CN102681518A - 电缆网运行综合管理系统及智能操控平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电缆网运行综合管理系统及智能操控平台的技术领域，尤其涉及一种能够收集电缆在线运行中的全部状态参数，并对数据整理和分类进行存储、自动分析数据变化、实时进行报警和实时操控远端设备的软件智能操控平台。本发明具有硬件环境和软件环境，本发明建立了一个稳定可靠运维管理系统，为各应用的正常运行及扩展提供可靠保障。可以及时、快速、简便地获取分析和决策所需的关键信息，缩短分析和决策所需的时间，减少人力资源消耗，实现高效率、低成本的电网管理。及时发现电缆设备存在的隐患，杜绝电力事故的发生，其降低的经济损失是不可限量的。
Description
技术领域
本发明涉及电缆网运行综合管理系统及智能操控平台的技术领域，尤其涉及一种能够收集电缆在线运行中的全部状态参数，并对数据整理和分类进行存储、自动分析数据变化、实时进行报警和实时操控远端设备的软件智能操控平台。
背景技术
随着城市的加速发展，电力隧道的迅速增长，电力负荷的急剧增加，各大中城市电网电力隧道和工作井的运行维护工作面临着巨大压力：一方面，电缆线路和隧道设施快速增加：另一方面，运行管理和检修人员队伍逐步减少；与此同时，电缆网管理还面临许多问题，如何保证隧道内电缆不因过载、过热等情况突发大的运行安全事故，自来水、污水等频频进入隧道，威胁到运行人员和隧道本体及电缆线路安全，外部可燃气体进入隧道导致爆炸的风险存在等。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供了一种电缆网运行综合管理系统及智能操控平台。其目的是为了确保输配线路的电缆安全运行，随时了解电缆在线运行状态，及时发现并解决电缆在线运行中的安全隐患，降低电缆运行事故率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
电缆网运行综合管理系统及智能操控平台，其中智能操控平台包括网络服务器集群、磁盘阵列、不间断电源系统、精密环境控制系统、模拟KVM交换机系统、1Gbps带宽网络交换机构成电缆网运行综合管理系统； 其中1Gbps宽带网络交换机连接网络服务器集群和磁盘阵列，形成机房内部高速局域网络；模拟KVM交换机系统将键盘、显示器和鼠标端口连接到各个网络服务器；中央处理服务器通过1Gbps宽带网络交换机与网络服务器集群和磁盘阵列相连接，并连接到应急指挥中心；监控设备通过1Gbps带宽网络交换机与网络服务器相连接，形成机房内的环境监控系统。
所述的电缆网运行综合管理系统包括：
（1）具有预警总图模块：包括五个区域：温度柱状图、温度曲线图、温度三维图、24小时内报警状态信息和温度的数据列表；
（2）对隧道内的温度参数进行监控模块：包括：查看当前隧道内的环境温度、电缆温度，显示最大值或平均值的环境温度曲线；对隧道内的环境参数进行监视；根据气体柱状图查看隧道内一氧化碳、硫化氢、氧气对应的值；对隧道内的风机状态进行监控；对隧道内的水位实时数值进行监视并对水泵的状态进行监控；对隧道内的门禁和防火门进行状态的监视；对隧道内的局部放电、视频进行监控；
（3）具有报警信息的审核查询处理功能模块：包括报警信息的显示；报警审核，显示待处理报警信息审核界面；历史报警查询；报警后故障状态的保存；
（4）具有统计分析功能模块：包括对温度、水位、气体参数的统计功能可以按照两种方式对数据进行查询，一种是按照起始时间查询，一种是按照同一时刻查询；对电缆的本体和接头的状态分析；历史故障统计分析，主要是用来查询通过平台对设备进行控制后，返回的状态值信息；
（5）三维图形展示功能模块：在隧道内的电缆上，采用光纤测温方式采集到大量数据，将大量的数据分配给多个计算机共同计算，结合COM组件技术，最后将计算的结果整合到一台计算机上，并将生成的三维图形保存到后台的数据库当中，实现光纤测温数据的三维曲线实时展示；
（6）应急指挥模块：包括：调用地理信息系统；调用现场实时数据；调用现场视频；开通现场通讯；显示现场设备信息；显示施工人员信息；
（7）巡检巡查模块：包括：巡检巡查时间；巡检巡查结果；巡检巡查处理意见；
（8）GIS系统模块：包括：链接现有地理信息系统；
（9）系统设置模块：包括：隧道参数设置；温度测点管理；报警阈值管理；个人信息维护；权限组信息维护；人员信息维护；人员操作记录查询；设备自动控制的时间管理；设备自动开关设置；页面刷新时间设置。
所述的温度参数：查看当前隧道内的环境温度、电缆温度，显示最大值或平均值的环境温度曲线；
所述的环境参数：根据气体柱状图可以查看隧道内一氧化碳、硫化氢、氧气对应的值。
所述的历史报警查询：根据时间段，报警类型，处理状态等条件对全部报警记录进行查询。
所述的查询条件包括：开始时间，结束时间，节点类型，应答状态。
所述的环境参数包括水位、气体。
本发明的有益效果是：
本发明是一种具有硬件环境和软件环境的电缆网运行综合管理系统及智能操控平台。它是在硬件环境的基础上搭建的软件系统和平台，能够保证系统的可靠、稳定、安全的运行，能够实时收集电缆在线运行中的全部状态参数，并能完成数据的整理和分类存储、自动分析数据变化、实时报警和实时操控远端设备等功能，能够通过三维曲线的形式实时显示电缆上的温度分布。
本发明建立了一个稳定可靠运维管理系统，为各应用的正常运行及扩展提供可靠保障。通过本系统，电缆工区管理人员可以及时、快速、简便地获取分析和决策所需的关键信息，缩短分析和决策所需的时间，减少人力资源消耗，实现高效率、低成本的电网管理。及时发现电缆设备存在的隐患，杜绝电力事故的发生，其降低的经济损失是不可限量的。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明系统硬件结构示意图；
图2是本发明系统软件结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
本发明是电缆网运行综合管理系统及智能操控平台，整合多种电缆在线运行状态检测及控制功能，实现对电缆在线运行中监控得到的数据进行显示和处理；实现对电缆在线运行中异常状态和异常信息进行综合告警，并在屏幕上显示报警点位置、报警值等详细信息；以二维曲线、三维图、柱状图、饼图等方式显示电缆在线运行中的状态；实时显示隧道内的环境温度、电缆的本体和接头处的温度参数；实时查看井盖、隧道门和防火门的开关状态，并实现对井盖、防火门、风机、水泵等设备的远程控制及故障报警联动；具有对各个采集点的历史数据进行管理和分析功能；现有视频转接传输功能；实时显示隧道内含氧量及有害气体、水位等环境参数，显示接地电流、电缆负荷等信息；具有较强的数据存储分析及系统扩展功能；提供电力系统行业特有的数据分析软件功能，如综合查询统计、实时预警及自检等功能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括硬件解决方案和软件解决方案。
一、硬件解决方案：如图1所示，电缆网运行综合管理系统及智能操控平台硬件环境包括网络服务器集群、磁盘阵列、不间断电源系统、精密环境控制系统、模拟KVM交换机系统、1Gbps带宽网络交换机构成电缆网运行综合管理系统；精密空调用于维持机房内恒温恒湿的要求；当发生停电时，不间断电源系统会维持机房内各设备的持续运行，防止数据的丢失；1Gbps宽带网络交换机用于连接网络服务器集群和磁盘阵列，形成机房内部高速局域网络；模拟KVM交换机系统用于将键盘、显示器和鼠标端口连接到各个网络服务器，方便使用和控制各个网络服务器。
该硬件环境中采用不间断电源系统，为系统的不间断运行提供可靠优质的交流电源；采用小型精密环境控制系统，为系统硬件环境在恒温、恒湿的环境中安全运行提供可靠的保障；采用先进的中央处理服务器进行数据的接收、处理与分析；采用大容量的磁盘阵列进行海量数据的实时存储；采用监控设备对硬件环境的安全运行进行24小时的连续监控。
二、软件解决方案：采用先进的操作系统作为软件平台的运行环境，采用优秀的数据库对数据进行存储和分析。
软件环境包括Windows操作系统、数据库、自行研制的客户端应用软件、自行研制的数据库管理软件、自行研制的监控平台自检软件、自行研制的实时报警软件、自行研制的海量数据处理软件、自行研制的三维图形分布式计算软件构成的智能操控平台；它能够收集全部电缆在线运行中的状态参数、整理和分类进行存储、自动分析数据变化、实时进行报警和实时操控远端设备。
如图2所示，具体内容包括：
1、一体化的电缆网监控平台设计。
通过直观、友好的人机界面，实时提供电缆多状态监控管理，实时查看井盖、隧道门和防火门的开关状态；实时显示隧道环境温度、电缆本体和接头的各项温度参数；实时显示隧道内含氧量及有害气体、水位等环境参数，显示接地电流、电缆负荷等信息；实现对井盖、防火门、风机、水泵等设备的远程控制，故障报警联动；与突发事件应急指挥等管理系统为一体，实现了电缆网运行状态的可控、在控，构筑了电缆网安全运行的坚强、智能防线。
通过建设一体化的电缆网运行监控平台，整合多种运行检测及控制功能，电缆网运行综合管理系统以电缆网设备信息、运营信息和空间地理信息作为支撑，将一个个电缆网信息孤岛连接在一起，将多种电缆网运行监控系统功能整合应用，形成一体化的电缆网监控平台，将传统粗放的电缆专业管理模式转变为“专业化、精益化”的新电缆管理模式。
2、多状态参数检测。
隧道及电缆运行状态多参数检测实现了全部主网电缆设备及电力隧道电缆节点表面温度、电缆接头温度、隧道环境温度的实时检测，并将各种实时温度参数以最值、均值等多种方式表示，以温度曲线、列表等多种温度显示方式在主控室屏幕上显示。
3、预警状态显示。
当电缆表面、接头及隧道温度超过报警限值时发出报警信息，并显示报警点位置信息及温度信息，实现了电缆和隧道的温度检测及火灾预警、报警。电力隧道水位及气体监测，实时监测重点区域电力隧道内水位情况，隧道内氧气、一氧化碳、硫化氢、甲烷等气体含量情况，出现异常及时报警。
4、对报警信息的处理。
电力隧道防火门、井盖、排水、排风远程控制使智能传感器检测到的隧道温度，空气含氧量、温度、湿度、烟雾等环境参量实时传输到监控指挥中心的数据处理系统，发现异常将及时报警，并根据监测结果自动控制隧道内的防火门、风机、水泵等前端设备，当隧道内出现火灾预警，环境温度和电缆表面温度超过报警限值，将自动关闭区段内的防火门，保证电缆的安全，减小损失；当隧道内氧气含量低于正常限值或有害气体浓度超标，则自动开启排风机；当检测到的水位超过限值，远程开启水泵进行抽水作业，为电力电缆的安全可靠运行提供全面的技术保障。
5、设备状态监控。
实时预警及自检系统能实时查询各个线路电缆本体、电缆接头及隧道环境历史温升数据，并直观显示历史温升曲线，同时实现对附属设备寿命预警；线路监测功能可实时监测各线路通信状态，当某一线路上传数据时间间隔超过10分钟，将产生报警信息进行提示，保证了系统的稳定运行。
三、系统运行效果
1、预警总图是本系统中最为重要的功能模块之一，主要起到预警提示的作用。本功能模块主要分为五个区域：温度柱状图、温度曲线图、温度三维图、24小时内报警状态信息以及温度的数据列表。
2、对隧道下面的温度、环境参数包括水位、气体；隧道的门禁和防火门图、井盖、线路负荷、局部放电、视频进行监控的模块。
（1）温度参数。可以查看当前隧道内的环境温度、电缆温度，显示最大值或平均值的环境温度曲线。
（2）环境参数。包括水位、气体。气体柱状图可以查看隧道内一氧化碳、硫化氢、氧气对应的值。
（3）风机图用来显示当前时刻风机的状态。
（4）水位图可以显示每个水井中水位的实时数值，以及对应水泵的状态。
（5）隧道的门禁和防火门图：显示当前时刻隧道内所有门禁、防火门的状态。
3、报警信息的审核查询处理功能模块。
（1）报警信息的显示。（2）报警审核，显示待处理报警信息审核界面。（3）历史报警查询。可根据时间段，报警类型，处理状态等条件对全部报警记录进行查询，并对报警后故障状态的保存；
4、具有统计分析功能模块：
（1）温度,水位，气体参数的统计功能可以按照两种方式对数据进行查询，一种是按照起始时间查询，一种是按照同一时刻查询。（2）电缆的本体和接头状态分析。（3）历史故障统计分析，主要是用来查询通过平台对设备进行控制后，返回的状态值信息。查询条件包括：开始时间，结束时间，节点类型，应答状态。
5、三维图形展示功能模块：
在隧道内的电缆上，采用光纤测温方式采集到大量数据，随着时间的推移，在24小时内采集到是一个庞大的数据量，如果将这个庞大的数据以图形的方式显示在一个三维的坐标内，对于一台计算机来讲实现起来将占用很多的时间，无法实现实时显示，为了解决实时性的问题，提出了一种分布式计算方法，即利用网络的资源的优势，将大量的计算量分配给多个计算机共同计算，结合COM组件技术，最后将计算的结果整合到一台计算机上，并将生成的三维图形保存到后台的数据库当中，首次实现了光纤测温数据的三维曲线实时展示。
6、应急指挥模块：包括：调用地理信息系统；调用现场实时数据；调用现场视频；开通现场通讯；显示现场设备信息；显示施工人员信息；
7、巡检巡查模块：包括：巡检巡查时间；巡检巡查结果；巡检巡查处理意见；
8、GIS系统模块：包括：链接现有地理信息系统；
9、系统设置模块：包括：隧道参数设置；温度测点管理；报警阈值管理；个人信息维护；权限组信息维护；人员信息维护；人员操作记录查询；设备自动控制的时间管理；设备自动开关设置；页面刷新时间设置。
Claims (6)
1.电缆网运行综合管理系统及智能操控平台，其特征是：智能操控平台包括网络服务器集群、磁盘阵列、不间断电源系统、精密环境控制系统、模拟KVM交换机系统、1Gbps带宽网络交换机构成电缆网运行综合管理系统； 其中1Gbps宽带网络交换机连接网络服务器集群和磁盘阵列，形成机房内部高速局域网络；模拟KVM交换机系统将键盘、显示器和鼠标端口连接到各个网络服务器；中央处理服务器通过1Gbps宽带网络交换机与网络服务器集群和磁盘阵列相连接，并连接到应急指挥中心；监控设备通过1Gbps带宽网络交换机与网络服务器相连接，形成机房内的环境监控系统。
2.根据权利要求1所述的电缆网运行综合管理系统及智能操控平台，其特征是：所述的电缆网运行综合管理系统包括：
（1）具有预警总图模块：包括五个区域：温度柱状图、温度曲线图、温度三维图、24小时内报警状态信息和温度的数据列表；
（2）对隧道内的温度参数进行监控模块：包括：查看当前隧道内的环境温度、电缆温度，显示最大值或平均值的环境温度曲线；对隧道内的环境参数进行监视；根据气体柱状图查看隧道内一氧化碳、硫化氢、氧气对应的值；对隧道内的风机状态进行监控；对隧道内的水位实时数值进行监视并对水泵的状态进行监控；对隧道内的门禁和防火门进行状态的监视；对隧道内的局部放电、视频进行监控；
（3）具有报警信息的审核查询处理功能模块：包括报警信息的显示；报警审核，显示待处理报警信息审核界面；历史报警查询；报警后故障状态的保存；
（4）具有统计分析功能模块：包括对温度、水位、气体参数的统计功能可以按照两种方式对数据进行查询，一种是按照起始时间查询，一种是按照同一时刻查询；对电缆的本体和接头的状态分析；历史故障统计分析，主要是用来查询通过平台对设备进行控制后，返回的状态值信息；
（5）三维图形展示功能模块：在隧道内的电缆上，采用光纤测温方式采集到大量数据，将大量的数据分配给多个计算机共同计算，结合COM组件技术，最后将计算的结果整合到一台计算机上，并将生成的三维图形保存到后台的数据库当中，实现光纤测温数据的三维曲线实时展示；
（6）应急指挥模块：包括：调用地理信息系统；调用现场实时数据；调用现场视频；开通现场通讯；显示现场设备信息；显示施工人员信息；
（7）巡检巡查模块：包括：巡检巡查时间；巡检巡查结果；巡检巡查处理意见；
（8）GIS系统模块：包括：链接现有地理信息系统；
（9）系统设置模块：包括：隧道参数设置；温度测点管理；报警阈值管理；个人信息维护；权限组信息维护；人员信息维护；人员操作记录查询；设备自动控制的时间管理；设备自动开关设置；页面刷新时间设置。
3.、根据权利要求2所述的电缆网运行综合管理系统及智能操控平台，其特征是：
所述的温度参数：查看当前隧道内的环境温度、电缆温度，显示最大值或平均值的环境温度曲线；
所述的环境参数：根据气体柱状图可以查看隧道内一氧化碳、硫化氢、氧气对应的值。
4.根据权利要求2所述的电缆网运行综合管理系统及智能操控平台，其特征是：所述的历史报警查询：根据时间段，报警类型，处理状态等条件对全部报警记录进行查询。
5.根据权利要求2所述的电缆网运行综合管理系统及智能操控平台，其特征是：所述的查询条件包括：开始时间，结束时间，节点类型，应答状态。
6.根据权利要求2和3所述的电缆网运行综合管理系统及智能操控平台，其特征是：所述的环境参数包括水位、气体。
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