B/S架构的泵站设施巡检系统的研究
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摘要根据天津市地处海河流域下游，市区泵站地理位置呈离散点状分布，泵站内的新装机电设施种类逐年增多，运行管理人员的巡检强度逐年增大的实际特点，本文阐述了一套通过采用设备编码、红外扫码、3G、和数据库应用技术，实现在线监控市区泵站设施运行状态的巡检系统。
1 引言
近年来，天津市的部分泵站实现了水泵机组远程启、停操作的功能建设，但是在设施在线监测方面的建设速度相对滞后，运行管理一直停留在由人工进行统计并制定周期性维护计划阶段，这样做劳动强度大，工作效率低。汛期的抢险工作需要能够及时反馈每座泵站内的配电开关柜、变压器和水泵机组的运行状态。由于天津市城市建设进程的加快，新接收的泵站数量不断上升，迫切需要研发一套能够及时、准确、专业的在线监控市区泵站设施运行状态的巡检系统。
2 系统设计
本系统基于.NET Framework4.0；信息服务器使用Internet Information Service 5.1；使用Visual 2010平台，开发语言采用C#。本文以市区泵站设施巡检作为研究方向，主要完成了以下模块的研究：
2.1 泵站设施编码管理模块
天津市排水管理处的泵站设施编码的研究经历了三个阶段。第一阶段：上个世纪90年代，设定了4位的编码，定义了泵站所属所部、工段、序号。第二阶段：设定了8位编码，去掉了1位泵站所属工段的定义；增加了电压等级的概念，实现了按照不同的电压等级对机电设施进行统计管理。第三阶段是在研究了传统的编码规则基础上，结合汛期抢修工作的实际情况，依据2012年天津市水务局开展的设施普查的统计规则，对我处机电设施重新设定了一组16位的编码。这次编码细化了对10kV及以下的双电源双设备供电类型的新建泵站的说明，增加了1位段侧的定义。同时完成对35kV及以下配电设备的主要元件的编码工作，为实现对泵站内重要设施的改造、试验、巡检等精细化管理奠定了坚实的基础。
2.2 泵站设施基础信息查询模块
该模块可以查询市区泵站内的配电开关柜、变压器和水泵机组的异常、缺陷、故障状态，泵站的地理位置信息，机电设施明细和设备统计情况，其中包含：设备容量、电机功率、排水流量等参数。
2.3 泵站设施评级管理模块
该模块对市区泵站设施的安装时间，大修技改时间进行记录统计，将已投入运行时间超过15年的设备和大修次数大于等于1次的设备分别列入汛期在线监控范围，作为汛前重点的维护对象。针对重点地区的已列入监控范围中的泵站制定出防汛专项预案，合理配置人力、物力资源，确保汛期泵站安全运行。
2.4 泵站设施巡检报送模块
巡检工作是为了维持各行各业的安全稳定运营,而行业的安全与稳定至关重要,如在通信行业中系统大面积中断数分钟就算是一次重大事故。[1]电力行业中若因故障导致大面积停电,将可能致使人员伤亡、电子设备损毁。[2] 巡检报送模块使用红外扫码手持端，对已列入监控范围中的泵站设施开展巡视，将运出现异常的设施进行填报并上传至后方的服务器端，保持前方抢险人员和后方决策人员可以同时在线查询泵站设施的运行情况。
3 系统测试
传统的巡检方式主要以人工巡检为主,其他方法为辅,故障、隐患上报一般通过电话方式上报,巡检记录也主要通过手工方式来管理。因而传统的巡检方式缺乏对巡检的实时跟踪监控,缺乏对巡检维护质量的定量考核,也不能够实现巡检结果和故障隐患的自动上报和处理,巡检管理工作效率比较低。[3]随着信息技术的发展,智能化的巡检方式也随之发展起来,本系统结合天津市2013年度汛期重点地区泵站的运行管理工作进行了测试，并对结果进行了分析。
每年七月和八月的市区雨量大、气温高、湿度高，安装在泵站地下范围的机电设施运行环境非常潮湿；同时，汛期抢险时工作人员经常冒雨完成故障设施的抢修作业，这种苛刻的室外使用环境要求系统的硬件部分必须采用工业级设计，防护等级达到IP64及以上，才能满足了设施巡检的工作要求。
从巡检的安全性方面考虑，巡视10kV及以下的设备时, 工作人员应穿绝缘靴, 若有必要移开遮栏时，应有监护人在场，并且满足大于设备在不停电时的安全距离700mm。该安全距离规定值是指在移开设备遮栏的情况下，并考虑了工作人员在工作中的正常活动范围内。[4]例如，巡检人员对带电部分的距离只要能够保持大于700mm时，则允许在该带电设备不停电的情况下进行工作。该安全距离700mm是当配电设备出现意外情况，考虑了安全裕度以后所确定的数值。经现场实测，手持端的红外扫码识别距离大于750mm，满足工作人员在汛期对泵站开展设施巡检管理。
汛期测试中，当泵站设备发生故障，现场出现停电的情况下，由于红外扫码工作时不依赖外界光源，所以现场无灯光照明时，系统可以继续正确识别条码信息，完成扫码、数据填报并传回服务器端的操作。同时，手持端使用了双电池设计，电池支持热插拔，因此在泵站设施的抢修现场，手持端不需要关机就可以进行更换备用电池的操作，可以对监控的泵站设施进行连续采集、传输数据的现场作业。
4 结束语
本系统经历了2013年汛期的测试，可以准确、及时的监控泵站设施的运行状态，优化了对重点地区的缺陷设备的监控范围，从而降低了管理人员的巡检强度，提高了泵站设施运行的可靠性。本系统的应用将对天津市防汛抢险工作发挥坚实的支撑、保障作用。同时，本系统还可以推广到电力、市政、燃气等行业的设施管理之中。
参考文献
[1]邓立.阐述WebGIS的通信线路及维护系统[J].广东科技,2009(05).
[2]徐镇方,梅鲁海.电力线路自动巡检管理系统[J].电气时代,2004(02).
[3]李俊宏.B/S架构智能巡检系统关键技术的研究[D].北京邮电大学,2011.
[4]国家电网公司.国家电网公司电力安全工作规程(变电部分)[M].中国电力出版社,2009.
作者单位
同济大学软件学院天津市300202