電力線路智能巡檢導航系統(tǒng)研究與應用

葉水勇，張峻林，張　弛，金　鑫，王文林，宋浩杰，張　婷

(國網(wǎng)黃山供電公司，安徽 黃山　245000)

對輸電線路的運行檢修是保證其安全穩(wěn)定運行的必要手段。隨著運行輸電線路的增加，線路運行檢修工作量也不斷增加。在目前的輸電線路巡檢管理工作中實現(xiàn)巡檢的集中管理是一個急需研究的問題，巡檢導航具備這些要求的基本屬性，經(jīng)過協(xié)議的進一步規(guī)劃、設備的合理設計、接口的兼容性定義可以實現(xiàn)巡檢導航的穩(wěn)定運行，國網(wǎng)黃山供電公司開發(fā)一套適應于輸電線路桿塔路徑導航的電力線路智能巡檢導航系統(tǒng)。

1　電力線路智能巡檢導航系統(tǒng)介紹

1.1　巡檢地理信息系統(tǒng)(GIS)子系統(tǒng)的要求

(1)基礎數(shù)據(jù)建庫。根據(jù)業(yè)務管理規(guī)范和系統(tǒng)技術規(guī)范建立電力巡檢業(yè)務基礎數(shù)據(jù)庫?；A數(shù)據(jù)包括：線路信息、區(qū)段信息、桿塔信息等?；A數(shù)據(jù)建庫工作包括：數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)規(guī)范化整理、數(shù)據(jù)導入、數(shù)據(jù)校驗等。

(2)GIS圖層生成[1]?；跅U塔經(jīng)緯度坐標和線路、桿塔基礎數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動生成相關GIS專業(yè)圖層(桿塔圖層、線路圖層)。

(3)圖層動態(tài)加載[2]。系統(tǒng)只針對地圖可視化區(qū)域加載對應的桿塔和線路圖層，可視化區(qū)域發(fā)生改變時自動重新加載，通過可視化區(qū)域的動態(tài)加載，以提高地圖圖層信息顯示的速度，優(yōu)化用戶體驗效果。

1.2　巡檢導航子系統(tǒng)的要求

(1)巡檢路標點地圖標注[3]。手機端提供巡檢路標地圖標注功能，標注時自動采集路標點的經(jīng)緯度，可以對路標點進行命名，同時還可以對路標點區(qū)域進行拍照，供巡檢導航時參照。

(2)巡檢路徑指引[4]。手機端和后臺系統(tǒng)都可以進行巡檢路徑查詢，輸入桿塔編號或名稱，即可在地圖上顯示對應的桿塔以及到達目標桿塔的巡檢路徑，同時也可以將目標桿塔對應線路圖層進行顯示，以達到全景信息展示效果。

(3)手機導航。在地圖上設置目的地，自動進行路徑規(guī)劃，選擇一條路徑開啟導航模式，進入手機實時導航。

1.3　巡檢定位子系統(tǒng)的要求

(1)立即定位。手機端和電腦端分別提供實時定位查崗功能，管理人員選擇人員可以實時獲取其當前位置，支持多人同時定位查崗，定位信息可以在電子地圖上顯示。對于定位異常時，則要給出相關提示(如：離線狀態(tài))。

(2)定時定位。手機端可以定時向服務器上傳手機端的位置信息，定時定位的規(guī)則可以自定義配置。

(3)人員位置分布。手機端和后臺系統(tǒng)分別提供當前所有人員的位置分布地圖功能，可以在電子地圖上顯示所有人員的當前位置點。

2　實施內(nèi)容與方法

2.1　項目實施主要內(nèi)容

(1)坐標采集[5]。通過手機可以采集桿塔GPS經(jīng)緯度坐標，采集桿塔坐標時可以進行拍照，系統(tǒng)自動記錄采集人和采集時間。

(2)路標點連接配置。手機端和后臺系統(tǒng)都可以進行路標點的連接配置，要求提供可視化路標點連接配置操作方式，可以清晰反映路標點的路徑方向。

(3)標點指引關系配置。手機端和后臺系統(tǒng)都可以配置巡檢路標點與桿塔的指引關系，一個路標點可以配置多個指引桿塔。

(4)時軌跡采集[6]。系統(tǒng)可以實時采集手機的經(jīng)緯度坐標，位置發(fā)生改變才采集，防止出現(xiàn)位置點重復帶來的軌跡顯示混亂問題。

(5)定位規(guī)則配置。電腦端后臺提供各類定位配置功能，可以自定義配置巡檢定位的工作日、每日定位起止時間、定位間隔時間(軌跡采集頻率)，可針對不同的人員配置不同的定位規(guī)則。

2.2　主要技術實現(xiàn)途徑

(1)實時軌跡采集。系統(tǒng)可以實時采集手機的經(jīng)緯度坐標，位置發(fā)生改變才采集，防止出現(xiàn)位置點重復帶來的軌跡顯示混亂問題。

(2)桿塔坐標采集[7]。通過手機可以采集桿塔GPS經(jīng)緯度坐標，采集桿塔坐標時可以進行拍照，系統(tǒng)自動記錄采集人和采集時間。

(3)桿塔坐標審核。管理員通過后臺系統(tǒng)可以對手機采集的桿塔坐標數(shù)據(jù)進行審核，審核時可以在地圖上顯示坐標點，并可以查看采集坐標時拍照上傳的圖片。

(4)GIS圖層生成[8]?；跅U塔經(jīng)緯度坐標和線路、桿塔基礎數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動生成相關GIS專業(yè)圖層(桿塔圖層、線路圖層)北斗通信傳輸功能。

(5)定位服務引擎。提供GPS+互聯(lián)網(wǎng)平臺定位的混合式定位服務引擎，為基于手機定位的業(yè)務應用提供定位技術支撐，定位功能可無縫嵌入到手機客戶端的各相關業(yè)務功能模塊使用。

3　試驗與結(jié)果

(1)將模糊搜索應用于線路選擇，以便快速進入所需選擇的線路。

(2)手機端采集地標，自動顯示當前位置，并拍照上傳該桿塔照片。

(3)選擇關聯(lián)桿塔，可選連接桿塔或連接地標。

(4)選擇連接按鈕，將需要連接的兩個地標連接起來。

(5)根據(jù)地標連線可準確巡檢到桿塔位置。

4　關鍵技術與應用范圍

4.1　關鍵技術

(1)采用GPS準確定位當前坐標作為地標，連接之后的地標，形成到達桿塔的準確路徑。

(2)采用高采樣率、高精度、高可靠性的衛(wèi)星地圖，清晰的還原實時場景。

(3)坐標采集。通過手機可以采集桿塔GPS經(jīng)緯度坐標，采集桿塔坐標時可以進行拍照，系統(tǒng)自動記錄采集人和采集時間；

(4)路標點連接配置。手機端和后臺系統(tǒng)都可以進行路標點的連接配置，要求提供可視化路標點連接配置操作方式，可以清晰反映路標點的路徑方向。

(5)標點指引關系配置。手機端和后臺系統(tǒng)都可以配置巡檢路標點與桿塔的指引關系，一個路標點可以配置多個指引桿塔。

(6)時軌跡采集。系統(tǒng)可以實時采集手機的經(jīng)緯度坐標，位置發(fā)生改變才采集，防止出現(xiàn)位置點重復帶來的軌跡顯示混亂問題。

(7)定位規(guī)則配置。電腦端后臺提供各類定位配置功能，可以自定義配置巡檢定位的工作日、每日定位起止時間、定位間隔時間(軌跡采集頻率)，可針對不同的人員配置不同的定位規(guī)則。

4.2　應用范圍

(1)工作模式(網(wǎng)絡自動保持、GPS自動保持)。系統(tǒng)提供工作模式功能，工作時間可自定義配置，在工作時間內(nèi)系統(tǒng)自動監(jiān)控手機終端的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡狀態(tài)和GPS狀態(tài)，當網(wǎng)絡、GPS被異常關閉或人工關閉時，系統(tǒng)自動進行開啟，實現(xiàn)手機終端數(shù)據(jù)網(wǎng)絡和GPS模塊的開啟保持，進而有效保障手機定位功能的正常運行。

(2)用戶終端綁定。系統(tǒng)可以將用戶賬戶與工作手機終端進行綁定，提高工作手機應用的安全性，綁定后的終端只有指定的用戶才能使用。

(3)手機終端監(jiān)控。系統(tǒng)可以自動監(jiān)測運行客戶端軟件的手機終端信息(品牌、型號、內(nèi)存、運存、操作系統(tǒng)版本等硬件配置信息)、客戶端在線狀態(tài)、客戶端打開次數(shù)、最后一次打開時間等反映手機終端使用情況的各類信息。并且可以自動生成手機終端使用情況監(jiān)測分析報表(數(shù)據(jù)內(nèi)容包括：姓名、手機號、登錄次數(shù)、打開次數(shù)、累計在線時長、在線等)。

(4)照片壓縮。系統(tǒng)內(nèi)置手機拍照壓縮功能，采用JPG2000壓縮算法，實現(xiàn)了高保真的圖片壓縮。系統(tǒng)可根據(jù)用戶實際需求，靈活調(diào)整圖片壓縮率，以滿足客戶在圖片質(zhì)量與數(shù)據(jù)流量之間取得適當平衡。

(5)文件斷點續(xù)傳。針對照片上傳，系統(tǒng)提供斷點續(xù)傳功能，當網(wǎng)絡故障導致上傳失敗時，系統(tǒng)自動記錄上傳文件斷點，當網(wǎng)絡恢復時自動從文件斷點位置繼續(xù)上傳，有效節(jié)省文件重復上傳的流量，并可有效確保文件上傳成功率。

(6)客戶端自動更新。系統(tǒng)可自動檢測客戶端版本是否有更新，當有更新時，自動進行更新。

(7)系統(tǒng)基礎功能。包括手機端和后臺WEB端系統(tǒng)的登錄認證、密碼修改、頭像設置、權限分配與控制、組織機構(gòu)管理、用戶管理、系統(tǒng)日志等功能。

(8)定位服務引擎。提供GPS+互聯(lián)網(wǎng)平臺定位的混合式定位服務引擎，為基于手機定位的業(yè)務應用提供定位技術支撐，定位功能可無縫嵌入到手機客戶端的各相關業(yè)務功能模塊使用。

5　結(jié)語

自2016年5月黃山公司線路導航平臺安裝部署運行以來，系統(tǒng)各項功能運行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)監(jiān)測正常。目前國網(wǎng)黃山供電公司正全面使用該巡檢導航系統(tǒng)，大大方便了員工的巡檢工作，節(jié)約了巡檢時間，提高了巡檢力度，同時實現(xiàn)了對桿塔的實時監(jiān)測，進一步促進了電力安全生產(chǎn)自動化管理水平。

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