基于RFID技術的地下管網(wǎng)管理系統(tǒng)

1、背景

　　城市地下管網(wǎng)是一個城市重要的基礎設施，也是城市賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎。到目前為止，我國城市地下管網(wǎng)包含供水、排水、燃氣、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。

　　基于RFID技術的地下管網(wǎng)管理系統(tǒng)可以對地下網(wǎng)進行現(xiàn)代化的管理，提高管線的部署、日常維護及運行管理水平。曉網(wǎng)科技科技有限公司，所研發(fā)的RFID產(chǎn)品應用到RFID地下網(wǎng)管管理、RFID叉車、RFID服裝零售、RFID檔案管理、RFID倉儲物流管理等領域。

　　管線圖紙資料不完整，更新不及時

　　管線的圖紙和檔案繁多，或不完整、不準確;圖檔管理維護手段落后;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，遺漏、破損、老化、信息重復等問題較多;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，即費時又費力。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到位，巡檢責任無法落實情緒，事故發(fā)生往往具有突發(fā)性，大面積停電及關鍵用戶用電搶險中。

　　數(shù)據(jù)管理混亂

　　管理數(shù)據(jù)記錄調(diào)整不及時，現(xiàn)場環(huán)境人為導致標識丟失，年久標識不清，無法確認，管理數(shù)據(jù)不真實，記錄與現(xiàn)場有差異，數(shù)據(jù)資料與現(xiàn)場無法一一對應，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，嚴重時甚至發(fā)生爆炸，燃氣泄漏等危險，嚴重危害了人民生命財產(chǎn)安全。

　　2、技術應用

　　當前的地下管網(wǎng)資源管理模式已基本不能適應管網(wǎng)業(yè)務的增長需求，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手段對城市地下管線資源進行現(xiàn)代化的管理，制定城市地下管網(wǎng)信息動態(tài)更新機制，建立科學、準確、完整的地下管網(wǎng)檔案，利用先進技術管理對管網(wǎng)信息進行采集，完成檔案與實物管線的精確關聯(lián)，提高管線的部署、日常維護及運行管理水平。

　　RFID無線射頻識別技術，是20世紀90年代興起的一項非接觸式自動識別技術，它通過無線射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)的技術，整個識別過程，無須人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。

　　RFID作為一種基于射頻原理實現(xiàn)的非接觸式自動識別技術，基于RFID技術的地下管網(wǎng)管理系統(tǒng)中的應用具有卓越的優(yōu)勢：

　　RFID電子標簽防水、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，并能同時處理多個電子標簽，高效且準確，作業(yè)過程實時透明;

　　可在標簽內(nèi)存儲部分管線設備設施的屬性信息，便于信息化管理。

　　RFID技術的這些突出的特點可以對密集的城市地下管線和重要設施進行標識，從而準確、安全、快速地對它們進行定位，基于RFID技術的地下管網(wǎng)管理系統(tǒng)大大提高了管理水平和工作效率，同時也避免了使用和維護工作中潛在的危險。

　　3、系統(tǒng)設計

　　地下管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)是一個十分龐大而且復雜的系統(tǒng)工程，它說設計的專業(yè)較多、數(shù)據(jù)量大，而且整個的操作流程也是十分復雜的?；赗FID技術的地下管網(wǎng)管理系統(tǒng)，重點解決地下管網(wǎng)設施的現(xiàn)場快速識別和維護。

　　基于RFID技術的地下管網(wǎng)管理系統(tǒng)系統(tǒng)的設計思路，是利用RFID標簽的唯一性及大容量的數(shù)據(jù)存儲能力，標識和記錄每一根管線的信息，然后將RFID標簽固定在管線的適當位置，隨管線安裝使用。在日常的維護及其他業(yè)務流程中，利用移動數(shù)據(jù)采集終端讀取管線資源的相關屬性數(shù)據(jù)信息，真正實現(xiàn)對地下管線資源的全方位，全生命周期的信息化管理。

　　基于RFID技術的地下管網(wǎng)管理系統(tǒng)設計框架如下：

　　系統(tǒng)設計框圖

　　采用RFID電子標簽對地下管線進行標識，在日常維護、查找和搶修時，利用RFID移動數(shù)據(jù)采集終端讀取電子標簽可以從數(shù)據(jù)庫中快速查到相關的重要信息，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居民生活產(chǎn)生影響，又能保證對地下管道的精確識別和安全管理，為城市市政管線資源提供新的管理模式，帶來廣泛的經(jīng)濟和社會效益。

　　3.1數(shù)據(jù)錄入

　　基于RFID技術的地下管網(wǎng)管理系統(tǒng)的發(fā)卡環(huán)節(jié)是完成基礎的信息錄入，通過RFID發(fā)卡設備，將管網(wǎng)設施的基礎信息與RFID標簽信息進行關聯(lián)，并將RFID標簽安裝到管網(wǎng)設施的適當位置，進行精確標識，完成數(shù)據(jù)的錄入。

　　RFID標簽除具備基礎的信息標識與存儲功能外，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標簽需根據(jù)管網(wǎng)的使用特征進行特殊化設計。

　　3.2移動數(shù)據(jù)采集

　　在對管網(wǎng)的日常維護、查找和搶修時，基于RFID技術的地下管網(wǎng)管理系統(tǒng)的移動數(shù)據(jù)采集終端可以遠距離采集到管網(wǎng)上的標簽信息，從而根據(jù)標簽信息，通過無線的方式從后臺獲取到詳細的管網(wǎng)信息，完成對管網(wǎng)的管理工作。

　　RFID移動數(shù)據(jù)采集終端通過與RFID標簽的信息交互，來獲取管網(wǎng)的全面信息，在巡檢或搶修時可實現(xiàn)準確查詢，加快電纜設施搶修工作的維護效率。移動數(shù)據(jù)采集終端根據(jù)反饋的情況，進行運行分析，預測設備事故，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)濟效益。同時，還可根據(jù)企業(yè)自身情況，制定管網(wǎng)巡檢任務，任務單下載到移動數(shù)據(jù)采集終端上，巡檢人員可根據(jù)任務單執(zhí)行巡檢任務，可進一步規(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，建立地下管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)的效益有：

　　實現(xiàn)管網(wǎng)實時管理信息與現(xiàn)場信息的一致;

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

　　標簽防盜、防拆、防拖動、自毀設計，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技術的地下管網(wǎng)管理系統(tǒng)，移動數(shù)據(jù)采集終端是關鍵的數(shù)據(jù)采集設備，要滿足系統(tǒng)的需求，既需要有較遠的讀取距離，穩(wěn)定的讀取性能，同時也應力求小型化，以便于巡檢人員的長時間使用。

　　Destra M，一款采用超小型模組結(jié)構設計和優(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備中。它對標簽的讀取速度高達750標簽/秒，接收指令后反應快速，功耗低，意味著對于移動數(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，其特有的-5dbm到+30dbm的可調(diào)功率，即可滿足近距離設備的精確定位，同時也可實現(xiàn)復雜環(huán)境下對遠距離設備信息的獲取，非常靈活而實用。