輸電線路走廊山火監(jiān)測技術(shù)研究與應(yīng)用

秦志華

摘 ? 要：本文首先分析了輸電線路走廊山火監(jiān)測系統(tǒng)，其次分析了輸電線路走廊山火監(jiān)測技術(shù)，最后通過應(yīng)用實(shí)例分析了輸電線路走廊山火監(jiān)測技術(shù)及系統(tǒng)，旨在為輸電線路走廊山火監(jiān)測技術(shù)研究與應(yīng)用提供參考意見，以此來降低電網(wǎng)山火跳閘概率，提高電網(wǎng)防山火效果，實(shí)現(xiàn)對山火重點(diǎn)防范電網(wǎng)區(qū)域的重點(diǎn)監(jiān)測與監(jiān)控。在電網(wǎng)規(guī)模日漸擴(kuò)大的形勢下，山區(qū)、林區(qū)內(nèi)的輸電線路數(shù)量在不斷增加，此地區(qū)內(nèi)輸電線路相比較其他地區(qū)而言受山火的威脅和影響更大。

關(guān)鍵詞：輸電線路 ?走廊山火監(jiān)測技術(shù) ?應(yīng)用

中圖分類號：TM755 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）07（c）-0031-02

1 ?輸電線路走廊山火監(jiān)測系統(tǒng)

在對目前輸電線路走廊山火監(jiān)測系統(tǒng)及其應(yīng)用技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢和劣勢進(jìn)行綜合分析之后，建立了更加規(guī)范和具有技術(shù)含量的輸電線路走廊山火監(jiān)測系統(tǒng)，以此來實(shí)現(xiàn)對衛(wèi)星遙感山火監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效統(tǒng)計(jì)、分析、傳輸，同時(shí)傳輸經(jīng)過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理后的數(shù)據(jù)信息，以此來快速準(zhǔn)確的找到火險(xiǎn)發(fā)生地點(diǎn)并進(jìn)行及時(shí)預(yù)警，以此來為輸電線路走廊山火監(jiān)測工作的進(jìn)行提供技術(shù)支持和數(shù)據(jù)支持。

1.1 獲取衛(wèi)星遙感山火監(jiān)測數(shù)據(jù)

在輸電線路走廊山火監(jiān)測系統(tǒng)中，山火監(jiān)測遙感數(shù)據(jù)來源于國內(nèi)的風(fēng)云衛(wèi)星和美國的NOAA、EOS三類極軌氣象衛(wèi)星，具體包括FY-1D（過境時(shí)間在14～15點(diǎn)之間）、NOAA16（過境時(shí)間在17～19點(diǎn)之間）、NOAA18（過境時(shí)間在13～14點(diǎn)之間）、TERRA（過境時(shí)間在10～11點(diǎn)之間）、AQUA（過境時(shí)間在13～14點(diǎn)之間）[1]。這些衛(wèi)星監(jiān)測到的數(shù)據(jù)屬于全球無償信息，這些信息在國內(nèi)由氣象部門負(fù)責(zé)接收和處理，因此，山火監(jiān)測部門需要與氣象部門取得合作，以此來及時(shí)獲取衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。

1.2 判斷輸電線路火險(xiǎn)并警告

輸電線路走廊山火監(jiān)測系統(tǒng)從衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)中獲得的數(shù)據(jù)主要為過境衛(wèi)星名稱、數(shù)據(jù)接收時(shí)間、火點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)、數(shù)據(jù)分發(fā)時(shí)間、火點(diǎn)像素等。隨后通過輸電線路火險(xiǎn)判定計(jì)算方式，來測量監(jiān)測火點(diǎn)數(shù)據(jù)，并辨別火險(xiǎn)類型，以及火險(xiǎn)范圍是否和輸電GIS數(shù)據(jù)庫線路走廊緩沖區(qū)出現(xiàn)了重疊，這樣系統(tǒng)便能夠與給出具體的火險(xiǎn)位置，同時(shí)還能提供衛(wèi)星遙感時(shí)間等關(guān)鍵信息，從而起到警告的作用。

2 ?輸電線路走廊山火監(jiān)測技術(shù)

2.1 林火判定計(jì)算技術(shù)

在檢測火險(xiǎn)范圍是否和輸電GIS數(shù)據(jù)庫線路走廊緩沖區(qū)出現(xiàn)重疊后，如果出現(xiàn)了重疊情況，系統(tǒng)運(yùn)行后臺便需要結(jié)合火源經(jīng)緯度數(shù)據(jù)和火險(xiǎn)發(fā)生的具體位置及其桿塔號，同時(shí)啟動火險(xiǎn)發(fā)生具體位置處的視頻設(shè)備的錄像功能，將火險(xiǎn)信息發(fā)送給當(dāng)前的線路管理人員，線路管理人員便可以結(jié)合系統(tǒng)信息、觀看錄像視頻、查看遙感信息和氣象信息、山火蔓延走向分析圖，制定合理規(guī)范的山火撲救方案，以此來做到在最短時(shí)間內(nèi)撲滅山火[2]。這樣可以為山火撲救工作的進(jìn)行提供更多技術(shù)支持，不但有利于山火撲救工作的高質(zhì)量高效率進(jìn)行，還能夠減少山火造成的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。

2.2 視頻及智能傳感技術(shù)

結(jié)合監(jiān)測地區(qū)輸電線路分布規(guī)律、輸電線路走廊環(huán)境、輸電線路走廊運(yùn)行情況，系統(tǒng)可以通過視頻解壓縮技術(shù)、智能傳感技術(shù)、無線通信技術(shù)、太陽能供電技術(shù)，在山火多發(fā)區(qū)、山火易發(fā)區(qū)的輸電線路桿塔設(shè)置防山火監(jiān)測預(yù)警終端設(shè)備，以此來做到對輸電線路走廊山火監(jiān)測重點(diǎn)區(qū)域的良好監(jiān)測，并做到實(shí)時(shí)監(jiān)測。具體來講，防山火監(jiān)測預(yù)警終端設(shè)備主要由火焰?zhèn)鞲衅?、煙霧傳感器、溫度傳感器、氣象傳感器、全方位監(jiān)控?cái)z像機(jī)組成，此設(shè)備的電力來源是太陽能，通過聯(lián)通/電信4G+WIFI實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和視頻傳輸。

防山火監(jiān)測預(yù)警終端設(shè)備在沒有山火預(yù)警信息的情況下，會定時(shí)向系統(tǒng)的后臺傳輸氣象傳感器監(jiān)測到的氣象視頻和數(shù)據(jù)，如果設(shè)備中的火焰?zhèn)鞲衅?、煙霧傳感器、溫度傳感器監(jiān)測到被監(jiān)測區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)了異?，F(xiàn)象，便會自動啟動全方位監(jiān)控?cái)z像機(jī)的錄像功能，同時(shí)將火險(xiǎn)預(yù)警信息發(fā)送給系統(tǒng)后臺。這樣線路管理人員便能夠結(jié)合設(shè)備的傳輸?shù)木嫘畔⒑托畔㈤_展相應(yīng)的管理工作，在發(fā)生火險(xiǎn)時(shí)，可以通過遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)查看火險(xiǎn)發(fā)生地點(diǎn)的情況，如果發(fā)現(xiàn)了山火，便可以在系統(tǒng)后臺中看到山火發(fā)展趨勢，在此基礎(chǔ)上制定的山火撲救方案會更加規(guī)范和合理，這樣便可以盡量將山火消滅在萌芽狀態(tài)下。

本次防山火監(jiān)測預(yù)警終端設(shè)備應(yīng)用的數(shù)據(jù)傳輸和視頻傳輸方式，即聯(lián)通/電信4G+WIFI方式具有通信效率較高、安全性較強(qiáng)等應(yīng)用優(yōu)勢。應(yīng)用此技術(shù)之后，在有4G信號的監(jiān)測范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)和視頻便通過4G信號進(jìn)行傳輸;在沒有4G信號的監(jiān)測范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)和視頻便通過WIFI+無線接力方式被傳輸?shù)接?G信號的監(jiān)測范圍內(nèi)，隨后再通過4G信號進(jìn)行傳輸。由此可見，聯(lián)通/電信4G+WIFI方式在無信號覆蓋的地區(qū)、人煙稀少的山區(qū)、巡視難度較大的地區(qū)、海拔較高的地區(qū)的輸電線路走廊山火監(jiān)測工作中具有十分深遠(yuǎn)的應(yīng)用意義，并且能夠做到對火災(zāi)地點(diǎn)的遠(yuǎn)程監(jiān)控[3]。

3 ?輸電線路走廊山火監(jiān)測技術(shù)及系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

將本次輸電線路走廊山火監(jiān)測技術(shù)及系統(tǒng)應(yīng)用到重點(diǎn)防山火監(jiān)控區(qū)域之后，系統(tǒng)發(fā)出的準(zhǔn)確火險(xiǎn)警告已經(jīng)有數(shù)余條，重點(diǎn)防山火監(jiān)控區(qū)域均位于偏遠(yuǎn)山區(qū)，并且輸電線路兩旁存在大量雜草，曾經(jīng)發(fā)生或山火隱患，這也證實(shí)了系統(tǒng)應(yīng)用的有效性。

例如，在2018年9月20日14：25，系統(tǒng)后臺便發(fā)出了火險(xiǎn)預(yù)警信號，顯示重點(diǎn)防山火監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的一個(gè)桿塔附件出現(xiàn)了火險(xiǎn)。此線路負(fù)責(zé)人員立即調(diào)取了后臺中的相關(guān)數(shù)據(jù)和視頻，獲取了火險(xiǎn)發(fā)生地點(diǎn)附近衛(wèi)星的遙感數(shù)據(jù)及其經(jīng)緯度信息，同時(shí)打開了山火發(fā)展趨勢分析系統(tǒng)和氣象監(jiān)測系統(tǒng)。通過衛(wèi)星的遙感數(shù)據(jù)、氣象監(jiān)測信息、火險(xiǎn)發(fā)生地點(diǎn)視頻可以對山火情況進(jìn)行初步判斷，由此可以得知山火程度為中等，由人為因素導(dǎo)致，火勢較為兇猛，火災(zāi)現(xiàn)場最高氣象溫度可以達(dá)到34℃，相對濕度最低可以達(dá)到40%，全天未降水，風(fēng)速較慢，如果不對此山火進(jìn)行及時(shí)有效的控制，可能演變?yōu)榇笠?guī)模森林火災(zāi)，這是因?yàn)榛馂?zāi)發(fā)生地點(diǎn)附近為森林火災(zāi)重點(diǎn)防范區(qū)域，同時(shí)山火一旦蔓延會危及到附居民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。在對此次火險(xiǎn)進(jìn)行了具體分析之后，工作人員結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)和信息執(zhí)行了規(guī)范的山撲救方案，一組工作人員負(fù)責(zé)切斷負(fù)荷并建立隔離帶，一組工作人員負(fù)責(zé)滅火。經(jīng)過工作人員的1個(gè)多小時(shí)的努力，山火被及時(shí)撲滅，并且沒有大面積蔓延。

在對輸電線路走廊山火監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用的過程中，也發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在一定的局限性，具體如下。第一，受到衛(wèi)星過境時(shí)間限制，系統(tǒng)無法做到實(shí)時(shí)監(jiān)測[4];第二，衛(wèi)星監(jiān)測數(shù)據(jù)會收到遮擋云層的影響，因此在惡劣環(huán)境下無法準(zhǔn)確獲取信息。

4 ?結(jié)語

應(yīng)用輸電線路走廊山火監(jiān)測技術(shù)之后，系統(tǒng)能夠在山火發(fā)生的第一時(shí)間將信息傳遞給預(yù)警系統(tǒng)，維護(hù)人員便可以通過現(xiàn)場監(jiān)控視頻來制定搶救方案，以此來提高山火搶救預(yù)警效果減少山火損失，同時(shí)系統(tǒng)中的衛(wèi)星遙感功能能夠做到對整體監(jiān)測地區(qū)的監(jiān)測，但是不能做到實(shí)時(shí)監(jiān)測，這會給火山預(yù)警防范造成難度。

參考文獻(xiàn)

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