[發明專利]基于3DGIS技術的高壓輸電巡檢系統

在審

• 申請號: 201610215985.9
• 申請日: 2016-04-10
• 公開（公告）號: CN107292989A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 王素珍;張德華;劉樹坤
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: G07C1/20
• 分類號: G07C1/20;G06Q50/06;G06F17/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明是針對高壓輸電線路，研發的一種基于3DGIS技術的實時動態三維可視化高壓輸電巡檢系統。主要用于提高工作人員的巡檢效率和工作質量，進而實現高壓輸電線路更加安全、可靠、高效的運行。

背景技術

高壓輸電網絡是整個電力系統的重要組成部分，由于輸電線路和相關設備長期暴露在室外環境中，不僅需要承受電力負荷和設備本身機械載荷的作用，還要經受雷擊、強風、洪水、沉陷、滑坡、地震、凍雨和鳥害等各種自然因素的影響。這些因素均會導致輸配電線路中各器件及相關設備變的老化、氧化和腐蝕等，對電力系統的安全運行產生了嚴重的安全隱患。因此，如何對輸電線路及其相關設備進行有效的管理和及時檢修，實時掌握線路及設備運行狀況及周邊相關環境的變化，及時發現設備缺陷和危及線路的安全隱患，給出具體檢修意見，避免或降低危險事故的發生，從而確保輸電線路長期安全與穩定運行顯得至關重要。而輸電網絡復雜且龐大；且輸電線路具有明顯的地理特征；隨著系統的運行，會產生大量的系統數據，且數據形式、來源、特征多樣，對數據的分析處理帶來了較大的負擔。單純使用人工管理方式既缺經濟性也缺乏安全性，而傳統的管理信息系統又很難對該種數據進行有效的管理與維護。

地理信息系統（GIS）是通過計算機軟硬件系統的支持，以特殊的方式采集、存儲、管理、分析和描述整個地球表面或部分區域的數據空間信息的綜合分析應用技術系統。3DGIS系統是三維地理信息系統的簡稱，也是GIS系統的一個新的發展方向。3DGIS系統通過三維坐標軸能夠清楚的顯示物體的空間幾何位置和空間拓撲關系，使用戶能夠直接在三維空間中進行空間操作和分析。得益于現代數據獲取和海量處理技術以及計算機軟硬件技術的發展，近年來3DGIS技術有了長足的發展。3DGIS軟件在國土、海洋、測繪、石油等行業中得到成功的應用，國外出現Skyline、Google Earth、World Wind 等3DGIS軟件產品,國內也相繼出現了GeoGlobe，EV-Globe 等3DGIS 軟件產品。毫無疑問，3DGIS技術若是能夠應用到輸電線路巡檢系統中，必將提高輸電網的生產力，降低線路運維成本，對于整個電力系統的智能化經濟運行具有里程碑式的意義。

傳統的輸電線路巡檢普遍是人工巡檢、手工記錄，該方式易受人為因素的影響且管理成本較高，費時費力且無法實時監督戶外作業人員的工作狀態。為了提高巡檢管理水平，目前還采用了視頻監控、直升飛機巡檢、機器人巡檢等手段，但成本較高，實施困難，不適合我國國情的發展需求。國內的電力行業的傳統人工巡檢開始嘗試以下新的巡檢方式：信息鈕、IC卡巡檢方式，綜合成本高且增加了額外的維護和檢修工作；PDA結合條形碼，在野外條形碼易面臨老化問題，且由于PDA造價過高，不能做到人手一個；PDA結合GPS，由于采用離線異步的方式，局限性很大，智能化程度不高。

“CN201210111559.2”利用攝像頭對輸電線路實時的監控，前期投入和通信支出較大；“CN201320735066.6”和“CN201420636542.3”利用GPS定位技術對巡檢人員進行有效的監督;“CN201120508370.8”利用PDA定位巡檢路線并通過二維方式展現巡檢路徑；“CN201020212496.6” 采用安裝于輸電線路桿塔上的RFID電子標簽，保存該桿塔的參數信息，采用手持PDA識別RFID電子標簽、完成巡檢定位、進行巡檢作業和數據傳輸；“CN201010604987.X”提出將GIS系統應用到輸電線路巡檢。現有專利均雖提出了自己的解決辦法，卻均未提出將3DGIS技術應用到輸電線路巡檢，以及開發相應的手機APP軟件。

發明內容

本發明是基于3DGIS技術的高壓輸電巡檢系統，是以3DGIS技術為基礎平臺，結合Oracle數據庫技術、虛擬現實技術、無線通信技術、GPS定位技術、GPRS無線通信技術、三維可視化技術和APP開發技術。通過將GIS技術與輸電線路的巡檢等信息的管理相結合，實現了對輸電線路及其相關設備的實時瀏覽、管理、狀態查詢和立體化顯示。通過三維可視化技術模擬巡檢路徑及可能的故障及相關事故，使巡檢人員在出發前便能夠對本次巡檢任務的目的、路線及其周邊地形有個初步的認識。通過將APP技術、GPS技術、GPRS技術與GIS技術相結合，能夠實時的定位巡檢人員的位置，并實時改進各巡檢隊伍的巡檢路線，做出最優規劃，并能夠在巡檢人員接近工作點時，給出相應的提示。該技術普遍適用于城市管道巡檢、通信線路巡檢和公共設施巡檢等各種巡檢任務，能夠有效提高巡檢的效率和質量，提高線路及相關設施的管理水平。