GPS+GIS智能巡檢系統(tǒng)在電力線路巡檢中的應(yīng)用

【摘要】青浦供電公司針對在傳統(tǒng)線路巡檢過程中普遍存在的問題，在綜合考慮各種需求后，形成一套以手持設(shè)備（PDA）為硬件支撐、基于全球衛(wèi)星定位（GPS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）等技術(shù)的巡檢系統(tǒng)的設(shè)計方案，在此方案下取得了令人滿意的效果。

【關(guān)鍵詞】智能巡檢;應(yīng)用

1.引言

目前電力行業(yè)所普遍采用的線路巡檢方式主要有兩種，一種是傳統(tǒng)的人工巡檢方式，這種方式存在著人為因素較多，管理不便等問題;另一種方式是半自動化方式，這種方式對于巡檢可靠性的提高起到一定作用，但還存在著成本高、安裝維護復(fù)雜等不足，尚未得到廣泛的推廣和應(yīng)用。

所以除個別地區(qū)500kV輸電線路有選擇地進行直升機航巡、無人機航測外，絕大部分地區(qū)配電線路巡視工作仍然依靠人工在地面逐基桿塔進行巡視檢查，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，在相應(yīng)表格上手工記錄故障或缺陷數(shù)據(jù)，然后評估并安排檢修，以便消除缺陷、預(yù)防事故發(fā)生或?qū)⒐收舷拗?。傳統(tǒng)的巡檢手段會造成缺陷單堆積雜亂、消缺周期長等問題，直接影響到巡檢工作的質(zhì)量，以及后續(xù)工作的開展。

同時由于對巡檢人員的管理不力，漏檢、虛報等消極巡檢現(xiàn)象不可避免。這些原因使得電力管理部門難以及時準確地掌握線路和設(shè)備運行狀況，危害電網(wǎng)安全。

2.GPS+GIS線路智能巡檢系統(tǒng)設(shè)計方案

2.1 系統(tǒng)設(shè)計思想

利用內(nèi)置GPS的移動設(shè)備來開展巡檢工作是目前較為先進的技術(shù)手段。在移動設(shè)備中保存巡檢目標設(shè)備的相關(guān)信息，巡檢員可以查閱目標設(shè)備的信息，將設(shè)備缺陷等巡檢記錄輸入到移動設(shè)備中。并利用GPS信息記錄下巡檢的線路軌跡。等巡檢結(jié)束后，將設(shè)備通過接口將巡檢記錄導(dǎo)入到計算機，做進一步的分析處理。

由于GIS具有獨特的快速的空間定位搜索、空間分析能力和復(fù)雜的查詢功能、有效的圖形創(chuàng)造和可視化手段以及空間決策支持，而 GPS可以提供實時的定位信息，所以我們選擇將GIS和GPS技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)用到電力巡檢系統(tǒng)當中，使得故障定位更加準確、顯示方式靈活多樣、能更好地進行分析與決策。

輸電線路智能巡檢系統(tǒng)是創(chuàng)造性地集成了地理信息系統(tǒng)（GIS）、衛(wèi)星全球定位（GPS）、掌上電腦設(shè)備（PDA）和計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的最新研發(fā)成果，基于“移動信息平臺”概念改革傳統(tǒng)巡檢工作方式，積極探索出線路巡檢管理的新方向、新模式，最大限度減少漏檢、錯檢，及時消缺確保電力線路長期安全穩(wěn)定運行。

2.2 系統(tǒng)工作原理

線路巡檢系統(tǒng)是利用GPS位置坐標作為設(shè)備標識，利用掌上電腦（PDA）技術(shù)實現(xiàn)對供電設(shè)備定位和利用GIS地理信息系統(tǒng)管理軟件實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)傳送相關(guān)信息，完成對巡檢工作情況的監(jiān)測。在巡視工作開始前，首先利用帶有GPS模塊的掌上電腦采集線路桿塔的GPS位置信息，通過GIS主站軟件將其保存到地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。然后將含有桿塔GPS位置及桿塔巡檢內(nèi)容的數(shù)據(jù)信息下傳到掌上電腦中。在線路巡視過程中，掌上電腦可以顯示電子地圖，并進行導(dǎo)航，指引巡查路線。巡視工作人員手持掌上電腦到達指定的線路桿塔。集成了GPS模塊的掌上電腦會自動識別當前的桿塔GPS位置信息，提示相應(yīng)的巡檢內(nèi)容，并將巡視結(jié)果存儲在掌上電腦中

2.3 系統(tǒng)工作流程

GIS+GPS+PDA 線路巡檢工作流程如下（見《電力線路巡檢流程圖》）：

3.GIS+GPS巡檢系統(tǒng)的特點

該系統(tǒng)可使管理人員在局域網(wǎng)的任何終端，通過統(tǒng)計查詢模塊可以檢驗巡檢人員的巡檢到位率、設(shè)備的保障率、設(shè)備運行指標的變化趨勢、設(shè)備異常情況的發(fā)生時間和處理結(jié)果等，統(tǒng)計結(jié)果可以通過各種業(yè)務(wù)報表的方式打印出來，為綜合治理、以及要采取的相應(yīng)改進措施提供詳實的依據(jù)，通過不同的訪問權(quán)限，進行巡視記錄、缺陷記錄、檢修記錄、跨越記錄、接地電阻測量記錄、樹木記錄、導(dǎo)線接頭記錄、線路走向簡圖、各線路金具瓷瓶桿塔統(tǒng)計表的查詢管理，實現(xiàn)實時查詢巡檢人員的工作時間、軌跡和相應(yīng)的設(shè)備運行數(shù)據(jù)。系統(tǒng)軟件能很方便地處理缺陷維護事務(wù)，包括缺陷的發(fā)現(xiàn)、維修處理，修復(fù)注銷登記等，使現(xiàn)場巡檢管理、缺陷管理以及巡線工作管理的精益量化，從而提升運行的可靠性。

3.1 效益分析

（1）此系統(tǒng)基于全球定位系統(tǒng)，巡檢人員無法修改時間、地點，可有效監(jiān)督巡檢質(zhì)量同時也能更為科學(xué)的考核巡檢人員工作業(yè)績。

（2）對線路設(shè)備缺陷形成從巡視中發(fā)現(xiàn)、記錄缺陷——巡視數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C巡線管理系統(tǒng)—缺陷登陸——對缺陷鑒定——缺陷處理——缺陷驗收反饋一套完整的缺陷管理流程。對線路缺陷進行標準流程管理，避免了對缺陷處理的遺漏與延期?？蓪θ毕葸M行統(tǒng)計、分析，及時了解線路設(shè)備狀況。

（3）本系統(tǒng)能自動生成缺陷記錄報表，避免了人工錄入產(chǎn)生錯誤的可能性，也減小了管理人員的工作強度，大大提高了工作效率。

3.2 應(yīng)用優(yōu)勢

GPS+GIS智能巡檢系統(tǒng)在輸電線路巡查中的應(yīng)用優(yōu)勢有：

（1）免施工、免維護：無需在桿塔或線路上安裝任何信息識別載體，直接利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)實現(xiàn)線路巡檢自動定位、自動記時。

（2）減少巡檢缺勤率，減少錄入工作量，減少系統(tǒng)總成本：通過掌上電腦完成缺陷的詳細規(guī)范性記錄，使消缺管理和考勤管理逐步走向電子化、信息化、標準化;管理機收集手持機中的巡檢記錄信息，完成巡檢數(shù)據(jù)的存儲、查詢、分析、匯總和報表輸出，巡檢管理工作一目了然。

（3）對于新進人員通過系統(tǒng)盡快地熟悉設(shè)備情況及地理環(huán)境，使系統(tǒng)成為教育培訓(xùn)的輔助工具，有助于員工技能的迅速提高

（4）基于生產(chǎn)管理系統(tǒng)（PMS）的設(shè)備屬性數(shù)據(jù)，擁有豐富的查詢功能?？梢詫?shù)據(jù)輸出到EXCEL及多種圖形，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)可以輸出到系統(tǒng)外，與其他相關(guān)人員達到數(shù)據(jù)共享。

參考文獻

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[2]洪延風(fēng)，郝蘭榮.智能巡檢系統(tǒng)在輸電線路巡視中的應(yīng)用展望[J].華北電力技術(shù)，2000（8）：25-28.

作者簡介：王韜，上海電力公司青浦供電公司助理工程師。