GPS+GIS智能巡檢系統在電力線路巡檢中的應用

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

【關鍵詞】智能巡檢;應用

1.引言

目前電力行業所普遍采用的線路巡檢方式主要有兩種，一種是傳統的人工巡檢方式，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、安裝維護復雜等不足，尚未得到廣泛的推廣和應用。

所以除個別地區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境的變化，發現設備缺陷和危及線路安全的隱患，在相應表格上手工記錄故障或缺陷數據，然后評估并安排檢修，以便消除缺陷、預防事故發生或將故障限制。傳統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量，以及后續工作的開展。

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備運行狀況，危害電網安全。

2.GPS+GIS線路智能巡檢系統設計方案

2.1 系統設計思想

利用內置GPS的移動設備來開展巡檢工作是目前較為先進的技術手段。在移動設備中保存巡檢目標設備的相關信息，巡檢員可以查閱目標設備的信息，將設備缺陷等巡檢記錄輸入到移動設備中。并利用GPS信息記錄下巡檢的線路軌跡。等巡檢結束后，將設備通過接口將巡檢記錄導入到計算機，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、空間分析能力和復雜的查詢功能、有效的圖形創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技術相結合，應用到電力巡檢系統當中，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是創造性地集成了地理信息系統（GIS）、衛星全球定位（GPS）、掌上電腦設備（PDA）和計算機網絡通信技術的最新研發成果，基于“移動信息平臺”概念改革傳統巡檢工作方式，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定運行。

2.2 系統工作原理

線路巡檢系統是利用GPS位置坐標作為設備標識，利用掌上電腦（PDA）技術實現對供電設備定位和利用GIS地理信息系統管理軟件實現實時數據傳送相關信息，完成對巡檢工作情況的監測。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數據庫中。然后將含有桿塔GPS位置及桿塔巡檢內容的數據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，提示相應的巡檢內容，并將巡視結果存儲在掌上電腦中

2.3 系統工作流程

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巡檢系統的特點

該系統可使管理人員在局域網的任何終端，通過統計查詢模塊可以檢驗巡檢人員的巡檢到位率、設備的保障率、設備運行指標的變化趨勢、設備異常情況的發生時間和處理結果等，統計結果可以通過各種業務報表的方式打印出來，為綜合治理、以及要采取的相應改進措施提供詳實的依據，通過不同的訪問權限，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、導線接頭記錄、線路走向簡圖、各線路金具瓷瓶桿塔統計表的查詢管理，實現實時查詢巡檢人員的工作時間、軌跡和相應的設備運行數據。系統軟件能很方便地處理缺陷維護事務，包括缺陷的發現、維修處理，修復注銷登記等，使現場巡檢管理、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）此系統基于全球定位系統，巡檢人員無法修改時間、地點，可有效監督巡檢質量同時也能更為科學的考核巡檢人員工作業績。

（2）對線路設備缺陷形成從巡視中發現、記錄缺陷——巡視數據傳輸到計算機巡線管理系統—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。可對缺陷進行統計、分析，及時了解線路設備狀況。

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

3.2 應用優勢

GPS+GIS智能巡檢系統在輸電線路巡查中的應用優勢有：

（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，直接利用全球衛星定位系統實現線路巡檢自動定位、自動記時。

（2）減少巡檢缺勤率，減少錄入工作量，減少系統總成本：通過掌上電腦完成缺陷的詳細規范性記錄，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，完成巡檢數據的存儲、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盡快地熟悉設備情況及地理環境，使系統成為教育培訓的輔助工具，有助于員工技能的迅速提高

（4）基于生產管理系統（PMS）的設備屬性數據，擁有豐富的查詢功能。可以將數據輸出到EXCEL及多種圖形，基礎數據、運行數據可以輸出到系統外，與其他相關人員達到數據共享。

參考文獻

[1]張海軍，趙雪松.基于GPS的輸電線路巡檢管理系統的設計與實現[M].電網技術，2005，29（7）：78-81.

[2]洪延風，郝蘭榮.智能巡檢系統在輸電線路巡視中的應用展望[J].華北電力技術，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。