GIS+GPS智能巡检系统在输电线路管理中的应用

摘要：作为电力系统重要组成部分的输电线路通常会在自然环境中长期暴露，在输电线路中加强线路巡检管理是输电线路及相关设备正常、稳定运行的重要保障。GIS+GPS 智能巡检系统是将网络通讯技术、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）和手持设备创造性集结起来，是在“可移动的信息平台”概念基础上对巡检工作方式加以改革，对输电线路巡检管理的模式及思路加以创新，降低错检、漏检发生率，以便为输电线路安全、稳健而长效的运行提供保障。

关键词：智能巡检系统；输电线路；全球定位系统（GPS）

中图分类号：TM621.5 文献标识码：A 文章编号：

随着我国经济建设不断发展和人们生活水平不断提高，电能已经成为人们生活、工作和生产中必不可少的能源供应，电力服务设施建设及管理质量的好坏在很大程度上影响着我国经济发展与社会生活水平。做为电力系统重要组成部分，输电线路因为长期暴露于野外，常会遭受到各种各样的侵袭，导致线路及各元件出现疲劳或老化现象，如果这些现象得不到及时发现与解决，很多隐患将会发展成为故障或事故，给电力系统运行的稳定性及安全性造成严重威胁。因此，电力系统输电线路的管理尤为重要，不仅在很大程度上对电网运行造成影响，同时还和电力企业声誉及效益、用户正常用电等息息相关。

1.线路巡检管理在输电线路管理中的重要性

在对输电线路及相关设备展开管理时，线路巡检管理属于基础而关键的工作。电力企业通过巡检可对输电线路运行环境和运行状况准确了解，可对设备中存在的线路安全隐患及设备缺陷及时发现，提出可实施的检修方法，以便将存在缺陷及故障及时消除，从而有效避免安全事故发生，或将电力系统事故控制在最小范围中，为电力系统稳定而安全的运行提供保障。在传统的线路巡检中，采用的方法都是人工巡视，并用纸介质手工记录，这一方法管理成本较高，受诸多人为因素影响，缺乏有效监督。同时随着用电量越来越大，电力体制不断深化改革，电网建设规模不断增大，输电线路在数量及复杂度上都有很大增加，因此，传统线路巡检方式已不能有效适应线路信息化管理的发展需求。

2.GIS+GPS 智能巡检系统结构及优点

GIS+GPS 智能巡检系统是将网络通讯技术、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）和手持设备创造性集结起来，在GIS平台上对其中经纬度信息加以充分利用，为电力企业线路巡视工作提供迅速定位服务，为巡视检查人员的快速到位提供便利。GIS+GPS 智能巡检系统主要包括三部分，分别是GIS开发平台、后台软件和手持机。这一系统具有以下优点：（1）先进性：这一系统是对网络通信、GIS、GPS和手持机的集成最新成果，整个系统具有先进性。（2）开放性：系统是在开放的结构和标准化设计模式上构建而成，在数据库、网络协议及产品集成、开放工具方面都与行业内主流标准相符，可实现和现有各种管理系统的平滑过渡与连接，具有很强的开放性。（3）可靠性：系统所用产品已经由严格检测，均可在恶劣环境中长期可靠运行。（4）易用性：系统操作界面十分人性化，简单而直观，用户可以很快掌握具体操作方式。（5）扩展性：系统硬件组合方式多样，功能配置灵活，具有强大的扩展升级功能，保持良好的系统兼容性和扩容性；模块化和层次化的软件设计模式使系统可方便地进行升级和外部扩展，不断满足各类用户的需求。（6）信息化: 巡检过程中的大量杆塔地理信息，将成为电力行业GIS 的重要数据来源。建立统一巡检数据库，实现电子化、信息化、智能化线路巡检，加强数字化的管理。极大的增强了设备管理、数据查询和统计分析功能。

该系统可使管理人员在局域网的任何终端，通过不同的访问权限，进行巡视记录、缺陷记录、检修记录等各项杆塔统计表的查询管理，实现实时查询巡检人员的工作时间、轨迹和相应的设备运行数据，通过统计查询模块可以检验巡检人员的巡检到位率、设备的保障率、设备运行指标的变化趋势、设备异常情况的发生时间和处理结果等，统计结果可以通过各种业务报表的方式打印出来，为综合治理、以及要采取的相应改进措施提供详实的依据。系统软件能很方便地处理缺陷维护事务，包括缺陷的发现、维修处理，修复注销登记等，使现场巡检管理、缺陷管理以及野外巡线工作管理的精确量化，最终提升线路运行的可靠性。

3.GIS+GPS 智能巡检系统组成模块及其在输电线路管理中的应用

3.1GIS开发平台

地理信息系统（GIS）是将计算机数据库与图形有机结合起来，可对空间信息加以储存与处理的技术，在软、硬件支持下可成功完成地理空间信息的输入、储存、日常管理、处理、检索与综合分析的技术系统。通过计算机，应用GIS建立空间地理数据库，可将各种相关因素、地理空间分布情况、属性数据以数字形式存储起来，便于用户在地理背景下利用直观查询、分析、统计及输入等形式将各项管理工作完成。因此，可以通过计算机将现有输电线路及相关设施、空间地理位置和线路巡检信息构成GIS信息库，通过对GIS空间数据加以分析及可视化表达，即可为输电线路巡检工作提供各项决策辅助。

在过去的电网管理中，涉及到的各系统常对各自权限内管理工作加以负责，难以实现电网管理不同系统的结合，导致相关数据缺乏唯一性、联系性与实时性。而GIS+GPS 智能巡检系统中的GIS技术则可将电力设施唯一的地理空间作关键索引，促使各个系统有机结合，同时可对整个电网展开统一管理与建模。GIS可以和电网管理系统如雷电定位监测系统等集成，以电子地图为整个电网形成实时、高效而动态的系统提供支撑。如广东电网公司在完成雷电定位监测系统投运及污区电子地图研制后，对在线监测系统研究成果也开始着力应用，然而这些子系统虽然在各自体系中发挥了良好作用，但彼此独立，不仅导致管理工作较为困难，同时也加大了硬件重复投入量。为解决这一问题，该公司在对输电线路巡检系统进行开发时，选择了GIS做技术平台，对各子系统进行联系，有效避免了子系统分离问题。

3.2手持机模块组成及其应用

手持机模块包括基准定位、巡线操作、数据通信、辅助工具、卫星指路等子模块，在输电线路管理中的应用具体如下：（1）基准定位。主要是在系统初次运行时，或者将之用于新线路中录入杆塔基础经纬度工作。（2）巡线操作。对经纬度已确定的杆塔展开巡视定位时这一子模块发挥作用，可将当时的时间与经纬度准确显示出来，并将巡视杆塔中发现的缺陷予以记录，同时还可对杆塔中存在的历史缺陷信息进行浏览，为巡检人员对缺陷判断提供依据。（3）数据通信。数据通信主要负责和电脑间实现数据对接，将本次数据上传并对下次工作数据进行下载。（4）辅助工具。这一子模块主要是指在系统中起辅助作用的其他程序，包括对已巡视、未巡视杆塔标识给出特殊提示，对电池电量加以提示。（5）卫星指路。这一子模块用于提供非巡检的缺陷信息记事薄，以便记录与存储使用。

3.3后台管理系统模块及其应用

后台管理系统模块包括内容较多，也是GIS+GPS 智能巡检系统发挥作用的重要支撑。后台管理系统模块在输电线路管理中的应用包括以下几方面：（1）系统管理，承担系统配置功能，如线路管理、杆塔管理及机构管理。（2）计划管理，用于对巡线计划进行制定，同时在手持机中不会以巡线计划方式单独出现。在巡检时，手持机可据巡检计划设定实际巡检时间、进度将计划实现。（3）高级管理，承担系统基础配置功能，如对标准缺陷管理及标准代码管理。（4）巡线管理，主要是对巡检缺陷记录进行查询，对计划、杆塔查询与考勤管理。（5）报表打印，这一模块可在设定时间、线路、处理类型或缺陷等级方面以报表形式将各项输出。（6）缺陷管理，可在上传数据基础上实现数据统计、缺陷等级、消缺流程，保证巡检系统的闭环操作。（7）实时功能：利用网络技术、移动通讯技术可对手持机位置予以实时监测，同时可将巡检路线在管理机上显示并加以保存。（8）辅助功能，这是系统个性化设置的体现，包括基础设置、系统界面与个人密码设置等。（9）数据通信，主要用于管理机向手持机进行定位、巡线任务下达工作，同时实现手持机向管理机上传巡检数据工作。（10）扩展功能，这一功能模块可对上述功能加以扩展，同时也给GIS提供必要数据接口，为线路走向、杆塔位置、杆塔缺陷在GIS中的直观显示提供保证。

结束语

GPS 智能巡检系统以 GPS 位置坐标作为设备标识，手持机（PDA）技术实现对供电设备定位和利用 GIS 地理信息系统管理软件实现实时数据传送相关信息，完成对巡检工作情况的监测，实现了巡检工作标准化、信息化和智能化。通过近年的使用情况来看，在日常巡视工作的任务分配、问题处理、缺陷查询统计等方面实现了以往所不能实现的功能。巡视结束后将数据通过同步手段，使巡检的各种信息与后台管理系统相连接，为管理者及时掌握了解巡检过程中的工作信息、工作任务、设备状态等情况，为准确定位线路走向、记录巡检情况提供了简易直观的操作平台，为考核巡线人员到位率提供了方便快捷的管理工具，起到了真正的监督作用，同时 GIS+GPS 智能线路巡检系统在线路故障定位、事故分析、稳定性判别、雷电定位等故障检测中也得到了广泛的应用。GPS 智能巡检系统的推广和应用，必将有利于提高线路运行的安全性、可靠性和稳定性，实现电力系统“安全、经济、多供、少损”的运行目的。

参考文献：

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