智能巡检系统设计与实现 - 信息谷 - ICITU

摘要电力设施巡检是一项保证电网完全、可靠运行的基本工作，而传统的巡检方式存在效率低、规范性不强、消缺不及时等弊端，已不能满足当前广大用户对电力供应的需求。智能巡检系统从实际业务需求出发，以PDA技术、地理信息技术（GIS）最新成果为支撑，综合利用GPS技术、无线通讯技术，实现巡检的电子化作业、图形化展示、智能化管理，同时为电网生产运行提供技术支持。

架空线路是电网结构的重要组成部分，为确保电网安全、可靠的运行，必须定期对各线路进行巡检，掌握其运行状况及周围环境的变化，发现设备缺陷和危及设备安全的隐患。而输配电线路具有覆盖面积广、环境复杂多变、路线长等特点，给巡检工作带来很大的不便。为提高巡检效率，规范对巡检工作的管理，使缺陷及隐患及时得到消除，特设计开发了智能巡检系统。

在电网运行过程中，线路往往还会受到洪水、滑坡、污秽、地震等自然灾害的影响，长时间下去不仅会影响电力的输送效率，严重的话还会使电力输送系统瘫痪。正是由于这些潜在的危险，巡检人员不仅要仔细的勘察线路的老化问题，还要及时的对有安全隐患的位置进行标记和记录。在巡检过程中可以利用GPS对巡检人员的巡视路线进行实时的监控，这样不仅可以准确的保证巡检人员工作的完成率，还可以很方便的在PDA上面准确记录线路缺陷。现在GPS系统已经可以很精确的记录下当前位置。这便杜绝了以往利用纸质记录线路缺陷的不规范性，从而造成了在统计的时候无法正常的将缺陷分类，使缺陷和危险无法及时的排除现象。

为保证电力设施安全、可靠的运行，巡检人员不仅要准确地发现安全缺陷，还要对所发现的缺陷进行记录然后上报给管理人员。管理人员根据巡检人员所反馈的问题进行整合，并及时安排相应的专业人员进行线路的维修，而检修后的线路也要反馈到管理人员。智能巡检系统记录整个巡检、消缺过程所产生的记录，为后期的统计分析提供重要的依据。智能巡检系统可以根据PDA中记录的杆塔坐标位置，进而获得杆塔位置坐标，为线路巡视、数据采集提供辅助定位。

智能巡检系统在水平结构可以分为便携式手持巡检器和巡检处理软件GPS卫星定位系统、掌上电脑。便携式巡检器中安装了Window s CE、Mobile、光敏传感器等操作系统，可以在PDA上面很好的进行人机交互。该PDA还支持安装高性能的扫描头，可以对条码进行扫描来识别所巡检的设备。便携式巡检器只是对地面的勘测，此时还需要有传感器的配合，一般系统在运行过程中，主要通过巡检器将信息传递给GPS卫星定位系统，然后该系统将精确的数据报表传递给掌上电脑，告诉用户此时的确切信息。在该巡检器中还有自动提醒的功能可以使巡检人员进行规范化正规化的检查，防止漏掉设备。这样就可以大大减少检查的重叠性和遗漏性，提高工作的效率。下图为近几年系统发生的故障率，系统是基于开放式的系统结构，网络协议、数据库操作以及产品的集成和开发都遵循业界主流标准，确保了与其他管理系统的无缝连接，充分体现了系统的开放性。巡检人员可以通过PDA对巡检任务进行下载，而巡检管理系统就可以根据所有巡检人员的信息进行时间和人员的分配，能够避免了巡检人员之间的时间冲突，使巡检更加有科学性。在每一次巡检的时候，该系统会根据巡检的路线还有经过的设备给出需要准备的仪器。它也会根据系统分配的巡检人员给出特定的人员信息和材料，这样就可以大大的减少了巡检人员由于对所巡视的线路不清楚而出现遗漏检测仪器或者多带的情况，非常人性化的考虑到巡检人员的实际情况。

整个系统的开发是建立在GPS卫星定位的平台上的，系统中的每个功能都是一个控件，这些控件是可以修改的，GPS主要接收和传送卫星导航电文，在传输过程中共有12个信道，但是对于信令的传输速率，GPS定位系统每间隔2s便会更新一次位置信息，并且在信道复用程度上采用了频分复用和波分复用技术，一般GPS定位的数据传送至终端设备，容易导致传输信道的堵塞，根据不同信息传输的需要将12个信道等分划分至64个，信令从信源传至终端设备时，根据码元报头的长度，将信令在传输过程中拆分成不同的频率和波形，主要是因为64个信道中，32个信源信道传输波分复用的信号，32个传输频分复用的信号，两者同时传递时容易造成通信信道的堵塞，所以GPS定位系统将信息划分成频分和波分共同复用的技术，这样信号在传输过程中可以借用任何一个信号传输，并且GPS定位系统的定位时间随着外界环境的变化而变化，一般热启动的时间在18s以内，但是遇到冷空气时，GPS便会开启冷启动模式，一般启动的时间约为120s，并且可以实时计算用户当前的三维位置。

巡检人员只可以对数据进行浏览、监视和统计的工作，只有任务的接受者才可以对数据进行增加、修改、删除等操作。在每一个员工访问的时候都必须采取实名制登陆，并且还会产生浏览记录。这样在企业机密泄漏后可以很快的找到相关的责任人，在一定的程度上减少经济的损失。该系统基于高品质的硬件系统和软件系统，创新性的集成了GPS、PAD、GPRS等关键技术，使产品保持在了先进水平。考虑到巡检人员所处的恶劣环境，硬件系统采用了专门的特殊材料制造而成，该材料可以承受各种恶劣条件而正常的运作。

巡检队员不仅需要很多的精力去走很长的路程进行检查，还要对每一个电力设备的安全指标非常的熟悉，这就会在无形中增加了巡检人员的任务，甚至会在疲劳的状态下留下安全隐患没有检查出来。智能巡检系统根据国网公司相关规范，制定了巡视项的标准管理，巡视人员只需要在PDA中对巡视项进行查询、勾选等操作，即可完成巡视工作，这样就会大大的降低了巡检人员的压力，降低失误的概率。。而在执行到每一个步骤的时候，手持器就会自动生成任务提示。任务提示会生成表格，点击每一个任务栏就会自动进入任务系统，还可以提示任务的下一步进程。完成整个任务后，手持器就会自动的生成检查结果，并且可以迅速的通过网络传送到巡检管理系统。传送到这个系统后系统就会自动的生成表格，在下一次进行同样工作时，历史记录就会自动的传送到手持器，便于跟上一次进行核对。

为了减轻工作者的输入量系统还会自动的将历史记录作为选项，这样可以提高工作效率。在每一次完成任务之后，巡检管理系统就会把接收到的信息传送到生产管理软件系统，就可以分配下一次的巡检任务。日常的巡检任务的各种报表和图形显示都会进入到巡检管理系统，该软件就会根据数据形成记录表。各种数据还会有一个上下限值，超出后就会自动报警，巡检人员还可以在手持器上面学习很多的知识。在上面可以输入不懂得设备名称，机器就会自动的形成设备的各种安全值，工作人员可以以此增长自己全方面的知识。

智能巡检系统不仅可以提高对巡视人员的监控能力，也可以加深企业的管理者对巡视工作的管控系统强大的功能可以减少巡检人员的工作量不会出现重查或者遗漏的情况，大大的提高了巡检人员的工作效率。利用智能巡检系统可以使巡检工作智能化、信息化和电子化，保证供电线路的高效率的正常运作，预防事故发生，或将故障限制在最小范围，保证线路的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。