基于GPS的電力巡檢系統

1、引言

    傳統的電力線路巡視流程是工作人員親自到現場巡視線路，并以紙介質方式記錄巡視情況，然后再人工錄入到計算機中。因此，巡檢受過多人為因素的影響，并且人工錄入數據量大、數據手工錄入過程中容易出錯；同時對于工作人員是否巡視到位無法進行有效的管理，巡視質量不能得到保障，線路的安全狀況亦得不到保證，留下了安全隱患。那么采取什么樣的措施有效，則是擺在電力部門面前的一個難題。

    全球定位系統（Global Positioning System - GPS）是美國從本世紀70年代開始研制，歷時20年，耗資200億美元，于1994年全面建成的在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。經過我國10多年的使用表明，GPS以全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點，成功地應用于大地測量、工程測量、航空攝影測量、運載工具導航和管制、地殼運動監測、工程變形監測、資源勘察、地球動力學等多種學科。隨著全球定位系統的不斷改進，硬、軟件的不斷完善，目前已遍及國民經濟各種部門，并開始逐步深入人們的日常生活。

    目前部分電力局采用了信息紐扣的方式（點觸式或遠紅外線方式）進行巡檢，首先該種方式安裝成本比較高，如果在每基桿塔都安裝不現實；即使僅安裝重要點，即有變壓器的桿塔、有開關的桿塔及污染區的桿塔等，它的數量也是很可觀的；另外此方式亦存在著設備變更時，信息紐扣不易更換及電池的使用壽命有限等缺陷。本文介紹了一種基于GPS技術開發的電力巡檢系統，該系統可直觀展示線路是否巡視，巡視是否到位等情況，從而滿足了線路巡檢工作快速、高效、及時的要求，它將線路巡檢管理水平提高到一個新的層次，實現了巡檢工作電子化、信息化、智能化，從而最終保障了電力系統的高效率、低故障率的安全運行；是真正適用于南北方的具有實用價值的系統。

2、 需求描述與系統的設計

2．1 需求描述：電力部門的主要業務是向用戶提供電能輸送、保證供電設施正常運行以及保障用戶用電的可靠性與電壓的穩定。為了保證電力設施正常運行，電力部門每月都要制訂巡檢計劃，分派人員對包括桿塔、導線、變壓器、電容器等供電設施進行巡視，以便及時發現設備缺陷和安全隱患，為月度檢修計劃和春秋檢提供基礎數據。

2．2系統功能框架：根據以上需求分析設計了系統框架和抽象的實體關系圖，并對系統功

    能作了簡單的部署。其系統功能層次框圖如圖１所示： [1]

其主要功能為：

1) 基礎信息維護：管理轄區內的設施，桿塔、導線、變壓器、絕緣子、橫擔、刀閘等設備以及部門組織、人員等信息；

2) 電子地圖管理：管理管轄區域的地理信息圖，包括鄉鎮、河流、鐵路、主要建筑物、公路等；

3) 設備定位管理：定位桿塔、箱式變、變電亭、電纜井等設備，并在電子地圖上繪制出來。最好采用具有RTK技術的精確定位儀,即：利用差分定位原理；這種技術精確度一般都在亞米級或更高。

4) 巡檢管理：記錄巡線發現的問題；統計巡檢的吻合率，并依據該信息來判斷巡檢的質量；也可以在電子地圖上可自動繪制出巡線員的行走軌跡，對比設備的物理位置可以清楚地判斷巡線員是否到位；自動搜索，用戶持該設備沿線路行走的時候，可以自動搜索出附近的桿塔等設備，便于用戶選擇設備，操作簡便；補充定位，當線路變更的時候，某些桿塔位置變化或新建線路，用戶可以通過該功能在巡線的時候補充定位桿塔。

5) 缺陷管理：處理發現的缺陷，登記、定級，形成缺陷單，并傳遞給上級部門，上級部門據此形成月度檢修計劃或春秋檢計劃，最后消缺；

6) 查詢與統計：查詢打印系統生成的報表。

2.3 系統實體關系

       系統的實體關系圖如圖２所示：

2.4 組件部署：

    本系統由后臺系統和巡檢設備系統兩部分組成。后臺系統主要完成基礎信息管理、定位信息管理、計劃制定、人員管理、巡檢記錄查詢、缺陷查詢統計等功能，同時可實現與巡檢儀器的數據傳輸；巡檢設備系統主要完成巡視記錄、缺陷記錄、補充定位、自動搜索、手工查找等功能。

3、設備選型：

    目前定位設備種類較多，有PDA結合定位設備的，如天一指航的手持機和惠普的手持機等，其圖文界面，操作直觀，并可采用EVB和SQLSERCE等工具進行編程。這種方式在南方效果還是比較明顯的，但北方冬季寒冷，氣溫通常都在-20℃以下，普通的掌上電腦根本無法正常工作。因此，本系統選用可在-30℃仍能正常工作的蘭德電力抄表器，利用其通訊端口連接GPS接收模塊，接收衛星信號，組合成電力巡檢設備；GPS接收模塊采用5米~10米的精度范圍，就可完全滿足巡線的要求，并且此設備價格遠遠低于掌上電腦的價位。組合后的設備可實現巡線、抄表這兩項電力局的主要業務，適宜于在沈陽這樣冬季寒冷，氣溫低的地區使用。

 4、  開發：

    由于受篇幅所限，在此僅介紹巡檢儀器的大部分功能界面，后臺處理系統界面略。