高壓輸電路徑危險點分析方案設(shè)計及應(yīng)用

供電局輸電線路運行維護單位在使用檢測終端工作過程中，有大量的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)、圖像照片信息，包括大量的數(shù)據(jù)、表格、圖片、視頻、監(jiān)測數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。由于檢測終端建設(shè)的推進，檢測數(shù)據(jù)還在不斷增加。在輸電運維中通道內(nèi)外力破壞新增隱患檢測、通道內(nèi)重要隱患點實時跟蹤治理、典型缺陷的及時發(fā)現(xiàn)解決等相關(guān)工作通過人工巡視、人工排查、巡視排查周期較長，不能及時發(fā)現(xiàn)問題，容易引發(fā)生產(chǎn)事故，從而造成經(jīng)濟損失。只靠人工對圖像進行識別分析工作量大，并且長期工作會產(chǎn)生視覺疲勞容易遺漏忽略最重要的問題從而引發(fā)嚴(yán)重的不良后果。所以使用圖像識別分析系統(tǒng)針對這些數(shù)據(jù)通過自動識別整理的方式進行圖像分析、預(yù)警及危險點處理跟進。通過對輸電過程的監(jiān)測、數(shù)據(jù)等方面進行智能化建設(shè)，以達到對危險點及時報警、及時分析、及時處理的目的。

1 輸電路徑危險點概述

在供電局開展輸電線路運行維護工作過程中，高處、帶電或臨近帶電體等危險性作業(yè)頻繁，危險點較多，必須強化管理、落實措施，才能有效防范事故的發(fā)生。在作業(yè)過程中存在的人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)，危險點分析工作的根本目的是實現(xiàn)對事故的提前預(yù)防，對作業(yè)過程中的危險點進行辨識、分析、評價是工作的核心內(nèi)容。

危險點的評級主要使用LEC 評價法，這是一種評價具有潛在危險性環(huán)境中作業(yè)時的危險性半定量評價方法，是用與系統(tǒng)風(fēng)險率有關(guān)的3種因素指標(biāo)值之積來評價系統(tǒng)人員傷亡風(fēng)險大小，這3種因素是：L為發(fā)生事故的可能性大小；E為人體暴露在這種危險環(huán)境中的頻繁程度；C為一旦發(fā)生事故會造成的損失后果；D為危險性分值；D=LEC。D值越大，說明該系統(tǒng)危險性越大，需要增加安全措施，或改變發(fā)生事故的可能性，或減少人體暴露于危險環(huán)境中的頻繁程度，或減輕事故損失，直至調(diào)整到允許范圍內(nèi)。根據(jù)D值的不同將危險程度分為5級：D 大于320，極其危險，不能繼續(xù)作業(yè)；D介于160～320，高度危險，要立即整改；D介于70～160，顯著危險，需要注意；D介于20～70，一般危險，需要注意；D 小于20，稍有危險，可以接受。

在危險點辨識和分析的基礎(chǔ)上，危險點控制的基本要求是：首先預(yù)防作業(yè)過程中產(chǎn)生的危險因素；排除作業(yè)場所的危險因素；處置危險因素并控制在國家規(guī)定的限制內(nèi)。危險點控制措施包括：直接安全技術(shù)措施，以提高設(shè)備和設(shè)施的本質(zhì)安全性能，消滅危險因素；間接安全技術(shù)措施，采用一種或多種安全防護裝置或設(shè)施，最大限度地預(yù)防和控制危險因素地發(fā)生；指標(biāo)性安全技術(shù)措施，采用檢測報警裝置、警示標(biāo)志等措施，警告、提醒作業(yè)人員注意。

2 實施內(nèi)容

2.1 實施基礎(chǔ)概況

本項目試點范圍為供電局輸電路徑危險點分析，從危險點的監(jiān)測、綜合管理、數(shù)據(jù)智能化分析及軟件應(yīng)用幾個方面進行方案研究與設(shè)計。建立便捷的資產(chǎn)數(shù)據(jù)采集管理通道，基于電子衛(wèi)星地圖建立桿塔線路設(shè)備資產(chǎn)信息庫、通用數(shù)據(jù)管理接口，實現(xiàn)局所轄輸電走廊資產(chǎn)的動態(tài)可視化管理功能。

利用移動應(yīng)用技術(shù)、高精度GPS技術(shù)及傳感技術(shù)，在巡檢、搶修的過程中進行可視化瀏覽圖紙信息，實現(xiàn)移動端提前制圖并自動傳輸?shù)紾IS 進行數(shù)據(jù)校驗和導(dǎo)入功能，最終實現(xiàn)設(shè)備基礎(chǔ)庫的智能化采集與核查。

2.2 建設(shè)危險點在線監(jiān)測系統(tǒng)

目前我國在輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)上主要采用覆冰在線監(jiān)測技術(shù)、桿塔傾斜監(jiān)測技術(shù)、輸電線微風(fēng)振動監(jiān)測技術(shù)和視頻在線監(jiān)測技術(shù)[1]。要做到及時監(jiān)測，就要實現(xiàn)輸電線路可視化，對線路上的危險點進行可視化監(jiān)測。

通道環(huán)境可視化。輸電線路通道環(huán)境是指通道外可能或已經(jīng)對線路設(shè)施產(chǎn)生影響的環(huán)境變化。在對通道環(huán)境進行巡視時的內(nèi)容主要包括：線路通道樹木、線路通道建筑、線路環(huán)境施工、線路環(huán)境變化和巡線通道變化。傳統(tǒng)巡視存在不及時，不全面，不安全等問題，通過在桿塔上安裝高清攝像頭，對線路通道和周圍環(huán)境進行實時監(jiān)測，并定時將現(xiàn)場圖片傳回。經(jīng)過一系列基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的配置，實現(xiàn)按電壓等級、線路等條件的線路通道可視化查詢功能，如圖1所示。

圖1 麗江建太甲線狀態(tài)可視化

裝置分布可視化。通過高精度的GPS 定位技術(shù)確定輸電線路上各部分裝置具體分布情況，在全市圖或者分地區(qū)圖顯示時可看到當(dāng)前區(qū)域所有的桿塔信息。點取任意一個桿塔，即可顯示該桿塔的名稱、編號、電壓等級、線路參數(shù)等，并且顯示該桿塔每隔半個小時保存一次的圖片信息以及視頻信息。實現(xiàn)按公司、線路、電壓等級、桿塔/裝置位置等條件的裝置分布可視化查詢功能。

隱患部位可視化。在隱患部位實現(xiàn)可視化，可免去故障突然發(fā)生時對故障發(fā)生部位進行排查所浪費的時間。在檢測設(shè)備覆蓋范圍內(nèi)，巡檢人員可以實時隨時隨地調(diào)取監(jiān)控設(shè)備進行查看，如有發(fā)生的隱患部位也能實時進行監(jiān)控。

人車工況可視化。有大型機械設(shè)備施工等人員車輛在輸電線路周圍時，可進行實施查看和巡視監(jiān)督管理。

現(xiàn)場作業(yè)可視化。當(dāng)發(fā)生的隱患點需要人工或者車工進行維修和維護巡查時，通過監(jiān)測設(shè)備可進行實時查看和監(jiān)督現(xiàn)場施工和作業(yè)情況。

2.3 建設(shè)綜合管理系統(tǒng)

將用戶、數(shù)據(jù)、報警信息和公司信息分別構(gòu)成各個模塊，建設(shè)由以上模塊組成的綜合管理系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)生故障時，快速準(zhǔn)確靈活地發(fā)送警報信息，準(zhǔn)確找到對應(yīng)負責(zé)部門公司，實現(xiàn)及時處理。

系統(tǒng)管理。維護系統(tǒng)用戶所屬的公司，包括公司名稱、上級公司、下屬部門數(shù)、公司編號、公司等級等信息。維護系統(tǒng)功能，管理各個功能模塊。

用戶管理。系統(tǒng)具備分級權(quán)限管理策略，只需建立一個監(jiān)控中心，不同區(qū)域的用戶可通過客戶端通過權(quán)限的用戶名以及密碼進行登錄。維護系統(tǒng)用戶所屬的組織結(jié)構(gòu)信息，維護系統(tǒng)用戶信息。可自定義角色名稱，方便用戶授權(quán)，如值班人員、管理人員。為用戶授權(quán)，可控制每個功能的讀、寫、刪除權(quán)限。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理。利用裝置內(nèi)部GIS 采集的數(shù)據(jù)進行整理規(guī)劃，所得數(shù)據(jù)用來反映線路所經(jīng)地區(qū)的行政劃分、地形地貌、交通狀況、人口分布等內(nèi)容，也用來描述變電站、桿塔、架空線等電力設(shè)備及線路運行管理部門的地理位置[2]。在管理系統(tǒng)中設(shè)有字典管理功能，為用戶翻譯數(shù)據(jù)；隱患管理功能，維護隱患的基礎(chǔ)信息；人工巡檢配置管理功能管理人工巡檢的基礎(chǔ)信息。還設(shè)有可配置的巡檢類型、巡檢項目、巡檢模板和資產(chǎn)維護管理，管理和維護基礎(chǔ)資產(chǎn)信息，管理維護新路基礎(chǔ)信息，管理維護桿塔、裝置信息基礎(chǔ)信息列表。

報警管理。將部門公司通訊錄進行分組，可針對不同的區(qū)域、不同的告警級別管理通信錄，進行報警信息的靈活發(fā)送。

2.4 建設(shè)智能分析系統(tǒng)

現(xiàn)階段智能電網(wǎng)的建設(shè)日趨成熟，智能化技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于輸電線路之中，構(gòu)建智能分析系統(tǒng)，實現(xiàn)智能巡檢和危險點智能分析。通過在輸電線路中建設(shè)智能化平臺，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集校驗，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互并提高運檢管理效率[3-5]。智能分析系統(tǒng)具體可以有以下功能。

危險點智能分析。通過對圖像精確分析處理，消除天氣、光線以及非隱患區(qū)域的干擾，對比歷史圖片，識別變化，過濾無隱患圖片，實現(xiàn)精準(zhǔn)告警，確保無漏報。在積累了足夠多的樣本圖像后，建立各隱患源特征模型，快速識別圖像中是否存在隱患源，進一步提高隱患識別的準(zhǔn)確性和及時性。

查詢統(tǒng)計。通過對設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分析，按照線路的重要程度、不同區(qū)段、不同地域、不同季節(jié)、隱患及故障的分布對設(shè)備風(fēng)險進行評估，劃定隱患/缺陷等級，并提供分類查詢和統(tǒng)計功能，將統(tǒng)計分析輸電線路智能分析的結(jié)果展現(xiàn)出來。

綜合智能報表。在線的報表設(shè)計功能，可直接在WEB 頁面上設(shè)計各種展現(xiàn)報表、統(tǒng)計圖等。提供預(yù)制報表模板，輸入事件等參數(shù)即生成所需報表。提供豐富的統(tǒng)計圖類型和樣式，包括柱狀圖、餅形圖、折線圖、面積圖、條形圖、走勢圖等，根據(jù)生成的圖表對危險點可以有更加規(guī)律性、更具準(zhǔn)確性地分析。

分析預(yù)警。針對采集的圖片和視頻信息可進行相應(yīng)的查詢和分析，做人工和智能分析，通過智能數(shù)據(jù)建模，進行模型比對，自動預(yù)警。

人工巡檢。即使有了通道和裝置的可視化設(shè)計，但仍需定期的人工巡檢，確保線路的安全可靠，可利用智能平臺設(shè)置人工巡檢計劃，配置巡檢地圖，查看巡檢計劃執(zhí)行情況、桿塔巡檢缺陷記錄、桿塔巡檢到位缺陷記錄。

圖片輪詢分析。通過配置選擇，選擇輪巡的線路、桿塔等裝置，進行當(dāng)天的圖片輪巡查詢。包括線路輪巡、桿塔輪巡、還有其他輪巡。

2.5 地圖導(dǎo)航

巡檢人員通過移動智能終端實時接收巡檢任務(wù)，智能導(dǎo)航及記錄巡檢軌跡，到達目標(biāo)附近自動打卡。結(jié)合現(xiàn)場實際發(fā)回的照片形成有效的監(jiān)督，實現(xiàn)人車工況可視化（圖2），同時現(xiàn)場作業(yè)管理應(yīng)用軟件提供歷史缺陷/隱患信息查詢，輔助完成巡檢任務(wù)。

圖2 智能巡檢人車情況查詢

2.6 移動巡檢APP

利用成熟的移動運用及電子地圖技術(shù)，通過可視化的地圖標(biāo)識及擴展運用，實現(xiàn)無紙化移動辦公，摒除辦公現(xiàn)場的地點限制，可便捷的開展線路巡檢管理工作，做到信息及時傳遞，擴充信息溝通傳遞渠道，助力巡檢工作的有效開展，實現(xiàn)輸電線路的移動精益化管理提升。

信息查詢及展現(xiàn)。查詢詳細的基礎(chǔ)信息，包括實時監(jiān)控、巡檢計劃、告警信息、缺陷錄入、作業(yè)考核等，展示各個功能模塊和告警標(biāo)記數(shù)及用戶關(guān)注的正常圖片輪巡；智能消息推送。向用戶推送個人信息、系統(tǒng)信息、公共信息等推送服務(wù)，減少了信息檢索的繁瑣過程，使用戶及時獲得信息數(shù)據(jù)；用戶登錄。用戶輸入賬號密碼進行登錄；實時巡檢。通過GIS 可視技術(shù)、GPS 定位技術(shù)實現(xiàn)輸電線路可視化巡檢打點、危險點智能識別和預(yù)警提醒，實現(xiàn)設(shè)備唯一身份認證識別、巡視到位管控、巡視定位，在APP 中實現(xiàn)線路設(shè)備在地圖上顯示，支持地圖及衛(wèi)星圖顯示。

3 結(jié)語

簡要介紹了針對輸電路徑上的危險點進行分析所設(shè)計的方案，通過在線監(jiān)測系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)的綜合管理系統(tǒng)，智能化分析平臺和移動軟件，對危險點進行全面的監(jiān)測、預(yù)防、控制和處理。將供電局輸電線路的檢修工作更好地智能化，一方面能夠大大提高工作效率，一方在一定程度上解決了安全問題。遠程的移動APP 能夠更好地對輸電線路特殊環(huán)境起到遠程監(jiān)控和故障預(yù)警的作用。