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摘要：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的一项基础工作。作者设计了基于全球定位系统（Global Positioning System，GPS）并与掌上电脑相结合的输电线路运维平台。该系统采用客户机/服务器网络结构，由手持机和后台管理机组成，集计算机、网络通信和嵌入式技术为一体，在实现原理、可靠性、实用性和可扩展性等方面有明显优势。实际应用表明该系统能有效满足巡检工作快速、高效、及时的要求。
关键词：智能化；巡检；输电；运维；GPS
1 概述
输电线路是电力系统的重要组成部分，由于其长期暴露在自然环境中，不仅要承受正常机械载荷和电力负荷的内部压力，还要经受污秽、雷击、强风、洪水、滑坡、沉陷、地震和鸟害等外界因素的侵害。上述因素会促使线路上各元件老化、疲劳，如不及时发现和消除隐患则可能发展成各种故障甚至事故，对电力系统的安全和稳定构成威胁。 线路巡检管理是有效保证输电线路及其设备安全的一项基础工作。通过巡视检查能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，提出具体检修意见，以便及时消除缺陷、预防事故发生或将事故限制在最小范围内，从而保证输电线路安全和电力系统稳定，达到电力系统“安全、经济、多供、少损”的运行目标。
基于输电线运维的智能化巡检平台将原有的信息系统延伸到了工作现场，实现了在任何时候、任何地点随手获得工作所需要的信息的目的，解决了现场工作人员对大量、精确图纸的查询需要。巡检终端配置了GPS（全球卫星定位系统），可以卫星定位的手段记录定位作业的路线，这带来了另一个作用是加强了具体工作人员的责任心，解决了原来缺乏手段考核工作人员是否按路线及时检查电力线路等问题。系统的业务操作采取规程方式，真正实现业务的标准化与信息化。系统提供的业务管理功能，能把现场工作人员的工作和企业内部的业务信息管理系统整合在一起。实施本系统能真正提高工作效率、提高工作准确性。
2 研究内容
智能标准化巡检平台分为两部分：客户端与服务器端。客户端安装在PAD终端上，服务器端为B/S架构，部署在服务器上，用户通过浏览器登录后台使用。
2.1 系统组成
GPS平台由手持机和后台管理机组成，并能通过本地或远程通信方式实现与现有3G/4G网络进行数据通信，信息共享。为基于Client/Server网络结构的巡检管理系统构成图。手持机通过串口或USB接口与客户端通信，客户端通过与服务器进行通信最终实现巡检信息的存储与查询 如图2.1所示：
图2.1
2.2 主要技术
GPS定位技术 全球卫星定位系统（Global Positioning System简称GPS）是随着现代科学技术的发展建立起来的一个高精度、全天候和全球性的无线电导航定位、定时的多功能系统。它利用位于距地球2万多公里高的由24颗人造卫星组成的卫星网，向地球不断发射定位信号。地球上的任何一个GPS接收机，只要接收到三颗以上的卫星发出的信号，经过计算后，就可以报出GPS接收机的位置（精度、纬度、高度）、时间和运动状态（速度、航向）。 目前，没有任何一种传统的导航定位技术能够达到GPS这样的高精度、高速度、全天候和全球性的性能。
GIS地理信息系统 GIS（Geographic Information System）是近些年来迅速发展起来的一门新兴技术。它作为制图学、计算机技术、地理、遥感、统计、测绘、通讯、规划和管理学科交叉运用的产物广泛地运用在各个领域。在本系统中，主要用于在计算机系统中对地图的显示和管理以及城市受控目标信息的管理。
GPRS网络介绍 GPRS（General Packet Radio Service，即：通用分组无线业务）是相对于传统的GSM传送方式，具有“高速传输”、“永远在线”、“按量计费”和“自如切换”等优点，全面提升移动数据通信质量。
2.3 系统功能
输电线路GPS巡检管理系统的任务是帮助线路巡检人员摆脱原始的纸记录方式，降低人为因素带来的漏检或错检问题，实现线路巡检管理的无纸化办公，使部门管理层有效监督巡检人员工作状态，其核心功能如下：
（1）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、自动记时，并通过掌上电脑完成缺陷的详细规范性记录，使消缺管理和人员考勤逐步走向电子化、信息化、标准化。
（2）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，实现从缺陷发现到缺陷处理及注销的全过程高效监管。
（3）缺陷库编制采用开放的分级代码管理模式，将各种缺陷进行分级分类并赋予唯一的代码编号，整个巡检管理系统内部只识别缺陷代码，而缺陷的名称和描述可任意更改或定制，为用户的运行和维护提供了极大的灵活性。
（4）手持机可接入供电企业内部网络，实现巡检数据的远程传输，对线路巡检管理进行在线查询，最大限度地提高了企业运行效率。
（5）终端与服务端
手持机（客户端）
功能结构框图如图2.2所示，其核心功能主 要包括3部分：基准定位、巡线操作和数据通信，同时可根据现场特点和用户要求提供辅助功能，进一步挖掘手持机的功能，拓展其应用范围。
图2.2
后台管理机功能（服务端）
后台管理软件是GPS巡检管理系统数据汇集和处理的中枢，其功能结构框图如图2.3所示，具有6个基本功能：系统维护、基础数据管理、计划管理、巡线管理、缺陷管理和数据通信，同时可根据企业的线路管理要求提供标准接口和扩展功能，例如与MIS的挂接、与地理信息系统（Geographic Information System，GIS）的数据导入导出接口等。 图2.3
3 GPS输电线路巡检系统在线路巡检工作中的应用
（1）使用环境 不论在严冬还是酷暑季节，气温在?10°C～40°C之间时GPS巡检仪都能正常运行。
（2）巡检仪的特点 ①小巧灵便，易于携带；②与杆塔设备无硬件联系，不需在杆塔上装设辅助设备；③定位准确快捷；④界面清晰明了，操作简便，易于掌握；⑤通过点选的方式记录线路设备缺陷，缺陷记录术语标准化，格式统一化；⑥巡检仪操作系统安装在外设储存卡中，不会发生因断电和设备损坏造成的数据丢失问题。
（3）巡检管理平台的特点
1）此系统基于全球定位技术，线路巡检人员无法修改巡检时间和地点，可有效监督巡检人员的工作，杜绝巡视不到位情况的发生，及时发现缺陷，提高巡视质量，消除安全隐患。
2）能更科学地考核线路巡线人员的工作业绩。可以详细记录、汇总各线路巡检人员的姓名、巡检时间、地点和发现的缺陷，并统计和打印出线路巡检人员的正点率、误点率、漏检次数等信息，为管理人员更科学地考核巡线人员提供了客观依据。
3）根据本单位所辖线路实际情况和缺陷管理模式自行制定、修改缺陷库，为巡检管理系统的运行和维护提供了极大的灵活性，且规范了缺陷记录术语和格式。
4）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。
5）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。每百公里线路资料的后期整理时间可比手工方式缩短约3个工作日。
4 结 语
基于全球定位技术的GPS巡检管理系统为电力线路运行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、及时的要求，将线路巡检管理水平提高到了一个新的层次，实现了巡检工作电子化、信息化和智能化，从而最终能保证电力系统高效率、低故障率的安全稳定运行。
作者简介：
曹敏（1961），男，云南昆明人，学士，高级工程师，云南电网公司首席技术科学家，享受云南省政府特殊津贴，全国电工仪器仪表标准化委员会电能测量和负载控制设备分技术委员会副主任委员。
杜韶辉（1981），男，昆明能讯科技有限责任公司，长期从事电力自动化、信息化领域的相关研究和实施推广工作。
高尚飞（1984）， 男，云南昆明人，硕士，工程师，昆明能讯科技有限责任公司，长期从事电力信息化、输电在线监测相关建设与研究。
陈超（1982），男，云南昆明人，学士，工程师。昆明能讯科技有限责任公司，长期从事电力信息化建设与研究。
孙继鹏（1979）， 男，云南昭通人，学士，工程师， 昆明能讯科技有限责任公司，长期从事电力信息化建设与研究。
刘翔（1986），男，云南昆明人，学士，工程师， 昆明能讯科技有限责任公司，从电力产品研发工作。
关键词：智能化；巡检；输电；运维；GPS
1 概述
输电线路是电力系统的重要组成部分，由于其长期暴露在自然环境中，不仅要承受正常机械载荷和电力负荷的内部压力，还要经受污秽、雷击、强风、洪水、滑坡、沉陷、地震和鸟害等外界因素的侵害。上述因素会促使线路上各元件老化、疲劳，如不及时发现和消除隐患则可能发展成各种故障甚至事故，对电力系统的安全和稳定构成威胁。 线路巡检管理是有效保证输电线路及其设备安全的一项基础工作。通过巡视检查能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，提出具体检修意见，以便及时消除缺陷、预防事故发生或将事故限制在最小范围内，从而保证输电线路安全和电力系统稳定，达到电力系统“安全、经济、多供、少损”的运行目标。
基于输电线运维的智能化巡检平台将原有的信息系统延伸到了工作现场，实现了在任何时候、任何地点随手获得工作所需要的信息的目的，解决了现场工作人员对大量、精确图纸的查询需要。巡检终端配置了GPS（全球卫星定位系统），可以卫星定位的手段记录定位作业的路线，这带来了另一个作用是加强了具体工作人员的责任心，解决了原来缺乏手段考核工作人员是否按路线及时检查电力线路等问题。系统的业务操作采取规程方式，真正实现业务的标准化与信息化。系统提供的业务管理功能，能把现场工作人员的工作和企业内部的业务信息管理系统整合在一起。实施本系统能真正提高工作效率、提高工作准确性。
2 研究内容
智能标准化巡检平台分为两部分：客户端与服务器端。客户端安装在PAD终端上，服务器端为B/S架构，部署在服务器上，用户通过浏览器登录后台使用。
2.1 系统组成
GPS平台由手持机和后台管理机组成，并能通过本地或远程通信方式实现与现有3G/4G网络进行数据通信，信息共享。为基于Client/Server网络结构的巡检管理系统构成图。手持机通过串口或USB接口与客户端通信，客户端通过与服务器进行通信最终实现巡检信息的存储与查询 如图2.1所示：
图2.1
2.2 主要技术
GPS定位技术 全球卫星定位系统（Global Positioning System简称GPS）是随着现代科学技术的发展建立起来的一个高精度、全天候和全球性的无线电导航定位、定时的多功能系统。它利用位于距地球2万多公里高的由24颗人造卫星组成的卫星网，向地球不断发射定位信号。地球上的任何一个GPS接收机，只要接收到三颗以上的卫星发出的信号，经过计算后，就可以报出GPS接收机的位置（精度、纬度、高度）、时间和运动状态（速度、航向）。 目前，没有任何一种传统的导航定位技术能够达到GPS这样的高精度、高速度、全天候和全球性的性能。
GIS地理信息系统 GIS（Geographic Information System）是近些年来迅速发展起来的一门新兴技术。它作为制图学、计算机技术、地理、遥感、统计、测绘、通讯、规划和管理学科交叉运用的产物广泛地运用在各个领域。在本系统中，主要用于在计算机系统中对地图的显示和管理以及城市受控目标信息的管理。
GPRS网络介绍 GPRS（General Packet Radio Service，即：通用分组无线业务）是相对于传统的GSM传送方式，具有“高速传输”、“永远在线”、“按量计费”和“自如切换”等优点，全面提升移动数据通信质量。
2.3 系统功能
输电线路GPS巡检管理系统的任务是帮助线路巡检人员摆脱原始的纸记录方式，降低人为因素带来的漏检或错检问题，实现线路巡检管理的无纸化办公，使部门管理层有效监督巡检人员工作状态，其核心功能如下：
（1）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、自动记时，并通过掌上电脑完成缺陷的详细规范性记录，使消缺管理和人员考勤逐步走向电子化、信息化、标准化。
（2）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，实现从缺陷发现到缺陷处理及注销的全过程高效监管。
（3）缺陷库编制采用开放的分级代码管理模式，将各种缺陷进行分级分类并赋予唯一的代码编号，整个巡检管理系统内部只识别缺陷代码，而缺陷的名称和描述可任意更改或定制，为用户的运行和维护提供了极大的灵活性。
（4）手持机可接入供电企业内部网络，实现巡检数据的远程传输，对线路巡检管理进行在线查询，最大限度地提高了企业运行效率。
（5）终端与服务端
手持机（客户端）
功能结构框图如图2.2所示，其核心功能主 要包括3部分：基准定位、巡线操作和数据通信，同时可根据现场特点和用户要求提供辅助功能，进一步挖掘手持机的功能，拓展其应用范围。
图2.2
后台管理机功能（服务端）
后台管理软件是GPS巡检管理系统数据汇集和处理的中枢，其功能结构框图如图2.3所示，具有6个基本功能：系统维护、基础数据管理、计划管理、巡线管理、缺陷管理和数据通信，同时可根据企业的线路管理要求提供标准接口和扩展功能，例如与MIS的挂接、与地理信息系统（Geographic Information System，GIS）的数据导入导出接口等。 图2.3
3 GPS输电线路巡检系统在线路巡检工作中的应用
（1）使用环境 不论在严冬还是酷暑季节，气温在?10°C～40°C之间时GPS巡检仪都能正常运行。
（2）巡检仪的特点 ①小巧灵便，易于携带；②与杆塔设备无硬件联系，不需在杆塔上装设辅助设备；③定位准确快捷；④界面清晰明了，操作简便，易于掌握；⑤通过点选的方式记录线路设备缺陷，缺陷记录术语标准化，格式统一化；⑥巡检仪操作系统安装在外设储存卡中，不会发生因断电和设备损坏造成的数据丢失问题。
（3）巡检管理平台的特点
1）此系统基于全球定位技术，线路巡检人员无法修改巡检时间和地点，可有效监督巡检人员的工作，杜绝巡视不到位情况的发生，及时发现缺陷，提高巡视质量，消除安全隐患。
2）能更科学地考核线路巡线人员的工作业绩。可以详细记录、汇总各线路巡检人员的姓名、巡检时间、地点和发现的缺陷，并统计和打印出线路巡检人员的正点率、误点率、漏检次数等信息，为管理人员更科学地考核巡线人员提供了客观依据。
3）根据本单位所辖线路实际情况和缺陷管理模式自行制定、修改缺陷库，为巡检管理系统的运行和维护提供了极大的灵活性，且规范了缺陷记录术语和格式。
4）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。
5）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。每百公里线路资料的后期整理时间可比手工方式缩短约3个工作日。
4 结 语
基于全球定位技术的GPS巡检管理系统为电力线路运行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、及时的要求，将线路巡检管理水平提高到了一个新的层次，实现了巡检工作电子化、信息化和智能化，从而最终能保证电力系统高效率、低故障率的安全稳定运行。
作者简介：
曹敏（1961），男，云南昆明人，学士，高级工程师，云南电网公司首席技术科学家，享受云南省政府特殊津贴，全国电工仪器仪表标准化委员会电能测量和负载控制设备分技术委员会副主任委员。
杜韶辉（1981），男，昆明能讯科技有限责任公司，长期从事电力自动化、信息化领域的相关研究和实施推广工作。
高尚飞（1984）， 男，云南昆明人，硕士，工程师，昆明能讯科技有限责任公司，长期从事电力信息化、输电在线监测相关建设与研究。
陈超（1982），男，云南昆明人，学士，工程师。昆明能讯科技有限责任公司，长期从事电力信息化建设与研究。
孙继鹏（1979）， 男，云南昭通人，学士，工程师， 昆明能讯科技有限责任公司，长期从事电力信息化建设与研究。
刘翔（1986），男，云南昆明人，学士，工程师， 昆明能讯科技有限责任公司，从电力产品研发工作。