基于GPS的智能化输电线路巡检系统的研究

基于GPS的智能化输电线路巡检系统的研究

蒋宣锋黄俊军

国网湖南省电力有限公司郴州供电分公司湖南郴州423000

摘要：在电力系统中，对输电线路进行巡检是很有必要的。因此，本文详细介绍了一种依托GIS管理平台，以全球定位系统GPS为地理定位的技术手段，将智能手机、后台管理机、计算机和网络通信技术融为一体的智能化输电线路巡检系统，该系统具有图形数据管理、数据采集管理、巡检任务管理、设备缺陷管理，以及巡检人员和硬件设备的管理等功能，能够满足巡检工作快速、高效和实时的要求。

关键词：GPS；智能化；输电线路；巡检系统

1.输电线路巡视效率的影响条件和因素分析

输电线路巡视与巡查是一项十分复杂的工作，实际的巡查工作的开展可能受到多种因素的影响，内外不良因素的干扰与制约会从根本上影响输电线路巡视效率，进而影响其巡查结果，具体体现在以下方面：

1.1输电线路巡视的现代化水平较低

输电线路有着广阔的架设范围、距离延伸较大，这就为线路的巡视与巡查带来了难度和挑战，使得巡检人员面临着巨大的工作量，承担着繁重的巡查负担，只有借助现代化的智能技术、先进高端科技等，用来辅助输电线路的巡视与巡查，才能最大程度地提高输电线路的巡检效率和水平，然而，目前部分地区由于经济落后，基础设施发展不健全等，再加上电力企业对输电线路的巡视与巡查工作重视程度不足等，使得现有的输电线路巡视依然停留在相对保守、落后的阶段，科学先进的巡视技术、巡查技术未得到普及和应用，使得输电线路巡视工作整体上处于落后阶段，影响了电力系统的运行效率，也造成线路巡视效率低下，巡查工作质量较低。

1.2不合理的巡视分组

输电线路的巡视一般要借助多人的力量，也就是要形成若干个小组，然而，小组的划分与人员的安排成为影响输电线路巡视效率和质量的又一大因素，只有加强巡视分组，做好人员安排才能真正优化巡检人员的配置，从而提高输电线路的巡视效率，确保巡检工作水平。线路巡检操作中，常出现巡视分组不合理，缺少科学的标准和参照，部分小组负责人常凭借经验来开展此项工作，出现了盲目分组、错误分配人员等。相同区域的杆塔、范围中的负责人不能及时做好分工，相关人员所负责的区域、具体工作也没有做出明确的安排，导致巡检人员无法高效完成巡视工作任务，任务分工不合理、责任不明确等都可能影响分组效率，从而耽搁了巡检时间，结合以往的分组经验，如果未能正确地对杆塔做出分组，则可能会耽误2~3倍的巡查时间，从而影响巡查效率。

1.3巡视交通方面的因素

现阶段，输电线路建设规模不断扩大，其延伸范围较大，个别地区甚至波及到若干个区域，这就必然涉及到大范围内的交通运输条件问题，使得线路巡视工作也面临着较大的挑战，工作量日益扩大。这就对巡视工作提出了全新的要求，必须积极地拓展道路，开拓全新的交通运输环境，然而，从目前来看，输电线路巡视工作面临的一大挑战就是交通运输的不便，也就是巡视道路质量的落后，巡检人员虽然已经形成了科学的分组机制，然而，多数因为道路交通的不便，特别是局部地区丘陵地形、山地地形等的影响，都使得巡视工作无法提上日程，影响了巡视工作进度和效率。此外，与交通因素相关的就是其他的干扰性因素，例如：巡视道路周围的不良障碍物，树木、树丛、草丛、其他管线等，都可能成为巡视交通的阻碍性因素，为道路巡检带来困难和困惑，影响道路交通的安全运行，为输电线路巡查带来难度，影响巡检工作效率。

2.基于GPS的智能化输电线路巡检系统的工作原理

服务器端由表现层、业务逻辑层、数据层等构成。其中，表现层主要是通过智能手机进行基础的数据采集、信息查询、地图操作等工作；表现层根据业务需求调用服务器资源，来实现输电线路巡视、数据传输、数据提供等工作在业务逻辑层上实现；数据层则负责整个系统的数据存储和管理。系统的工作原理：智能手机的智能巡视终端管理软件通过通讯接口从主站接收本次巡视任务；巡检人员在到达巡检地点后，使用智能手机的GPS接收器接收GPS卫星信号，并把接收到的GPS信号通过接口上传至主站，主站会和本次巡视任务中巡视点的经纬度坐标进行比较，判断是否巡视到位；若该巡视点存在隐患，可以从智能手机的巡视终端管理软件中进行登记并实时上传至主站。

3.基于GPS的智能化输电线路巡检系统的功能设计

3.1图形化管理

通过与GIS管理平台的集成，实现以地理图层为背景的输电线路巡检管理，使巡检管理人员能够很方便查阅线路概况及线路图，调出具体的线路图；能够实时查看巡检任务的轨迹以及必检点的实际地理位置，从而相对准确地对各巡检任务的完成难度进行估计，对巡检人员的工作量进行合理的安排；根据线路的地理走向分布及其周围地理情况，为巡检人员确定最合理的线路巡检路线。巡检人员也可以利用数据库查询功能，查询线路的信息及其相应的位置、电网图的信息及线杆间的规律档距。

3.2巡检任务管理

根据巡检工作规定和实际情况，巡检管理人员制定不同类型的巡检任务，以适应不同输电线路巡检的需要。过设置巡检任务的智能手机编号、线路编号、巡检要求、巡检类型、本次巡检的必检点（本次巡检的必检点由线路的备选必检点中选出），每次线路巡检可以使用多个智能手机巡检同一条线路或者多条线路，能够避免由于同杆架设、平行架设导致线路巡检无法安排的情况，对巡检人员的巡视路径做到精确控制，提高巡检工作质量。巡检任务制定后，由巡检管理人员将任务设置为发布状态，巡检工作人员再登录系统，通过身份认证后，就会看到自己需要完成的巡检任务。巡检任务信息包括需要巡视的线路（以起始和截止杆塔标示）、必检点、任务的截止完成时间、任务状态以及各个待巡检点的状态。巡检人员能够将自己的巡检任务通过USB接口下载到智能手机上，然后开始线路巡检工作。

3.3设备缺陷管理

现场巡检过程中采集的设备缺陷数据，经智能手机传送到系统空间数据库。现场记录包括：缺陷记录、检修记录、设备台帐、缺陷通知单、设备档案、线路条图、技术问答等；巡检管理人员可通过对线路缺陷具体情况的分析和查询，安排决定线路的检修计划；通过查询发现线路中的缺陷，统计线路的缺陷情况报表；对查询出的缺陷记录进行分类别、分等级管理和消缺处理，下达消缺任务，并总结打印。

智能手机由巡检人员随身携带，对巡检人员的管理即是对智能手机的管理。通过实时读取智能手机的GPS数据，检查到位率，自动生成巡检轨迹图；可监控巡线人员位置和工作状况，随时了解现场故障信息，并对外勤人员进行远程技术支持；巡视管理人员可以通过智能手机实时跟踪现场正在巡视的人员，并根据巡视人员发送的现场消息发送调度指令，协调巡视工作，协同完成巡视工作。

4.结束语

随着我国经济快速发展，电网运行的控制及管理工作变得较以往任何时期都更为复杂。输电线路和电力设备由于长期暴露在大自然之中，不仅承受正常机械载荷和电力负荷的作用，而且外力侵害等多种因素将会促使设备老化、疲劳、氧化和腐蚀，如不及时发现和消除，就可能会发展成为各种故障，对电力系统的安全和稳定构成威胁。所以对输电线路巡检进行科学有效的管理，及时发现并处理事故，保证输电线路和电力设备的正常运行关系重大。基于此，本文构建了基于GPS的智能化输电线路巡检系统，该系统能够使巡检人员摆脱原始的纸质记录方式，降低人为因素带来的漏检或错检，使管理部门有效监督巡检人员工作状态成为可能。

参考文献：

[1]魏翼如.基于J2EE的输电线路巡检系统的研究与实现[D].北京：华北电力大学，2013．

[2]魏峰.超高压输电线路巡检系统的研究[D].济南：山东大学，2013．