GPS+GIS智能巡检系统在电力线路巡检中的应用

【摘要】青浦供电公司针对在传统线路巡检过程中普遍存在的问题，在综合考虑各种需求后，形成一套以手持设备（PDA）为硬件支撑、基于全球卫星定位（GPS）和地理信息系统（GIS）等技术的巡检系统的设计方案，在此方案下取得了令人满意的效果。

【关键词】智能巡检;应用

1.引言

目前电力行业所普遍采用的线路巡检方式主要有两种，一种是传统的人工巡检方式，这种方式存在着人为因素较多，管理不便等问题;另一种方式是半自动化方式，这种方式对于巡检可靠性的提高起到一定作用，但还存在着成本高、安装维护复杂等不足，尚未得到广泛的推广和应用。

所以除个别地区500kV输电线路有选择地进行直升机航巡、无人机航测外，绝大部分地区配电线路巡视工作仍然依靠人工在地面逐基杆塔进行巡视检查，掌握线路运行状况及周围环境的变化，发现设备缺陷和危及线路安全的隐患，在相应表格上手工记录故障或缺陷数据，然后评估并安排检修，以便消除缺陷、预防事故发生或将故障限制。传统的巡检手段会造成缺陷单堆积杂乱、消缺周期长等问题，直接影响到巡检工作的质量，以及后续工作的开展。

同时由于对巡检人员的管理不力，漏检、虚报等消极巡检现象不可避免。这些原因使得电力管理部门难以及时准确地掌握线路和设备运行状况，危害电网安全。

2.GPS+GIS线路智能巡检系统设计方案

2.1 系统设计思想

利用内置GPS的移动设备来开展巡检工作是目前较为先进的技术手段。在移动设备中保存巡检目标设备的相关信息，巡检员可以查阅目标设备的信息，将设备缺陷等巡检记录输入到移动设备中。并利用GPS信息记录下巡检的线路轨迹。等巡检结束后，将设备通过接口将巡检记录导入到计算机，做进一步的分析处理。

由于GIS具有独特的快速的空间定位搜索、空间分析能力和复杂的查询功能、有效的图形创造和可视化手段以及空间决策支持，而 GPS可以提供实时的定位信息，所以我们选择将GIS和GPS技术相结合，应用到电力巡检系统当中，使得故障定位更加准确、显示方式灵活多样、能更好地进行分析与决策。

输电线路智能巡检系统是创造性地集成了地理信息系统（GIS）、卫星全球定位（GPS）、掌上电脑设备（PDA）和计算机网络通信技术的最新研发成果，基于“移动信息平台”概念改革传统巡检工作方式，积极探索出线路巡检管理的新方向、新模式，最大限度减少漏检、错检，及时消缺确保电力线路长期安全稳定运行。

2.2 系统工作原理

线路巡检系统是利用GPS位置坐标作为设备标识，利用掌上电脑（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。在巡视工作开始前，首先利用带有GPS模块的掌上电脑采集线路杆塔的GPS位置信息，通过GIS主站软件将其保存到地理信息系统数据库中。然后将含有杆塔GPS位置及杆塔巡检内容的数据信息下传到掌上电脑中。在线路巡视过程中，掌上电脑可以显示电子地图，并进行导航，指引巡查路线。巡视工作人员手持掌上电脑到达指定的线路杆塔。集成了GPS模块的掌上电脑会自动识别当前的杆塔GPS位置信息，提示相应的巡检内容，并将巡视结果存储在掌上电脑中

2.3 系统工作流程

GIS+GPS+PDA 线路巡检工作流程如下（见《电力线路巡检流程图》）：

3.GIS+GPS巡检系统的特点

该系统可使管理人员在局域网的任何终端，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，通过不同的访问权限，进行巡视记录、缺陷记录、检修记录、跨越记录、接地电阻测量记录、树木记录、导线接头记录、线路走向简图、各线路金具瓷瓶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。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、缺陷管理以及巡线工作管理的精益量化，从而提升运行的可靠性。

3.1 效益分析

（1）此系统基于全球定位系统，巡检人员无法修改时间、地点，可有效监督巡检质量同时也能更为科学的考核巡检人员工作业绩。

（2）对线路设备缺陷形成从巡视中发现、记录缺陷——巡视数据传输到计算机巡线管理系统—缺陷登陆——对缺陷鉴定——缺陷处理——缺陷验收反馈一套完整的缺陷管理流程。对线路缺陷进行标准流程管理，避免了对缺陷处理的遗漏与延期。可对缺陷进行统计、分析，及时了解线路设备状况。

（3）本系统能自动生成缺陷记录报表，避免了人工录入产生错误的可能性，也减小了管理人员的工作强度，大大提高了工作效率。

3.2 应用优势

GPS+GIS智能巡检系统在输电线路巡查中的应用优势有：

（1）免施工、免維护：无需在杆塔或线路上安装任何信息识别载体，直接利用全球卫星定位系统实现线路巡检自动定位、自动记时。

（2）减少巡检缺勤率，减少录入工作量，减少系统总成本：通过掌上电脑完成缺陷的详细规范性记录，使消缺管理和考勤管理逐步走向电子化、信息化、标准化;管理机收集手持机中的巡检记录信息，完成巡检数据的存储、查询、分析、汇总和报表输出，巡检管理工作一目了然。

（3）对于新进人员通过系统尽快地熟悉设备情况及地理环境，使系统成为教育培训的辅助工具，有助于员工技能的迅速提高

（4）基于生产管理系统（PMS）的设备属性数据，拥有丰富的查询功能。可以将数据输出到EXCEL及多种图形，基础数据、运行数据可以输出到系统外，与其他相关人员达到数据共享。

参考文献

[1]张海军，赵雪松.基于GPS的输电线路巡检管理系统的设计与实现[M].电网技术，2005，29（7）：78-81.

[2]洪延风，郝兰荣.智能巡检系统在输电线路巡视中的应用展望[J].华北电力技术，2000（8）：25-28.

作者简介：王韬，上海电力公司青浦供电公司助理工程师。