【摘要】“電力系統(tǒng)智能導(dǎo)航巡檢儀”是利用GPS與路網(wǎng)識別技術(shù)開發(fā)的,智能化具有全程語音引導(dǎo)、自動到位提醒、現(xiàn)場指揮功能并可隨時查看詳細(xì)線路屬性數(shù)據(jù)的新一代智能巡檢設(shè)備。
【關(guān)鍵詞】智能巡檢;高精度定位;路網(wǎng)識別;野外導(dǎo)航;道路導(dǎo)航
1.引言
輸電線路是電力企業(yè)的血管命脈,其管理的好壞,直接影響著電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行,加強(qiáng)對輸電線路的管理工作至關(guān)重要。線路巡檢管理是有效保證輸電線路及其設(shè)備安全穩(wěn)定運行的一項基礎(chǔ)工作。通過巡視檢查來掌握線路運行狀況及周圍環(huán)境的變化,發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷和危及線路安全的隱患,提出具體的檢修內(nèi)容,以便及時消除缺陷,預(yù)防事故發(fā)生,或?qū)⒐收舷拗圃谧钚》秶WC輸電線路的安全和電力系統(tǒng)穩(wěn)定,達(dá)到電力系統(tǒng)“安全、經(jīng)濟(jì)、多供、少損”的運行目標(biāo)。隨著電力體制改革的不斷深化,電網(wǎng)規(guī)模日益擴(kuò)大,基于紙、筆的傳統(tǒng)線路巡檢模式所引發(fā)的電網(wǎng)安全隱患已日漸突出。主要表現(xiàn)為人為因素多、管理成本高、無法監(jiān)督巡檢人員工作狀態(tài)等明顯缺陷,同時也無法適應(yīng)線路管理信息化的發(fā)展要求。
“電力系統(tǒng)智能導(dǎo)航巡檢儀”是利用GPS衛(wèi)星定位技術(shù)和GIS地理信息系統(tǒng)技術(shù),對廣域或區(qū)域電力線路和設(shè)備進(jìn)行巡邏和檢查,以保證線路和設(shè)備的正??煽窟\行。該系統(tǒng)創(chuàng)造性地集成了全球定位系統(tǒng)、掌上電腦設(shè)備和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的最新研發(fā)成果,基于“移動信息平臺”概念變革傳統(tǒng)巡檢工作方式,積極探索出線路巡檢管理的新思路、新模式,最大限度減少漏檢、錯檢,確保電力線路長期高效穩(wěn)定運行。
2.技術(shù)要求
2.1 主要技術(shù)特點
電力系統(tǒng)智能導(dǎo)航巡檢儀的主要技術(shù)特點為:
(1)線路資料信息全,系統(tǒng)操作簡單、使用方便;
(2)定位精度高,可有效解決人工巡線到位問題;
(3)開放式系統(tǒng)設(shè)計,可與其他系統(tǒng)信息資源共享;
(4)通過用戶及操作權(quán)限的管理,確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全;
(5)實時采集巡線到位信息,檢查巡線到位情況;
(6)對線路和桿塔進(jìn)行規(guī)范化的集中管理;
(7)使用方便,不需要額外的安裝和維護(hù)費用,不用擔(dān)心被盜;
(8)內(nèi)置電子地圖,可直觀反映線路的狀況,修改、維護(hù)非常方便;
(9)良好的擴(kuò)展升級功能,保持良好的系統(tǒng)兼容性和擴(kuò)容性;
(10)實現(xiàn)電子化、信息化、智能化線路巡檢,加強(qiáng)數(shù)字化的管理。
2.2 主要技術(shù)參數(shù)
電力系統(tǒng)智能導(dǎo)航巡檢儀的主要技術(shù)參數(shù)為:
(1)定位誤差:≤1.5米;
(2)連續(xù)工作時間:≥280小時(車載),≥4小時(手持);
(3)無故障運行時間:≥10000小時;
(4)路經(jīng)紀(jì)錄信息量:≥1048575公里(不含重復(fù));
(5)自身城市路網(wǎng):中國大陸城市公路95%覆蓋;
(6)巡檢數(shù)據(jù)點容量:65535個;
(7)路經(jīng)分析時間:67~88(公里/秒)(視彎路而定);
(8)最大移動速度:≤470公里/小時。
2.3 保證在以下條件可正常使用
(1)海拔不超過7000m;
(2)環(huán)境溫度:最高氣溫+60℃;最低氣溫-35℃;
(3)裝置周圍無嚴(yán)重影響裝置絕緣性能的污穢及侵蝕性、爆炸性介質(zhì);
(4)移動速度小于470公里/小時。
3.總體構(gòu)成
“電力系統(tǒng)智能導(dǎo)航巡檢儀”安全可靠、功能強(qiáng)大,能領(lǐng)略到海量信息的優(yōu)化處理、實際使用的簡單便捷和有助大大提高線路巡檢工作效率的先進(jìn)導(dǎo)航技術(shù)?!爸悄軐?dǎo)航巡檢儀”將借助國際領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢為您提供目前國際上唯一的民用復(fù)合型導(dǎo)航系統(tǒng),系統(tǒng)將結(jié)合智能路徑系統(tǒng)、方位定向、城市路網(wǎng),在任何地點到達(dá)任何目的地?zé)o論那里是山川、湖泊還是城市均可準(zhǔn)確無誤的實現(xiàn)導(dǎo)航,系統(tǒng)將非常聰明的自動決定使用城市路網(wǎng)、自維護(hù)路網(wǎng)與方位定向進(jìn)行切換導(dǎo)航。系統(tǒng)具有極強(qiáng)的自我學(xué)習(xí)能力,它的路網(wǎng)系統(tǒng)并不需要定期維護(hù),它是在平時使用過程中自我維護(hù)的尖端路網(wǎng)系統(tǒng)。這一切都將空前的提高電力系統(tǒng)巡線工作的準(zhǔn)確率與工作效率,真正做到零培訓(xùn)、零錯誤、零事故,使任何一個工作人員均可準(zhǔn)確到達(dá)任意一個桿塔或地點。
4.技術(shù)路線
“智能導(dǎo)航巡檢儀”使用獲得國家專利的“城市道路導(dǎo)航”和“野外智能導(dǎo)航”兩套互相獨立的導(dǎo)航引擎,使用獲得國家專利的國際上領(lǐng)先“彈性阻尼帶”技術(shù)極大地提高了定位精度。但由于GPS衛(wèi)星的工作機(jī)制導(dǎo)致所有GPS系統(tǒng)存在誤差,“智能導(dǎo)航巡檢儀”也不例外,在衛(wèi)星信號接收正常情況下,標(biāo)準(zhǔn)的衛(wèi)星定位系統(tǒng)誤差在7米左右,“智能導(dǎo)航巡檢儀”通過領(lǐng)先而又獨特的定位算法將系統(tǒng)誤差控制在了1.5米左右。所謂“彈性阻尼帶”技術(shù),就是在時域與頻域上綜合實現(xiàn)了一定規(guī)則的數(shù)據(jù)緩沖帶,所有GPS原始數(shù)據(jù)經(jīng)一個入口進(jìn)入,被加上時間戳,緩沖帶依據(jù)先進(jìn)后出原則將小于1秒~2秒移動距離大于8~15米、移動角度大于120度的抖動數(shù)據(jù)經(jīng)濾波器過濾掉,并依據(jù)歷史5個有效數(shù)據(jù)點與當(dāng)前數(shù)據(jù)點做均值計算得到高精度GPS真實數(shù)據(jù)點。
數(shù)據(jù)緩沖帶具有彈性原則,在頻繁輸入短時間大范圍的波動時歷史累計補(bǔ)正將被不斷放大到極限,不斷適應(yīng)劣勢GPS原始數(shù)據(jù),反之當(dāng)輸入是平滑有效的數(shù)據(jù)時歷史累計補(bǔ)正將被無限減小。
該系統(tǒng)創(chuàng)新性的提供了一套獲得國家專利的用于野外無路網(wǎng)狀態(tài)下的導(dǎo)航模塊,可自動紀(jì)錄并分析經(jīng)過的路徑,不斷自我拓展路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫,通過聯(lián)機(jī)操作,在完全自動化的安全可控狀態(tài)下實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享使其他終端具有相同的路網(wǎng)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)集成了業(yè)界領(lǐng)先的智能自主路徑分析轉(zhuǎn)化路網(wǎng)算法,通過多組元神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu),可使您在零操作的同時實現(xiàn)野外田間、山間、野地的知識性路網(wǎng)鋪設(shè)。這一切將使您在全球任何地點無論是否有路均可準(zhǔn)確引導(dǎo)到目標(biāo)并精確帶回,使專業(yè)GPS功能的使用門檻降到比城市導(dǎo)航系統(tǒng)還要低的水平?!爸悄軐?dǎo)航巡檢儀”還提供了領(lǐng)先的衛(wèi)星地圖模式,該模式是目前民用領(lǐng)域首家提供了5米分辨率衛(wèi)星遙感圖像支持的導(dǎo)航系統(tǒng),其提供了足夠的分辨率將足以讓您識別出目標(biāo)桿塔的類型或目標(biāo)地點的情況,并可實時切換衛(wèi)星與道路地圖模式。
野外無路網(wǎng)狀態(tài)下的導(dǎo)航依賴一套“路網(wǎng)信息系統(tǒng)”來實現(xiàn)與“城市道路導(dǎo)航”的無縫結(jié)合,并同時依賴與此紀(jì)錄、分析、存儲用戶路徑完善自我路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫,該路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫將在以后的導(dǎo)航中實現(xiàn)路徑引導(dǎo)。
在執(zhí)行尋線任務(wù)時“智能導(dǎo)航巡檢儀”的任務(wù)系統(tǒng)會在執(zhí)行巡線任務(wù)的同時自動紀(jì)錄該任務(wù)完成情況的日志信息,該信息以任務(wù)概要文件形式保存在任務(wù)摘要數(shù)據(jù)庫內(nèi)??稍诼?lián)機(jī)后訪問相應(yīng)任務(wù)信息,在“數(shù)據(jù)中心”實現(xiàn)統(tǒng)計與管理。任務(wù)信息文件包括了任務(wù)起始地點、終止地點、任務(wù)終端、任務(wù)起始時間、終止時間、離開目標(biāo)點時間、缺陷報告等信息,并可具有擴(kuò)展性加入其他信息。
5.結(jié)論
從該項目立項開始,在張家口供電公司輸電管理處的努力下,設(shè)計了合理的研究方案,各階段研究工作進(jìn)展順利,各個關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新性強(qiáng),該項目所研制的巡檢儀性能運行穩(wěn)定,定位引導(dǎo)結(jié)果可靠,為提高電網(wǎng)的安全可靠運行起到了一定的作用。
該項目有進(jìn)一步推廣的價值,其應(yīng)用將為張家口供電公司及各兄弟單位實現(xiàn)巡檢工作的優(yōu)化以及提高電網(wǎng)的供電可靠性具有重要意義。
參考文獻(xiàn)
[1]龔健雅.當(dāng)代GIS的若干理論與技術(shù)[M].武漢:測繪科技大學(xué)出版社,1999.
[2]韓斌杰.GPRS原理及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.