输电线路智能巡检系统的实用化研究

杨振伟，易 伟，金 玉，刘大勇

（1.国网九江供电公司，江西 九江 332000；2.国网黄冈供电公司，湖北 黄冈 438000；3.国网长春供电公司，长春 130021）

输电线路是电力系统的重要组成部分，输电线路巡检管理是有效保证输电线路及其设备安全、提高供电可靠性、降低线路故障率的一项重要基础性工作。目前，国内电力行业普遍采用的线路巡检模式主要有：人工巡视、手工记录的模式，其缺陷是人为因素较多，工作量大、效率低、管理不便等；基于自动识别技术的巡检系统，这种方式存在杆塔上安装的信息载体易丢失、安装复杂、成本较高、记录的信息量较少等不足，不适应点多线长的巡检管理要求；GPS＋巡线仪或PDA＋GPS的巡检系统，该类巡检系统最大的不足就是只有在巡检结束后才能采集到巡检相关数据，不能及时准确地反映线路设备的运行状况，无法监督巡检人员的到位情况，难以满足线路安全运行的需求［1－6］。

九江供电公司针对线路巡检工作实际需要及特点，以地理信息系统（GIS）为整体平台，创造性地集成了GIS、GPS、掌上电脑（PDA）和无线网络通信技术（GPRS）的最新成果，设计开发了基于“移动信息平台”的输电线路智能巡检系统。

1 系统特点及结构

1.1 系统特点

输电线路智能巡检系统能够提高设备巡检质量，及时记录并分析设备缺陷和隐患，提高科学运行管理水平，实现人性化、信息化管理，其特点为与杆塔设备无硬件联系，不需在杆塔上装设辅助设备；系统具有较高的安全性和稳定性，满足野外的工作条件；界面清晰明了，操作简便，易于掌握；定位准确快捷；实现输电线路巡检无纸化和巡检结果录入的规范化；及时地反映设备的巡检故障缺陷情况；以详细而规范的原始数据积累，作为输电设备状态检修的可靠依据；线路巡检数据的收集、查询、统计等工作更加方便、规范；有效监督巡检人员的到位情况，最大限度地减少漏检、错检。

1.2 系统结构

该系统包括“移动巡检系统”和“桌面巡检系统”两大子系统［7］。

移动巡检系统运行在一个集GPS和无线通信功能于一体的PDA 设备上，并通过无线网络实现移动端和桌面端间的无线通信和数据传输。利用PDA 实现巡检信息的现场采录，用于巡检人员对巡检点设备信息进行记录和查询。PDA 主要负责在巡检过程中记录巡检信息、指引巡检路线、提示工作任务、查看设备状态等。当巡检人员从桌面巡检系统将巡检任务下载到PDA 后，在巡检现场通过GPS定位设备，并从PDA 上获取设备信息和巡检内容，然后根据巡检任务输人设备巡检后的参数和信息，PDA 同时记录此次巡检时间和巡检信息。巡检结束后，通过无线网络与桌面巡检系统的后台数据库进行数据同步，将PDA 内记录的数据实时自动传入桌面巡检系统服务器，服务器会根据巡检人员所传入的数据进行集中处理，生成巡检记录和设备缺陷数据，在有效降低成本的同时，提高了工作效率。

桌面巡检系统采用模块化的设计方式，将系统功能设计成单独的软件模块，便于系统的升级和功能扩展，配合人员权限管理模块，提高了系统的安全性和实用性。桌面巡检系统通过实时获取PDA 中的巡检记录信息，完成巡检数据的存储、查询、分析、汇总和报表输出，实现从缺陷发现到缺陷处理的全过程高效监管。桌面巡检系统是管理员用于管理巡检员信息、线路巡检信息、任务单信息、作业地图信息、线路信息、巡检设备信息等的平台，是巡检员、线路、任务三者的联系纽带。

1.3 系统功能

1.3.1 基准定位

基准定位就是在进行首次的巡线工作和巡视新线路时，采集新线路上的所有设备的位置信息和属性信息，前者用于创建日后巡检工作中指导巡检的工作地图，后者对应于桌面巡检系统中的巡视设备管理。实际工作要求只有在收集、完善了这2部分信息后才能进行正常的巡检工作。

1.3.2 日常巡检

日常巡检就是巡线员在巡检过程中采用PDA中的GPS接收器获取当时所在地理位置的经纬度信息和当前时间信息，然后与原始巡视点定位信息进行比较，并将现场检测的线路缺陷情况记录在PDA 中，以便在任务完成后上传到桌面巡检系统进行处理。依据系统围绕两大工作流程所完成的工作，得出线路日常巡检的工作流程见图1。

图1 线路日常巡检流程

a.作业任务生成。由监控调度员通过已分配的管理员账号登录桌面巡检系统制定任务，即指定某一日期某条线路的巡检任务（包括定期、特殊、故障、夜间、登杆以及初始化巡视工作）由某个班组的某一位巡检员承担；可以提前安排巡检计划；在任务执行前可修改、变更。

b.作业任务下传。巡检员在巡检之前手持PDA 到现场，用系统给每个巡检员分配的账号登录移动巡检系统，通过GPRS网络获取自己当天的巡检任务，下载相应的线路、设备等信息到PDA，PDA会显示任务安排的巡检线路、巡检路径及巡检人员当前所在的位置，巡检员只对安排的线路进行巡检。

c.作业任务执行。接收到巡检任务以后，巡检员首先判断该任务是日常巡检还是基准定位，巡检任务类型分为定期、特殊、故障、夜间、登杆以及初始化巡视几类。如果巡检任务是定期、特殊、故障、夜间、登杆巡视中的一个，则认为是日常巡检；如果巡检任务是初始化巡视（即对新建线路、新增杆塔的定位），则认为是基准定位。对于基准定位，巡检员只需用移动巡检系统中的GPS定位功能，对巡检点即杆塔进行定位，定位结束后通过数据同步功能将杆塔坐标上传到桌面巡检系统，通过桌面巡检系统中的数据同步功能将采集的杆塔数据用于更新地图数据。对于日常巡检，巡检员到达每个巡检点后，利用PDA 的GPS卫星信号接收器自动获取当前的位置坐标，并和数据库中的杆塔原始坐标进行比对，以确定正确的巡检对象，指导巡检员确定是否到位。确定巡检对象以后，巡检员对该点所有设备的运行情况进行检查、记录，系统同时记录该点的经纬度信息和记录时间。对设备的缺陷，巡检员只需点选标准缺陷库即可，特殊情况下可以手写输入备注信息。在线路巡检过程中，PDA 可以显示地图，并实时进行导航，指引巡检路线。

d.作业任务处理。任务结束后，巡检员通过PDA 将巡检结果上传到桌面巡检系统，通过分析巡检数据，形成所需报表。桌面巡检系统可以在地图上显示实时传回来的位置坐标，并形成运行轨迹，监控中心可实时监测巡检员的工作进度、巡查情况、车辆位置以及运行轨迹情况，确保巡检的到位率。

2 应用效果

2.1 革新了传统的线路巡检模式

在输电线路巡检过程中，GPS对故障点精确定位，GPRS高效信息传输，结合GIS地理信息处理能力，最大限度地减少了漏检、错检，及时发现缺陷，实现了无纸化办公，可有效监督巡检人员的工作状态。

2.2 提高了线路巡检工作质量及效率

a.无需在杆塔或线路上安装任何信息识别载体，直接利用GPS实现线路巡视自动定位和记时，并通过掌上电脑完成缺陷的规范性记录，使消缺管理和人员考勤逐步走向电子化、信息化、标准化。

b.桌面巡检系统收集移动巡检系统中的巡检记录信息，完成巡检数据的存储、查询、分析、汇总和报表输出，实现从缺陷发现到缺陷处理及注销的全过程高效监管。

2.3 具有较高的安全性、可靠性、实用性和稳定性

a.系统采用了严格的安全机制对巡检人员的身份进行识别、认证和管理。

b.该系统PDA 外带存储卡，提供全新的、强大的采集和处理数据的功能，可以存储大量的设备缺陷记录，在与桌面巡检系统传输数据之前，不会因为断电而丢失数据。

c.PDA 的用户界面友好，操作简单、方便、易学、易用，可从GPS获取高精度的定位信息并显示。

2.4 实现了实时监控和调度

桌面巡检系统和移动巡检系统通过无线网络实时进行数据同步，桌面巡检系统可以对巡检人员、设备或工程车辆进行有效地调度，使其位置能实时地显示在桌面巡检系统的地图上。

2.5 成本节约效果显著

按照完成整个巡检流程节省10%时间来算，每条线路每次巡视至少可以节省1个工时。通过无线网络实时传输功能大大缩短了缺陷的处理时间，节省了技术人员赶赴现场判断和分析缺陷的用车、差旅等费用，因此在人力成本上可以取得明显的经济效益。

3 结束语

基于“移动信息平台”的输电线路智能巡检系统，为输电线路运行维护管理引入了一个全新的概念，有效满足了线路巡检工作快速、高效、实时的要求，将线路巡检管理水平提高到了一个新的层次，实现了输电线路巡检管理的电子化、信息化和智能化，从而最大程度提高工作效率、确保输电网长期稳定运行。

［1］ 卞胜，杜彦巍，赵婕，等.变电站和输电线路智能巡检系统的设计与实现［J］.河北电力技术，2014，33（2）：24－26.

［2］ 于超.基于移动GIS 的线路巡检系统的研究与实现［D］.北京：华北电力大学，2008.

［3］ 郑三立，李正强，赵伟，等.基于GPS和网络技术的线路智能巡检管理系统［J］.电力系统自动化，2004，28（5）：90－92.

［4］ 陈勇，周炳凌，英晓勇.基于GPS的输电线路智能巡检系统的应用与展望［J］.江苏电机工程，2007，26（6）：26－27.

［5］ 张忠强，王明渝，刘述喜.基于GPS的输变电设备标准化作业管理系统［J］.电力自动化设备，2008，28（2）：97－100.

［6］ 刘更生，郑扬亮，冉学彬.天生桥局输电线路巡检系统开发及应用［J］.电力系统保护与控制，2010，38（6）：129－132.

［7］ 董倩，王素珍，韩冬，等.输电线路智能巡检系统中GPS技术的研究与应用［J］.微型机与应用，2013，32（16）：8－10.