輸電線路智能巡檢系統(tǒng)的實用化研究

楊振偉，易 偉，金 玉，劉大勇

（1.國網(wǎng)九江供電公司，江西 九江 332000；2.國網(wǎng)黃岡供電公司，湖北 黃岡 438000；3.國網(wǎng)長春供電公司，長春 130021）

輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，輸電線路巡檢管理是有效保證輸電線路及其設備安全、提高供電可靠性、降低線路故障率的一項重要基礎性工作。目前，國內電力行業(yè)普遍采用的線路巡檢模式主要有：人工巡視、手工記錄的模式，其缺陷是人為因素較多，工作量大、效率低、管理不便等；基于自動識別技術的巡檢系統(tǒng)，這種方式存在桿塔上安裝的信息載體易丟失、安裝復雜、成本較高、記錄的信息量較少等不足，不適應點多線長的巡檢管理要求；GPS＋巡線儀或PDA＋GPS的巡檢系統(tǒng)，該類巡檢系統(tǒng)最大的不足就是只有在巡檢結束后才能采集到巡檢相關數(shù)據(jù)，不能及時準確地反映線路設備的運行狀況，無法監(jiān)督巡檢人員的到位情況，難以滿足線路安全運行的需求［1－6］。

九江供電公司針對線路巡檢工作實際需要及特點，以地理信息系統(tǒng)（GIS）為整體平臺，創(chuàng)造性地集成了GIS、GPS、掌上電腦（PDA）和無線網(wǎng)絡通信技術（GPRS）的最新成果，設計開發(fā)了基于“移動信息平臺”的輸電線路智能巡檢系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)特點及結構

1.1 系統(tǒng)特點

輸電線路智能巡檢系統(tǒng)能夠提高設備巡檢質量，及時記錄并分析設備缺陷和隱患，提高科學運行管理水平，實現(xiàn)人性化、信息化管理，其特點為與桿塔設備無硬件聯(lián)系，不需在桿塔上裝設輔助設備；系統(tǒng)具有較高的安全性和穩(wěn)定性，滿足野外的工作條件；界面清晰明了，操作簡便，易于掌握；定位準確快捷；實現(xiàn)輸電線路巡檢無紙化和巡檢結果錄入的規(guī)范化；及時地反映設備的巡檢故障缺陷情況；以詳細而規(guī)范的原始數(shù)據(jù)積累，作為輸電設備狀態(tài)檢修的可靠依據(jù)；線路巡檢數(shù)據(jù)的收集、查詢、統(tǒng)計等工作更加方便、規(guī)范；有效監(jiān)督巡檢人員的到位情況，最大限度地減少漏檢、錯檢。

1.2 系統(tǒng)結構

該系統(tǒng)包括“移動巡檢系統(tǒng)”和“桌面巡檢系統(tǒng)”兩大子系統(tǒng)［7］。

移動巡檢系統(tǒng)運行在一個集GPS和無線通信功能于一體的PDA 設備上，并通過無線網(wǎng)絡實現(xiàn)移動端和桌面端間的無線通信和數(shù)據(jù)傳輸。利用PDA 實現(xiàn)巡檢信息的現(xiàn)場采錄，用于巡檢人員對巡檢點設備信息進行記錄和查詢。PDA 主要負責在巡檢過程中記錄巡檢信息、指引巡檢路線、提示工作任務、查看設備狀態(tài)等。當巡檢人員從桌面巡檢系統(tǒng)將巡檢任務下載到PDA 后，在巡檢現(xiàn)場通過GPS定位設備，并從PDA 上獲取設備信息和巡檢內容，然后根據(jù)巡檢任務輸人設備巡檢后的參數(shù)和信息，PDA 同時記錄此次巡檢時間和巡檢信息。巡檢結束后，通過無線網(wǎng)絡與桌面巡檢系統(tǒng)的后臺數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)同步，將PDA 內記錄的數(shù)據(jù)實時自動傳入桌面巡檢系統(tǒng)服務器，服務器會根據(jù)巡檢人員所傳入的數(shù)據(jù)進行集中處理，生成巡檢記錄和設備缺陷數(shù)據(jù)，在有效降低成本的同時，提高了工作效率。

桌面巡檢系統(tǒng)采用模塊化的設計方式，將系統(tǒng)功能設計成單獨的軟件模塊，便于系統(tǒng)的升級和功能擴展，配合人員權限管理模塊，提高了系統(tǒng)的安全性和實用性。桌面巡檢系統(tǒng)通過實時獲取PDA 中的巡檢記錄信息，完成巡檢數(shù)據(jù)的存儲、查詢、分析、匯總和報表輸出，實現(xiàn)從缺陷發(fā)現(xiàn)到缺陷處理的全過程高效監(jiān)管。桌面巡檢系統(tǒng)是管理員用于管理巡檢員信息、線路巡檢信息、任務單信息、作業(yè)地圖信息、線路信息、巡檢設備信息等的平臺，是巡檢員、線路、任務三者的聯(lián)系紐帶。

1.3 系統(tǒng)功能

1.3.1 基準定位

基準定位就是在進行首次的巡線工作和巡視新線路時，采集新線路上的所有設備的位置信息和屬性信息，前者用于創(chuàng)建日后巡檢工作中指導巡檢的工作地圖，后者對應于桌面巡檢系統(tǒng)中的巡視設備管理。實際工作要求只有在收集、完善了這2部分信息后才能進行正常的巡檢工作。

1.3.2 日常巡檢

日常巡檢就是巡線員在巡檢過程中采用PDA中的GPS接收器獲取當時所在地理位置的經(jīng)緯度信息和當前時間信息，然后與原始巡視點定位信息進行比較，并將現(xiàn)場檢測的線路缺陷情況記錄在PDA 中，以便在任務完成后上傳到桌面巡檢系統(tǒng)進行處理。依據(jù)系統(tǒng)圍繞兩大工作流程所完成的工作，得出線路日常巡檢的工作流程見圖1。

圖1 線路日常巡檢流程

a.作業(yè)任務生成。由監(jiān)控調度員通過已分配的管理員賬號登錄桌面巡檢系統(tǒng)制定任務，即指定某一日期某條線路的巡檢任務（包括定期、特殊、故障、夜間、登桿以及初始化巡視工作）由某個班組的某一位巡檢員承擔；可以提前安排巡檢計劃；在任務執(zhí)行前可修改、變更。

b.作業(yè)任務下傳。巡檢員在巡檢之前手持PDA 到現(xiàn)場，用系統(tǒng)給每個巡檢員分配的賬號登錄移動巡檢系統(tǒng)，通過GPRS網(wǎng)絡獲取自己當天的巡檢任務，下載相應的線路、設備等信息到PDA，PDA會顯示任務安排的巡檢線路、巡檢路徑及巡檢人員當前所在的位置，巡檢員只對安排的線路進行巡檢。

c.作業(yè)任務執(zhí)行。接收到巡檢任務以后，巡檢員首先判斷該任務是日常巡檢還是基準定位，巡檢任務類型分為定期、特殊、故障、夜間、登桿以及初始化巡視幾類。如果巡檢任務是定期、特殊、故障、夜間、登桿巡視中的一個，則認為是日常巡檢；如果巡檢任務是初始化巡視（即對新建線路、新增桿塔的定位），則認為是基準定位。對于基準定位，巡檢員只需用移動巡檢系統(tǒng)中的GPS定位功能，對巡檢點即桿塔進行定位，定位結束后通過數(shù)據(jù)同步功能將桿塔坐標上傳到桌面巡檢系統(tǒng)，通過桌面巡檢系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)同步功能將采集的桿塔數(shù)據(jù)用于更新地圖數(shù)據(jù)。對于日常巡檢，巡檢員到達每個巡檢點后，利用PDA 的GPS衛(wèi)星信號接收器自動獲取當前的位置坐標，并和數(shù)據(jù)庫中的桿塔原始坐標進行比對，以確定正確的巡檢對象，指導巡檢員確定是否到位。確定巡檢對象以后，巡檢員對該點所有設備的運行情況進行檢查、記錄，系統(tǒng)同時記錄該點的經(jīng)緯度信息和記錄時間。對設備的缺陷，巡檢員只需點選標準缺陷庫即可，特殊情況下可以手寫輸入備注信息。在線路巡檢過程中，PDA 可以顯示地圖，并實時進行導航，指引巡檢路線。

d.作業(yè)任務處理。任務結束后，巡檢員通過PDA 將巡檢結果上傳到桌面巡檢系統(tǒng)，通過分析巡檢數(shù)據(jù)，形成所需報表。桌面巡檢系統(tǒng)可以在地圖上顯示實時傳回來的位置坐標，并形成運行軌跡，監(jiān)控中心可實時監(jiān)測巡檢員的工作進度、巡查情況、車輛位置以及運行軌跡情況，確保巡檢的到位率。

2 應用效果

2.1 革新了傳統(tǒng)的線路巡檢模式

在輸電線路巡檢過程中，GPS對故障點精確定位，GPRS高效信息傳輸，結合GIS地理信息處理能力，最大限度地減少了漏檢、錯檢，及時發(fā)現(xiàn)缺陷，實現(xiàn)了無紙化辦公，可有效監(jiān)督巡檢人員的工作狀態(tài)。

2.2 提高了線路巡檢工作質量及效率

a.無需在桿塔或線路上安裝任何信息識別載體，直接利用GPS實現(xiàn)線路巡視自動定位和記時，并通過掌上電腦完成缺陷的規(guī)范性記錄，使消缺管理和人員考勤逐步走向電子化、信息化、標準化。

b.桌面巡檢系統(tǒng)收集移動巡檢系統(tǒng)中的巡檢記錄信息，完成巡檢數(shù)據(jù)的存儲、查詢、分析、匯總和報表輸出，實現(xiàn)從缺陷發(fā)現(xiàn)到缺陷處理及注銷的全過程高效監(jiān)管。

2.3 具有較高的安全性、可靠性、實用性和穩(wěn)定性

a.系統(tǒng)采用了嚴格的安全機制對巡檢人員的身份進行識別、認證和管理。

b.該系統(tǒng)PDA 外帶存儲卡，提供全新的、強大的采集和處理數(shù)據(jù)的功能，可以存儲大量的設備缺陷記錄，在與桌面巡檢系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)之前，不會因為斷電而丟失數(shù)據(jù)。

c.PDA 的用戶界面友好，操作簡單、方便、易學、易用，可從GPS獲取高精度的定位信息并顯示。

2.4 實現(xiàn)了實時監(jiān)控和調度

桌面巡檢系統(tǒng)和移動巡檢系統(tǒng)通過無線網(wǎng)絡實時進行數(shù)據(jù)同步，桌面巡檢系統(tǒng)可以對巡檢人員、設備或工程車輛進行有效地調度，使其位置能實時地顯示在桌面巡檢系統(tǒng)的地圖上。

2.5 成本節(jié)約效果顯著

按照完成整個巡檢流程節(jié)省10%時間來算，每條線路每次巡視至少可以節(jié)省1個工時。通過無線網(wǎng)絡實時傳輸功能大大縮短了缺陷的處理時間，節(jié)省了技術人員趕赴現(xiàn)場判斷和分析缺陷的用車、差旅等費用，因此在人力成本上可以取得明顯的經(jīng)濟效益。

3 結束語

基于“移動信息平臺”的輸電線路智能巡檢系統(tǒng)，為輸電線路運行維護管理引入了一個全新的概念，有效滿足了線路巡檢工作快速、高效、實時的要求，將線路巡檢管理水平提高到了一個新的層次，實現(xiàn)了輸電線路巡檢管理的電子化、信息化和智能化，從而最大程度提高工作效率、確保輸電網(wǎng)長期穩(wěn)定運行。

［1］ 卞勝，杜彥巍，趙婕，等.變電站和輸電線路智能巡檢系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)［J］.河北電力技術，2014，33（2）：24－26.

［2］ 于超.基于移動GIS 的線路巡檢系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)［D］.北京：華北電力大學，2008.

［3］ 鄭三立，李正強，趙偉，等.基于GPS和網(wǎng)絡技術的線路智能巡檢管理系統(tǒng)［J］.電力系統(tǒng)自動化，2004，28（5）：90－92.

［4］ 陳勇，周炳凌，英曉勇.基于GPS的輸電線路智能巡檢系統(tǒng)的應用與展望［J］.江蘇電機工程，2007，26（6）：26－27.

［5］ 張忠強，王明渝，劉述喜.基于GPS的輸變電設備標準化作業(yè)管理系統(tǒng)［J］.電力自動化設備，2008，28（2）：97－100.

［6］ 劉更生，鄭揚亮，冉學彬.天生橋局輸電線路巡檢系統(tǒng)開發(fā)及應用［J］.電力系統(tǒng)保護與控制，2010，38（6）：129－132.

［7］ 董倩，王素珍，韓冬，等.輸電線路智能巡檢系統(tǒng)中GPS技術的研究與應用［J］.微型機與應用，2013，32（16）：8－10.