1、GPS电力寻线电力线路巡检系统一、系统概述1.背景对于电力企业而言，确保设备的安全、可靠、稳定、经济运行是其赖以生存和发展之本的基础。生产系统中任意设备的缺陷故障，都有可能影响安全生产。因此，线路巡检管理在企业管理中占有非常重要的地位。 目前，大多数生产企业仍停留在以人工的方式方法登记、统计设备信息来进行管理工作的落后状态。随着企业的迅速发展，线路状况越来越复杂，线路维护难度高，巡检量大，采用的人工线路巡检模式既不能保证管理工作的准确性、连贯性工作量非常巨大，管理成本过高，已不能满足已完全不能满足实际需要。利用现代的新技术结合企业实际需要可以很好的改变这样的状况，随着网络通信技术、移动计算技术
2、、全球定位技术、地理信息系统等技术的发展，针对电力线路网络信息化管理和巡检工作的实际需要，开发一个满足实际生产需要的线路巡检系统成为可能。应用新系统之后无疑会推动巡检工作的规范化、管理的科学化和监督的自动化。系统不仅提供了规范的数据采集接口，而且有利于减轻巡检人员和设备管理人员的工作量，从而提高工作效率，同时对加强巡查人员的监管、加强巡查与检修工作的衔接力度，起到了非常好的促进作用。最后通过对系统内累积的大量的巡检数据进行跟踪分析可以得到故障出现的各种规律，为有效的预防和迅速排除故障提供了有力的依据。最终为保证电网安全运行、提高供电、用电管理自动化水平和工作效率，提高经济效益和社会效益提供了有
3、效的手段。2.简介输电线路巡检管理系统的功能是对输电线路电线及所属设备进行巡检后的数据收集，对输电线路设备的管理，对线路巡检数据的查询和统计，以及设备缺陷处理单、缺陷统计汇总表、季度评级汇总表、年度评级汇总表的自动生成。系统利用基于Windows CE操作系统的掌上电脑及内置的GPS在线采集地理位置信息，并收集巡检数据，然后和桌面电脑上的管理程序相配合。整个系统分数据采集、数据传送和管理中心三个部分。巡检人员利用GPS手持机对 所巡视地点进行卫星定位数据采集，巡检完毕后将所存数据通过数据传送单元回传到管理中心，管理中心应用程序对数据进行相应的处理，并将结果反映在相关GIS图形界面上。管理人员依
4、此可以对巡检工作进行规范化的管理和科学化的监督。数据采集利用GPS接收机跟踪卫星信息，接收定位数据，定位点的经纬度坐标经差分校正可达5-20米的精确范围。其输出经纬度坐标、时间等数据，可显示在手持机的显示屏上，并可与PC机相连，上装下载数据简单易行。数据传送这一部分的功能是将GPS采集的特定点的定位数据、采集时间等信息传送到管理中心，系统支持数据库同步批量数据传送到中心服务器；此外，系统提供了数据下载的功能，使得终端系统的系统管理信息和代码信息和中心服务器保持一致。中心管理功能有：数据管理、图形显示、统计查询、打印输出、记录日志等。二、建设原则1.灵活性和扩展性线路巡检系统的数据源于实际业务系
5、统，由于业务系统的建设规划可能存在差异，要求本系统能够灵活地适应数据源的变化。另外，本系统信息的使用者对于信息的格式及具体内容可能存在特殊的要求，本系统对外提供信息的方式要求灵活，譬如接口格式的灵活定义等。系统使用者的需求和系统的规模会随着区域的不同、时间的推移而发生变化，线路巡检系统在建设过程中需要灵活组织与存储信息，增强系统扩展能力。2.安全可靠性线路巡检系统包含一个完整的巡检信息采集、处理、分析、管理的流程，涉及多层次的人员结构，跨越多个信息处理环节和职能部门。因此，需严格地限定各级使用者的访问权限和操作权限，并具备良好的抵抗外部各种冲击的能力，以保证系统的正常运行并确保信息的安全保密性
6、。3.可维护性由于信息组织和利用具有灵活性、扩展性的特点，要求系统具有较高的模块化程度，软件易于维护。4.易用性线路巡检系统统应贯彻面向最终用户的原则，提供灵活、易用、友好的操作界面，使操作简单、直观、灵活、易于学习掌握，特别要兼顾不同文化水平、不同操作习惯的各个层次的用户。5.可理解性在形式上给出直观、可视化的信息展示，利于用户直观感受。如：地图系统及各种统计图表等。而且在内容上应该尽可能给出各种方法的性能比较，给予充分选择的余地。6.开放性线路巡检系统是大量生产数据采集加工的接口，涉及到多个关键业务系统的数据来源，接口繁多，为保证信息流动的通畅性，必须与其它系统具有良好的互操作性。三、系统
7、特点1.灵活的缺陷描述库最终用户可在现有业务缺陷描述的基础上快速配置出一套符合自身实际情况的缺陷描述定义数据。缺陷的详细规范性描述和记录，使现场巡检管理、缺陷管理信息化、标准化；2.先进的手持终端充分利用基于Microsoft Windows CE系统的手持终端。其带背景光的超大显示屏可以将软件的操作操作界面得到全方位的同步显示，而且显示屏还有触屏功能，操作非常便捷。运行效果令人赏心悦目。在极大程度上可提高巡检操作界面的友好性。手持机存储容量大，有足够的空间来存储巡检数据。手持机配置高性能CPU，比其他手持机能提供更强的处理能力。手持机还提供了汉字输入功能及全屏手写功能，能直接在屏幕是手写输入
8、英方字符和汉字。3.高度优化的巡检流程由于设备运行管理系统的基础数据来源是由巡视人员拿着数据采集终端录入的，因此，手持机中的内置软件的开发尤为关键。内置程序具有充分的灵活性，便于用户的操作，便于采集终端与数据处理机之间的数据交互过程。4.完善的数据分析功能对设备运行数据相关的数据与巡检记录、缺陷情况作深层次的分析与处理，是提高设备运行管理软件产品的应用价值的重要方面。应通过多种形式的数据趋势分析与设备缺陷发生频度统计手段来对设备的运行工况进行有效的监测，从而实现设备缺陷发生的提前性预测。系统通过模拟趋势曲线、统计饼图等方式来展现设备重要数据点的变化情况、各类设备缺陷的复发情况以及消缺率等信息。
9、5.良好的第三方系统集成功能在电力企业中由于历史的原因，往往存在很多的计算机应用系统。如何与这些系统进行有效的集成，以保护企业的现有投资，是一个非常重要的问题。为此本系统特别设计了第三方系统接口配置功能，能够实现将系统中所生成的相关记录以预先约定的格式自动写入到第三方系统中。由于系统采用的是ORACLE、SQL Server、Access等类型的关系统数据库，因此，在开放了数据表结构的前提下，外系统（如MIS）也可以非常容易的实现对本系统所生成的数据的直接访问。开放的缺陷库可供用户根据不同的线路结构设定标准缺陷类型；四、系统体系结构线路巡检系统采用一个中心+多个移动手持设备端的总体体系结构。中
10、心端可以具有各种管理功能，运行在微机平台上，采用GIS界面；移动手持端采用PDA+GPS模式，移动手持端可以在一段时间范围内独立运行，保存巡检数据。巡检管理系统工作方式为：在野外进行数据巡检时把线路及设备在运行期间的情况记入掌上电脑，即采用掌上电脑收集数据。巡检完毕回到办公室后，利用掌上电脑和桌面PC机或服务器的同步基座进行数据同步传输，把巡检的数据同步传输到桌面PC管理程序中。如有需要，可以利用桌面PC机或服务器查询修改输电线路设备情况，生成巡检过程中出现的设备缺陷处理单，对历史巡检数据进行查询分析和生成统计报表等。1.总体结构2.中心系统结构中心端运行一个基于高档微机平台上的GIS软件，包
11、括以下内容：（1）全辖区的GIS平台（2）全辖区的电力巡检对象布局图A、线路-杆塔-附属设备分布图B、管理分区图（3）各种电力专业数据库及接口（4）各种图片库及接口（5）通信接口平台3.手持终端系统结构手持终端设备基本功能都集中在手持设备上的嵌入式GIS界面内，该设备是一个集GPS于一体的智能终端，其上面运行着线路巡检的终端程序和一定容量的存储空间，具备记录、保存、发送巡检数据和位置路径信息的功能。五、系统要实现的功能1.中心系统1.2.1.基本GIS系统地图浏览全图显示鹰眼预览（放大镜）漫游（平移）放大缩小重绘（刷新）、捕获闪烁地图管理图层控制：任意图层的打开和关闭，可以在地图上选择显示不同
12、类别的地物设施。比例尺操作：比例尺设定，可以根据不同的比例尺进行不同图层的分层显示（拉杆）地图测量：距离、面积测量功能地图打印：打印地图。添加标注、标志（指路），并把相关信息保存到网站数据库中，方便下一次使用。信息查询空间信息查询属性信息查询空间、属性信息的双向查询点击查询周边查询沿途查询不规则区域查询分类别查询模糊查询精确查询（目标名称，详细地址或电话）定制关联性查询组合查询等。1.2.2.线路管理线路是系统的基本管理单位.在系统中存在三类对象,管理区划、线路、杆塔及其附属设备,管理区划中有其管辖的线路，线路由杆塔支撑而成，线路上的设备可视作附属于杆塔。在线路管理模块中可以添加、删除线路及修
13、改线路名称。1.2.3.杆塔管理杆塔是系统中的重要标石对象，设备的管理、巡检到位情况的测定都于杆塔有直接的联系。杆塔管理模块对输电杆塔作了管理，这一部分的功能是在线路中添加、删除和修改杆塔/台帐。在杆塔管理中还有一种特殊的情况需要管理，也就是同杆架设管理。同杆架设指的是在同一棵杆塔上架设有两条或者两条线路以上线路的情况。这一部分的功能是将不同线路上的杆塔设置为同一杆塔、删除同杆关系。1.2.4.周期管理周期管理可指定某线路的下次巡检时间及巡检周期。这里的功能包括周期设定和周期提示。周期设定是专门提供给班组长和专责、主任的为每个巡检设定时间的功能。周期提示是对下一次巡检到来时间的提示。1.2.5
14、.数据同步数据同步发生在巡检初始的派工和巡检完成之后的交工两个时刻，对于前一个系统要象终端系统发送必需的巡检项目代码、用户代码、巡检线路等系统信息。对于后一个系统要接受巡检完成的杆塔位置信息、线路巡检信息、巡检状况信息等。1.2.6.合并巡检结果在集体巡检中，各个小组巡检的结果会显示为一条线路的不同线路记录，为了将不同记录合并为同一条记录（实际上为同一次巡检），使用“合并巡检结果”功能进行记录的合并。1.2.7.巡检缺陷处理巡检缺陷处理是本系统中很关键的一个模块，其功能是对线路巡检中的缺陷进行分类，然后按照不同的分类进行处理。1.2.8.记录和回放巡检路线系统自动记录下巡线员的巡线活动轨迹，自
15、动积累并可形成路线供中心回放检查。巡线员所携带的手持设备上配备了高精度的GPS模块，只要保持设备的开机运行，内置程序就能不间断地记录所经过的路径、每一现场的停留时间等。 1.2.9.查询1.9.1.杆塔台帐查询杆塔台帐是杆塔的基本信息，它包含了杆塔的50多种形式特征的信息。但是，我们要得到某颗杆塔的信息时，并不需要得出所有的信息，杆塔台帐查询为我们提供了这种查询方式。1.9.2.巡检情况查询结果查询是对巡检后的数据进行查询，其功能是对所有的巡检数据按用户设置的一定条件进行查询。有三类设置条件的方式：按线路查询、按杆塔类别查询及按杆塔查询。1.9.3.缺陷查询缺陷查询是按一定条件将所有的巡检数据
16、中存在缺陷的杆塔列出其缺陷。1.9.4.缺陷处理单查询缺陷处理单查询模块提供了用户按照一定条件对缺陷处理单进行查询。1.2.10.统计1.10.1.巡检统计巡检统计模块提供了对某条线路巡检情况查询统计的功能，其结果按用户要求既可用报表，也可用图表的方式表现出来，为用户提供统分的直观的决策依据。1.10.2.报表本系统能够生成一些Excel格式的报表，这些报表生成后可以用Excel打开，并且能存盘。这里的报表包括:线路参数表、缺陷统计表、评级汇总表、设备评级表。1.2.11.系统代码管理1.11.1.杆塔类别管理杆塔类别指的就是杆塔所属的类别，此类别由用户自行定义，在使用掌上电脑巡检杆塔时，根据
17、杆塔类别对应的巡检项目作巡检。杆塔类别如铁塔耐张，铁塔直线等；或者I1、I2等。 杆塔类别管理模块对全局管辖范围内的杆塔作了管理。这一部分的主要功能是添加类别、删除类别及修改线路名称。1.11.2.人员管理人员管理模块对分局巡检人员作了分类管理。这里的功能包括新增、删除、修改、启用/停用用户。在人员管理中只有班组长可以增加或删除人员。1.11.3.巡检项管理巡检项即为巡检线路是需要检查的项目。例如有一棵杆塔，要巡检它的搭头、引流跳线、瓷件等等，这些项称之为巡检项。这里的功能包括删除，新增，修改模板及其选择项。2.手持系统手持系统主要完成系统的数据采集功能，它主要包括五大功能：用户认证、巡检到位
18、管理、巡检过程跟踪、线路缺陷管理、导航支持功能。用户认证完成对巡检人员的身份进行识别、认证和管理；巡检到位管理通过读取设备的地理位置信息及巡检人员当前位置信息，对二者进行匹配，定位所巡检的设备。然后对所巡检设备需要进行检查的内容、项目等数据表格进行提取，并显示于PDA的屏幕上，供巡检人员逐项对设备进行检查； 线路缺陷管理中巡检人员将设备的运行状态、参数等通过手写或选择直接输入到掌上电脑(PDA)中，其中缺陷项目和项目描述需要在使用前预先设置；巡检过程跟踪完成整个巡检的轨迹的记录，通过对空间维和时间维两个维度的考察，系统能够跟踪巡线中在什么时间、什么地点做了哪些事情，以便于考核巡线质量。2.1.
19、使用流程2.2.通用地图操作2.2.1.地图工具放大：可放大所欲浏览之地图。缩小：可缩小所欲浏览之地图。全图直接点选全图可以开启你所点选的县市地图。地图置中使地图回到该区的中心点。鹰眼图：又名缩略图，顾名思义，在鹰眼图上可以象从空中俯视一样查看地图框中所显示的地图在整个图中的位置。比例尺：在地图上切换显示地图比例尺图层显示控制：显示图层控制窗口，在图层控制窗口中可以通过将图层名称设置为选中状态来控制该图层是否显示。 平移模式：为了您方便使用查询，您可以于选单中激活平移模式，或由工具列按下按钮，激活平移模式后，再用您的手写笔拖曳您所想平移地点。三维模式您可以在由平面地图切换成3D 鸟瞰图，在3D
20、 模式下微调地图的鸟瞰角度。让您在浏览地图时更加清楚。夜间模式：提供夜间使用的增强显示模式。左、右旋转可任意调整您观看地图时的左右方向。2.2.2.地图查询点查询 ：点击地图上一点，查询该点上地图对象信息。矩形查询：在地图拖拉出一矩形区域，查询该区域内的地图对象信息。圆形查询：在地图拖拉出一圆形区域，查询该区域内的地图对象信息。多边形查询：在地图上点击一系列的点，这些点连起来构成一个任意多边形区域，查询该区域内的地图对象信息。模糊查找 ： 按照地图对象名字进行模糊匹配，显示匹配的地图目标的信息。最近目标查找：查找距离当前位置最近100M- 1000M（用户选定）之内的地图目标信息。长度量算：量
21、算指定线段的长度。面积量算：量算指定多边形区域的面积3.专业巡检操作3.2.1.选择线路 在系统使用中，专业操作都是针对某一条线路的，如定位某一条线路中的杆塔，查找某一条线路中的最近杆塔，系统中“选择线路”功能就是用来设置当前线路的。在打开当前线路设置窗口后，用户可以在线路下拉列表中选取当前线路，在选取之后就可以看到该条线路总的杆塔数，已经巡检的杆塔数以及上次巡检杆塔号。3.2.2.定位杆塔定位主要是为了获得杆塔的经纬度坐标。 在系统建设之初可能没有准确的位置信息，那么就可以通过定位来获取杆塔的位置。当系统已经获得了位置信息之后将以此作为基准数据，用来监测巡检的人员的到位情况等。每次定位时，首
22、先要选择合理的位置，系统要求对一根杆进行四次定位以便尽可能减小定位的误差。 3.2.3.巡检根据电力线路巡检规程的要求，系统在手持终端上配备了线路巡检记录程序，野外实地巡检工作中巡线员只需要选择对应的线路杆塔编号、设备种类、故障与缺陷类型、处理方式与结果类型，不需要手工输入或记录任何文字数据，该手持设备即能记录下线路各杆塔上的检修情况和具体位置信息。 3.2.4.导航在巡检人员野外巡检的时候，往往由于各种天气状况或者人为原因不能迅速的找到要到达的地点，导航功能通过表单方式将距离当前位置最近的符合筛选条件的5个杆塔显示出来，这样巡检人员就可以根据提示的方向和地图信息迅速到达指定地点了。3.2.5
23、.轨迹管理系统能自动读取GPS信息，不间断地记录所经过的路径、以及每一现场的停留时间等。3.2.6.故障诊断快查 为了快速有效的修复设备故障，便于检修人员系统迅速定位故障位置，查出故障原因，系统提供了故障诊断快查功能。故障诊断快查的依照时故障诊断库，这个数据库根据设备的运行状况、日常故障诊断数据加以分析得出的。六、系统配置本部分对电力线路巡检GPS实时监视系统各部分的设备配置作一简单介绍。1.系统总体配置电力线路巡检GPS实时监视系统包括监视中心和支局终端手持设备两大部分。2.中心设备配置巡检实时监视服务器 1台配置要求：CPU P4-1.8G以上内存 1G硬盘 - 40G19平面彩显可刻录光
24、驱（历史备份）(可选：2小时后备电源)3.支局和终端设备配置每个支局按照同时巡检的线路数配备同等数量的手持终端。七、系统实施步骤电力线路巡检GPS实时监视系统的实施建议采取“从中心到终端、从试运行到正式验收投运”的工程实施步骤。1.巡检监视中心系统实施巡检中心的建设包含局中心巡检监视子系统的建设。局中心巡检监视子系统的实施包含：1.硬件环境的建立服务器2.巡检监视中心服务软件系统的开发：基本用户需求的调研分析软件系统的设计软件系统的编程调试中心软件系统与通信子系统、远端子系统的联调2.支局和终端系统实施支局和终端系统的实施基本上合二为一：设备配备和软件、数据分配同时进行：A、终端设备配发每支局
25、2台B、移动终端巡检子系统软件的开发：基本巡检模式的调研分析软件系统的设计软件系统的编程调试终端巡检子系统与中心软件系统、通信子系统的联调3.系统试运行系统试运行阶段主要实施以下工作：A、局部试验系统的部署：包含：局中心系统、短信通信系统、单支局单线路终端系统B、局部试验系统对应数据的准备：包含：全县区电子地图、电力网库接口、巡检线路的基础数据、短信子系统的基础数据C、局部试验系统的跟踪运行：由系统开发方、中心管理人员、野外巡检人员配合记录局部试验系统的日常运行情况，对系统出现的问题进行分类管理，反馈给开发方实时修正。D、全局系统的试运行：局部试验系统运行一段时间2周且已将出现的问题修正后，可以将全部手持设备配备给各支局巡检人员，同时必须制定新系统投入运行后的管理制度，以规范全体巡检人员对系统的使用。4.项目验收与鉴定在全局系统试运行一段时间（2个月）并且已经修正大部分使用中的问题以后，可以申请上级主管部门对系统进行验收，并且邀集行业专家进行项目鉴定。
