输电线路智能巡检系统的研发

张博 史丽君 邢闯

摘要：随着时代的进步和发展，对于电力能源需求量在不断增加，特高压电网建设规模在逐渐扩大，与此同时，输电网络变得越来越复杂，这在一定程度上促使人工地面故障巡查难度系數大大提升。采用地上人工巡检方式常常会由于遮挡、距离等因素干扰，难以有效确定绝缘子和相关的电气设备是否处于良好的工作状态。如果在一些特殊的气象环境中，通常难以正常实施人工登塔巡检，另外，通常在一些人员活动密集区域输电线路常常会受到外力破坏，采用人工巡检方式根本无法及时发现输电线路故障问题，而且不能及时制止输电线路外力破坏问题。由此可见，输电线路智能巡检机器人代替人工巡检方式的应用有着重要的意义。

关键词：输电线路;智能巡检系统;研发

1 系统构成

1.1 系统硬件

（1）数据服务器、客户端计算机。系统运行依托于支持 Window XP及以上操作系统的数据服务器以及客户端计算机。（2）掌上电脑（PDA）。设备不但方便携带、易于操作，通过 PDA进行具体操作，确保流程自动化，而且符合办公无纸化的标准，满足野外作业需求。系统用户可基于输电线巡检的具体需求，配置PDA。

1.2 系统软件

系统功能模块依次包括及时动态、档案管理、缺陷管理、作业管理、互动平台、基础数据、后台管理、系统维护[1]。

（1）及时动态。对一定时间段内巡检作业有关情况和工作计划安排做出准确显示。（2）档案管理。对同运行维护有关的关键资料及时上传、备份存储与查询。（3）缺陷管理。（4）作业管理。关于标准化作业，具体的作业指导书范本由公司组织统一发布，达到权限级别用户能够自行进行调整修改;全部系统用户能够获取所需范本，对现场作业指导书进行有效编辑;编辑完成的现场作业指导书，通过主管部门完成严格仔细审批，方可执行实施。（5）互动平台。互动平台同网络论坛具有相似性，属于系统用户发布信息、寻求帮助的综合性平台。（6）基础数据、后台管理、系统维护模块。此部分模块应用范围以维护为主，涵盖模块更新、系统基础数据等维护，便于使用期间完成系统更新、升级与拓展。

2 系统工作原理

系统集成GPS、PDA与计算机网络通信技术，无需借助于信息识别载体，仅需便携式移动设备和PDA，位于无线网络覆盖区域，用户能够及时对线路巡视缺陷进行准确详细记录，使缺陷管理以及人员考勤等工作可以更加科学化、信息化与规范化。

数据服务器通过对客户端电脑中存在的各类记录进行有效收集，对信息数据进行存储、整理、分析以及输出等，对缺陷发现和缺陷处理的全过程采取严格有效的监管以及闭环控制，实现 PDCA循环[2]。

PDA利用串口，可同装载 PDA同步程序的客户端计算机直接连接，可对作业指导书进行快速下载，同样可对租用现场记录数据及时完成上传。

网络化多级机构纵向巡检工作模式，便于上级部门及时对下属机构巡检信息数据的有效查询，并进行科学分析与精确统计。

3 系统的技术优势与特点

3.1 运用先进科学技术

系统研发期间，对系统功能、技术与生命代谢周期予以全面考虑，使系统同计算机技术发展保持同步。因此，系统研发运用了先进科学技术。

3.2 运用 B/S架构

系统运用 B/S架构，B/S架构所具备的优势特点较多，特别是软件系统更新、升级与扩展不断加快的趋势下，B/S架构产品更具便利性。不论用户规模或是分级机构的多少，其均可以保证维护升级工作量不会出现大量增加的情况，全部操作仅需基于服务器，若为异地仅需保持服务器接入网络，便可完成维护升级工作。所以，系统运用基于 WEB的企业计算机客户端，整体系统运行依托于支持 Window XP及以上的操作系统，操作方便具有较高的灵活性。

3.3 软件运用 ASP、NET（C#）技术

整体软件系统运用 ASP、NET（C#）技术，运用 3层机构，并支持 SQLServer或是 Oracle数据库开发，开放数据库也保证用户能够基于具体工作需求完成个性化设置。

3.4 使用特点

实际使用期间，系统界面简洁且操作简单，对计算机水平要求并非十分严格，整体而言，系统使用方面具备如下特点。

（1）用户能够基于具体工作需求，对文件菜单具体名称做出个性化设定，并对关键文件资料进行分类上传和存储，用户可以通过系统进行及时查询和调用，显著提升工作效率。（2）缺陷发现与上传可以更为方便快捷，后勤管理和现场巡检能够做到无缝衔接，使生产管理水平得以有效提升。（3）缺陷规范性描述以及准确记录，确保现场巡检管理以及缺陷处理可以更加规范化与信息化。（4）缺陷描述以开放式描述为主，各个班组可以根据线路缺陷的具体情况，对缺陷内容采取定量描述，做到真实客观、完整详细。（5）后勤技术人员能够基于缺陷的实际情况，明确相应的处理方式，实现线路缺陷发现与处理、闭环的全过程控制。（6）针对巡检工作，作业指导书编制以及实施执行，均可在网络中进行，有利于对巡检期间的危急或是重大缺陷进行快速有效处理。（7）计算机实现对信息数据等资料的存储、汇总以及查询等工作，使输电线路运行管理工作可以更加清晰直观。

4 控制系统设计与研究

4.1 跨越越障桥

巡检机器人在实际工作过程中无障碍行走则是昀为基础的要求，是保证巡检工作有效开展和进行的关键，在该项机器人应用的主要是嵌入式运动控制系统。在该机器人进行巡检工作过程中遇到越障桥时，那么在这台机器人中所搭载的红外传感器就会发挥作用，能够准确识别到越障桥信息，然后再将其反馈到控制系统，然后发出相应指令促使越障装置夹紧越障桥，然后在充分结合该机器人所处于的位置以及桥型结构信息，通过相关的计算和分析对越障装置夹紧程度进行有效控制，通过这种方式能够达到精准上桥的效果;在桥上运行环节，通常会结合机器人所受到风的影响计算以及桥的结构信息，从而实现对越障装置夹紧程度进行有效的控制;运动控制系统通常会对机器人运行的平稳性进行有效的控制，这主要是为了确保机器人可以安全越障重回地线。机器人在实际运行的过程中常常会遇到防震锤、杆塔等障碍物，然而通过对越障系统的有效应用，都可以轻松地跨越障碍物，控制机器人高效完成相应的爬坡、下坡环节。基于对控制算法的科学使用，大大提高了机器人过桥的流畅度。

4.2 控制系统硬件设计

该机器人功能性的实现主要是基于对相关系统硬件的有效使用，在机器人中所使用的系统硬件设施相对较多，主要应用的是双系统设计，并且不同系统所发挥的作用也存在较大差异。在stm32芯片上主要应用的是ucos系统，其作用主要是实现云台控制、运动控制以及传感器数据采集等;其次，在 arm芯片上主要应用的是 Linux系统，其功能主要是信息采集、信息传输、远程控制功能，这主要是基于与无线路由器通信技术的融合应用。

5结束语

综上所述，输电线路智能巡检系统研发，运用计算机网络通信技术，符合电网发展的全新形式和标准需求，符合输电线路巡检的工作需求，使输电线路检修维护水平得到有效提高。系统的应用也对输电线线路管理水平的提升、管理成本的节约有着十分重要的影响和意义。

参考文献

[1]赖奎，姚军艳，马承志，等.输电线路智能巡检系统的设计研究[J].广东电力，2016，29（7）：105-110.

[2]江全才，魏飞翔.一种输电线路智能巡检系统设计与实现[J].三峡大学学报（自然科学版），2013（3）：95-98.