戴亮 張澄 張少成 李祥明 何菲 李勝華

1.泰州供電公司姜堰縣域檢修分公司，江蘇省泰州市姜堰區(qū) 225500；2.泰州供電公司，江蘇省泰州市 225300

輸電線路巡視，是指巡視人員沿著工作票上指定的線路，詳細(xì)地檢查線路上的各種設(shè)備（如架空線路、桿塔等）運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備存在的隱患或缺陷并詳細(xì)記錄，作為后續(xù)線路檢修工作的依據(jù)。輸電線路巡視工作可分為定期巡視、特殊巡視、夜間巡視、故障巡視以及登桿巡視等[1,2]。

截止2010年，我國(guó)110kV及以上輸電線路總長(zhǎng)約為50萬公里，居世界第二位[3]。自然地，對(duì)于這樣一個(gè)覆蓋面極廣的電力設(shè)施來說，它的巡視與檢修就會(huì)變成一項(xiàng)工作量與工作強(qiáng)度極大的工作，而其中三個(gè)主要因素,分別是：1)輸電線路因素:地域特征(如跨度大,區(qū)域廣,所在地域地形錯(cuò)綜復(fù)雜等)、氣候特征(如寒冷、燥熱等)、線路繁瑣;2)巡檢人員因素:人員的身體素質(zhì)、責(zé)任心等;3)巡檢任務(wù)和技術(shù)因素:基礎(chǔ)資料繁瑣、業(yè)務(wù)量大、管理比較分散、考察困難、維護(hù)人員文化素質(zhì)偏低等。

目前，為了適應(yīng)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜的趨勢(shì)以及提高戶外巡檢人員工作效率，針對(duì)GIS的電力移動(dòng)巡檢技術(shù)迅速發(fā)展。移動(dòng)巡檢技術(shù)基于移動(dòng)平臺(tái)，使用PDA和GPS衛(wèi)星接收器，結(jié)合GIS系統(tǒng)，滿足工程管理人員現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行巡檢線路查詢、計(jì)劃變更、竣工資料錄入；滿足巡視檢修人員現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行工作計(jì)劃查詢、設(shè)備信息和地理信息的查詢，記錄配電網(wǎng)設(shè)備信息、記錄缺陷情況、記錄巡檢到位情況等[4]。

電力系統(tǒng)中常見的巡檢管理系統(tǒng)概括起來有如下五種[5-7]：

1）人工手寫工作薄巡檢

2）基于條碼識(shí)別的巡檢應(yīng)用

3）基于 PDA 和 GPS 的巡檢應(yīng)

4）基于機(jī)器人的自動(dòng)化巡檢方式

5）基于 RFID 識(shí)別技術(shù)的巡檢應(yīng)用

除了上述常見的五種巡檢方式以外，還有直升機(jī)巡檢，視頻巡檢等方式。

1.電力線路智能巡檢系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

1.1 巡檢系統(tǒng)的系統(tǒng)目標(biāo)

本系統(tǒng)在現(xiàn)有電力線路巡檢系統(tǒng)的基礎(chǔ)上引入無線 GPRS 通信技術(shù)、衛(wèi)星的定位技術(shù)以及GIS的路徑?jīng)Q策機(jī)制，擬使本系統(tǒng)達(dá)到以下巡檢目標(biāo)：

①通過采用先進(jìn)的信息儀器設(shè)備提高巡線系統(tǒng)管理水平，用帶有 GPRS 無線通信技術(shù)并安裝有巡線系統(tǒng)客戶端的智能移動(dòng)終端錄入并遠(yuǎn)程無線傳送現(xiàn)場(chǎng)巡線信息以代替現(xiàn)有人工記錄，人工傳送的傳統(tǒng)方式。開發(fā)后臺(tái)的巡線管理系統(tǒng)，將智能終端和管理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)巡視信息的計(jì)算機(jī)化管理，使管理人員可以第一時(shí)間獲取現(xiàn)場(chǎng)巡檢信息，并可以根據(jù)巡檢情況，立即做出分析和處理。并通過GPRS 對(duì)終端實(shí)時(shí)下達(dá)處理命令，使設(shè)備的一般缺陷及時(shí)得到處理，及時(shí)消除電力線路存在的危險(xiǎn)隱患。通過采用 GPRS 實(shí)現(xiàn)巡檢數(shù)據(jù)的無線實(shí)時(shí)傳送，使每一位巡檢工作人員都能與一位缺陷管理人員共同巡檢。

②能夠支持電力線路的附屬設(shè)備的定義和巡檢，設(shè)備巡檢項(xiàng)目能夠自定義。使本系統(tǒng)可以針對(duì)不同地區(qū)的同類線路、設(shè)備根據(jù)需要制定不同的巡檢項(xiàng)目，使系統(tǒng)更具針對(duì)性，甚至對(duì)于天氣、地形地質(zhì)等參數(shù)也可以隨地區(qū)需要自行定義。

③系統(tǒng)使用靈活、操作界面友好、維護(hù)方便，易學(xué)易用。

1.2 巡檢系統(tǒng)總體功能模塊分析設(shè)計(jì)

移動(dòng)巡檢系統(tǒng)的功能經(jīng)過仔細(xì)劃分，應(yīng)該包含以下幾個(gè)方面：

（1）確認(rèn)用戶身份

用戶需要輸入登錄密碼來確認(rèn)身份。

（2）下載用戶巡檢任務(wù)

根據(jù)用戶登錄系統(tǒng)的身份從服務(wù)器上下載用戶巡檢任務(wù)及相關(guān)資料。

（3）縮放地圖與設(shè)備

用戶可以方便地執(zhí)行圖形的放大、縮小、漫游等功能，也可以執(zhí)行全屏命令。若定位功能處于開啟狀態(tài)，則會(huì)自動(dòng)顯示附近最近的桿塔（或其他線路設(shè)備，依情況而定）的基本信息和前次的巡檢結(jié)果，充分滿足用戶了解地形的全局輪廓與局部細(xì)節(jié)等需求。系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前地圖顯示比例，自動(dòng)調(diào)節(jié)顯示內(nèi)容。

（4）分層顯示要素

不同地圖要素及設(shè)備、標(biāo)注分層顯示，用戶可以根據(jù)需要重點(diǎn)顯示個(gè)別圖層，也可以關(guān)閉無關(guān)圖層提高顯示速度，系統(tǒng)通常分為地形地貌，地表建筑，電力設(shè)備（不包括線路），輸電線路，簡(jiǎn)易天氣等多個(gè)圖層。

（5）查找定位地點(diǎn)與設(shè)備

用戶可以輸入查找條件，系統(tǒng)自動(dòng)在地圖上定位地點(diǎn)或設(shè)備，例如：把查找條件設(shè)為地名，如果該地點(diǎn)存在，地圖就會(huì)把該點(diǎn)移到屏幕中央，并高亮顯示。

（6）查詢?cè)O(shè)備屬性

除了用戶到達(dá)設(shè)備附近時(shí)會(huì)提示顯示設(shè)備的詳細(xì)信息以外，用戶也可以通過查詢的方式查看的設(shè)備詳細(xì)屬性。

（7）定位巡檢任務(wù)

定位本次巡檢任務(wù)的具體位置（包括起始點(diǎn)和具體的前進(jìn)路線）并居中顯示，然后完成設(shè)備信息數(shù)據(jù)采集，另外如有特殊情況而導(dǎo)致實(shí)際路線和預(yù)定路線不同時(shí)，也會(huì)如實(shí)記錄。

（8）GPS 巡視導(dǎo)航功能

隨時(shí)記錄經(jīng)緯度位置信息與時(shí)間信息，另外在某部分巡檢任務(wù)完成時(shí)，在提交的報(bào)告中也會(huì)顯示當(dāng)時(shí)的坐標(biāo)與時(shí)間。在背景地圖上顯示用戶當(dāng)前所在位置，為巡視人員行車、行走提供指導(dǎo)。

（9）到位監(jiān)督

利用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，確認(rèn)用戶是否巡視到位，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)完成巡檢到位記錄；若巡視人員未在規(guī)定時(shí)間內(nèi)到達(dá)巡視點(diǎn)，則系統(tǒng)會(huì)向該巡視人員登陸的客戶端發(fā)送信息提醒，若多次提醒無效，則自動(dòng)歸為巡檢不利。

（10）填寫巡視記錄與缺陷記錄

根據(jù)巡視任務(wù)的不同，可分別填寫巡視記錄，包括***kV線路巡視記錄表、架空輸電線路狀態(tài)評(píng)估評(píng)分表、輸電線路狀態(tài)運(yùn)行周期一覽表、***電力局***年度***月輸電線路設(shè)備狀態(tài)正常巡視實(shí)施計(jì)劃表等。

當(dāng)巡視過程中發(fā)現(xiàn)缺陷的時(shí)候，可填寫缺陷記錄，缺陷記錄會(huì)以選擇的形式，同時(shí)也支持用戶自定義缺陷形式；另外也支持通過備注補(bǔ)充的形式詳細(xì)描述缺陷情況。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)定義的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該處設(shè)備（通常以某基桿塔為單位）對(duì)線路運(yùn)行情況進(jìn)行評(píng)估評(píng)分，并會(huì)在下次巡檢時(shí)顯示本次的評(píng)分情況；若為一般缺陷，系統(tǒng)會(huì)給予基于運(yùn)行規(guī)程的消缺建議（通常由管理人員與有經(jīng)驗(yàn)的巡視人員給出）。若是重大或緊急缺陷，系統(tǒng)會(huì)立刻反饋給檢修部門，并及時(shí)定制消缺計(jì)劃，在得到檢修部門許可后，及時(shí)下達(dá)消缺任務(wù)。

（11）數(shù)據(jù)上傳

每一基桿塔巡視完畢后，移動(dòng)設(shè)備終端都會(huì)將巡視記錄、缺陷記錄、GPS 坐標(biāo)信息以及時(shí)間上傳回服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)。

2 智能巡檢系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)與功能

2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)

缺陷數(shù)據(jù)庫(kù)主要有四部分組成，包括缺陷的位置、類型、缺陷程度以及缺陷對(duì)應(yīng)的規(guī)程部分，為了方便查詢，將缺陷分成這樣四個(gè)部分，雖然每部分都對(duì)應(yīng)于不同的功能，但是目的都是為了能夠更快更有效地鎖定實(shí)際缺陷。

位置：依據(jù)運(yùn)行規(guī)程的描述以及線路運(yùn)行的多年經(jīng)驗(yàn)，從位置部分分析將缺陷分成兩大部分，分別是設(shè)備本體和附屬設(shè)施，以幫助巡檢人員做出基礎(chǔ)判斷。

接下來將設(shè)備本體缺陷位置細(xì)化，歸出常見的六部分，基本涵蓋了所有常見的線路缺陷發(fā)生位置，另外對(duì)附屬設(shè)施的缺陷位置也進(jìn)行了分類，依據(jù)安裝的設(shè)施或者周邊的情況不同也歸成多個(gè)類別。

在第二層位置分類的基礎(chǔ)上，本數(shù)據(jù)庫(kù)還進(jìn)行了第三第四次細(xì)化（視缺陷情況而定），通常依據(jù)線路具體具有的設(shè)備情況來進(jìn)行細(xì)化。

規(guī)程：本數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)程部分采用的是DL/T 741-2010架空輸電線路運(yùn)行規(guī)程，根據(jù)位置的分類將規(guī)程的內(nèi)容一一與之對(duì)應(yīng)，而擺脫原有的記錄形式，使得查詢對(duì)照更加方便有效，能使檢修人員可以快速給出基于規(guī)程的消除缺陷建議。另外，根據(jù)所用地域的不同，適合自定義添加缺陷的規(guī)則，能夠讓該數(shù)據(jù)庫(kù)適應(yīng)更大的使用范圍。

類型：同樣基于位置對(duì)缺陷的可能類型進(jìn)行分類，通常有異常、破壞、腐蝕等幾大類，采用與位置部分相同的原則，從粗到細(xì)，先分出各處的基本類型，然后再在缺陷詳細(xì)中進(jìn)行細(xì)化的分類描述，一期能夠快速鎖定缺陷，第一時(shí)間得出消缺計(jì)劃，提高巡檢和消缺的效率。

缺陷程度：依據(jù)原有的線路巡視經(jīng)驗(yàn)和規(guī)程，將缺陷程度分為四大類，分別是一般隱患、一般缺陷、重大缺陷、緊急缺陷，前兩類歸為巡檢人員可在數(shù)據(jù)庫(kù)及系統(tǒng)指導(dǎo)下完成消缺的，而后兩類則屬于無法直接消缺，需要專業(yè)的消缺小組完成消缺任務(wù)的。

缺陷程度分類基于部分規(guī)程以及多年消缺經(jīng)驗(yàn)，所以在不同區(qū)域可能情況會(huì)有所不同，在這一地區(qū)是正確的分類在別的地區(qū)可能就存在問題了，所以本數(shù)據(jù)庫(kù)也支持用戶自定義數(shù)據(jù)并上傳新的程度分類，以適應(yīng)各地不同的情況。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)的功能模塊

①用戶登錄

為確保數(shù)據(jù)庫(kù)安全，用戶在使用數(shù)據(jù)庫(kù)查詢前，必須先登錄數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)將根據(jù)用戶的注冊(cè)信息判斷當(dāng)前用戶是否有權(quán)限進(jìn)入，通常分為巡檢人員、系統(tǒng)管理人員、數(shù)據(jù)庫(kù)管理人員和其他人員，同時(shí)也基于用戶信息確定該用戶權(quán)限，提供相應(yīng)的查詢等服務(wù)。

智能終端登錄時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)和系統(tǒng)一樣，也會(huì)檢查用戶是否具有攜帶移動(dòng)設(shè)備外出巡檢的權(quán)限。

②查詢功能模塊

作為數(shù)據(jù)庫(kù)最重要也是最全面的功能，本數(shù)據(jù)庫(kù)支持多種查詢模式，用戶可以通過手動(dòng)翻頁(yè)，缺陷編號(hào)查詢，缺陷位置查詢，缺陷描述查詢，缺陷程度查詢等多種形式的對(duì)在庫(kù)的缺陷類型進(jìn)行查詢，同時(shí)還會(huì)對(duì)具體的缺陷類型定期進(jìn)行內(nèi)容添加，包括該類型缺陷發(fā)生的時(shí)間，桿塔（或其他設(shè)備）號(hào)，以及發(fā)現(xiàn)人員及對(duì)應(yīng)的處理情況，都會(huì)記錄在庫(kù)，幫助事后判斷處理結(jié)果的好壞以及制定合理有效的預(yù)防措施。

③自定義功能模塊

鑒于本數(shù)據(jù)庫(kù)在建立時(shí)考慮的方面不可能做到非常全面，基于的規(guī)程等也十分有限，所以非常有必要設(shè)計(jì)成可以內(nèi)容可自定義的形式，用戶可以根據(jù)自身所在環(huán)境的情況，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容形式進(jìn)行修改，添加等命令，甚至在規(guī)程部分也可以加入自己所處省份的相關(guān)線路規(guī)程，以使數(shù)據(jù)庫(kù)更加貼近實(shí)際，更能發(fā)揮其作用。

④自填表功能模塊

本數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)可存包括線路狀態(tài)巡視周期審批、線路狀態(tài)巡視周期計(jì)劃、線路狀態(tài)月巡視實(shí)施計(jì)劃、線路狀態(tài)評(píng)估評(píng)分等多種表類型，同樣支持自定義修改以及添加新的表格新式。例如，在巡視人員完成巡視任務(wù)并提交各個(gè)部分線路的報(bào)告后，數(shù)據(jù)庫(kù)可將其整合成為全表以節(jié)省巡視任務(wù)的時(shí)間。其他情況下，數(shù)據(jù)庫(kù)也可以提供很多相應(yīng)的表格填寫功能以供使用。

⑤參數(shù)自賦值功能

數(shù)據(jù)庫(kù)也能夠和衛(wèi)星定位系統(tǒng)配合使用，在系統(tǒng)提供的地圖上標(biāo)注有數(shù)據(jù)庫(kù)提供的線路參數(shù)，在巡檢人員到達(dá)某基桿塔時(shí)，系統(tǒng)會(huì)通過數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)同步桿塔的相關(guān)數(shù)據(jù)，顯示在終端的已有的模板中，包括電壓等級(jí)，線路回?cái)?shù)，所在地區(qū)氣象土壤等條件，這些都可以在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行預(yù)設(shè)添加，以作為巡檢人員分析線路缺陷情況以及程度等的參考。

⑥線路基礎(chǔ)單元評(píng)分功能模塊

在巡檢人員完成某線路基礎(chǔ)單元的巡檢任務(wù)并提交報(bào)告后，會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中已有的評(píng)分機(jī)制對(duì)其進(jìn)行評(píng)分，并記錄在案，在完成全部巡檢任務(wù)后，會(huì)由數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行匯總，完成線路的總體評(píng)分，上傳到巡檢系統(tǒng)中，并會(huì)在下一次的巡檢時(shí)和巡檢任務(wù)一起下達(dá)，然后巡檢人員在執(zhí)行巡檢任務(wù)時(shí)能夠依據(jù)上一次的巡檢結(jié)果，做到有的放矢，重點(diǎn)查看前一次缺陷的部分，從而有效提高巡檢效率。

⑦缺陷編號(hào)功能模塊

數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)對(duì)已有或者添加入庫(kù)的缺陷類型進(jìn)行編號(hào)（通常依據(jù)其所在的位置順序進(jìn)行編號(hào)），將缺陷類型分為多個(gè)大類，通過字母加數(shù)字的形式進(jìn)行編號(hào)，方便管理人員在工作時(shí)可以依據(jù)編號(hào)進(jìn)行快速查詢，提高了添加和修改等自定義行為的速度，提高數(shù)據(jù)庫(kù)管理人員的工作效率。

⑧缺陷歷史查詢

數(shù)據(jù)庫(kù)存有已有過缺陷的桿塔（已消缺）的記錄，尤其是運(yùn)行年限比較久的，常常出現(xiàn)不止一次地缺陷的情況，所以可以通過缺陷歷史查詢的方式來了解缺陷情況比較嚴(yán)重的線路運(yùn)行情況，以制定合理的預(yù)防措施；巡檢人員在巡檢時(shí)也可查詢巡檢線路的缺陷歷史（此處指除自動(dòng)顯示的上次巡線的歷史之外的部分），以分析缺陷的實(shí)際情況或是否又出現(xiàn)等。

⑨缺陷聯(lián)想功能模塊

作為智能終端內(nèi)數(shù)據(jù)庫(kù)的功能，缺陷聯(lián)想功能會(huì)在巡檢人員選擇缺陷類型的時(shí)候出現(xiàn)，通過該基桿塔的缺陷歷史（主要是基于前一次的缺陷情況），為巡檢人員提供該桿塔原缺陷相關(guān)的缺陷類型，缺陷的聯(lián)想會(huì)從原缺陷，原缺陷的附近位置的缺陷，或是類似類型的缺陷等方面提供聯(lián)想，旨在巡檢人員能夠快速確定具體的缺陷類型。

⑩巡檢結(jié)果記錄及反饋功能

數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)將巡檢人員的巡檢報(bào)告分別保存，然后將其整合成完整的巡檢報(bào)告及時(shí)上傳給巡檢系統(tǒng)。

3 結(jié)語

研究表明，本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電力線路的遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)傳送和管理，并能夠?yàn)檠矙z計(jì)劃的制訂提供計(jì)算機(jī)輔助決策，通過數(shù)據(jù)庫(kù)的各項(xiàng)功能提高了巡檢人員的效率，達(dá)到了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的。通過使用移動(dòng)設(shè)備的GPRS無線據(jù)傳輸方式和逐層分類缺陷數(shù)據(jù)庫(kù)，使電力巡檢工作由“傳統(tǒng)人工”向“移動(dòng)信息”過渡?？墒咕€路巡檢的工作效率有明顯的提高，盡可能地降低電力線路的故障率，保證電力系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)的連續(xù)運(yùn)行，最終實(shí)現(xiàn)電力線路巡檢的電子化、智能化和信息化管理。

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