一管控、监测数据智能分析，设备综合状态评价，有效解决电缆通道智能化监测系统应用中的突出问题，为实现高压电缆线路精益化运维管理提供技术方案。