田健 張松 田玉芳 張海鵬 張文彬 孫中凱

(國網(wǎng)山東省電力公司,山東棗莊 277000)

電力智能移動巡檢系統(tǒng)

田健 張松 田玉芳 張海鵬 張文彬 孫中凱

(國網(wǎng)山東省電力公司,山東棗莊 277000)

當前,以移動智能終端為載體的移動地理信息系統(tǒng)(Mobile GIS)已成為地理信息系統(tǒng)研究的熱點,而電力通信廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)生產(chǎn)控制、管理、經(jīng)營等各個環(huán)節(jié),并已成為電力系統(tǒng)的有機組成部分。本文的研究立足于Mobile GIS和通訊支撐下在線路巡檢和搶修業(yè)務(wù)中的應(yīng)用。論文介紹了GIS、GPS、嵌入式操作系統(tǒng)、無線通信技術(shù)、通訊支撐體系的基本知識,在此基礎(chǔ)上對基于Moblie GIS的線路巡檢系統(tǒng)的架構(gòu)進行研究和設(shè)計,然后根據(jù)具體的巡檢和搶修業(yè)務(wù)進行需求分析、系統(tǒng)設(shè)計,并提供了應(yīng)用中涉及的關(guān)鍵問題的解決方案,最后對整個系統(tǒng)進行了總結(jié)與展望。 實踐證明,將先進的Mobile GIS技術(shù)和通訊支撐體系應(yīng)用于配電網(wǎng)企業(yè)的線路巡檢和搶修業(yè)務(wù)中,克服傳統(tǒng)巡線方式的缺點,有效地提高了電力企業(yè)線路巡檢和搶修的工作效率。

GIS 通訊支撐體系 線路巡檢和搶修

隨著寬帶、無線通信技術(shù)和智能終端的飛速發(fā)展,電力物聯(lián)網(wǎng)成為電力行業(yè)信息化發(fā)展的重要方向。通過融合通信、信息、傳感、自動化等技術(shù),在電力生產(chǎn)、輸送、消費、管理各環(huán)節(jié),廣泛部署具有一定感知能力、計算能力和執(zhí)行能力的各種智能感知設(shè)備,支持移動化業(yè)務(wù)辦公,實現(xiàn)信息安全可靠傳輸、協(xié)同處理、統(tǒng)一服務(wù)及應(yīng)用集成,已經(jīng)成為電力信息化發(fā)展的創(chuàng)新點。

以嵌入式GIS以嵌入式技術(shù)為基礎(chǔ),將GIS技術(shù)嵌入到移動終端,以建立應(yīng)用于移動終端的GIS服務(wù),正在成為嵌入式技術(shù)應(yīng)用的一個熱點。其移動終端可以是手機、PDA或其他智能終端,并集成GPS模塊。具有數(shù)據(jù)采集、地圖瀏覽、信息檢索、路徑分析和地形分析等功能,目前已經(jīng)在城市智能交通系統(tǒng)(ITS)、物流配送系統(tǒng)、車輛導(dǎo)航及監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)字化武器裝備等系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。

圖1

1 現(xiàn)狀分析

隨著電力體制改革的不斷深化,電網(wǎng)規(guī)模日益擴大,基于紙、筆的傳統(tǒng)巡檢模式所引發(fā)的電網(wǎng)安全隱患已日漸突出。主要表現(xiàn)為存在人為因素多、管理成本高、無法監(jiān)督巡檢人員工作狀態(tài)等明顯缺陷。

我國電力設(shè)備的巡檢和管理工作主要依靠巡檢人員定期、定時的人工巡檢。傳統(tǒng)巡檢一般采用手工記錄的方式進行巡檢信息記錄,對于故障點還需要攜帶相機進行拍照,并且需要二次錄入將巡檢結(jié)果錄入電腦存檔。員工工作量巨大,效率低下,而且紙質(zhì)記錄不易保存,二次錄入差錯率高,存在人為因素多、管理成本高、無法監(jiān)督巡檢人員工作狀態(tài)等明顯缺陷。

移動巡檢正是基于電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的移動辦公解決方案。當前巡檢工作面臨問題主要有:

(1)缺陷巡檢管理工作一直以來都是巡檢部門的難點,而到位情況以及缺陷統(tǒng)計則是缺陷巡檢管理工作中主要存在的難題。

(2)電網(wǎng)發(fā)展、無人值守變電站增加帶來的巡檢到位率和巡檢質(zhì)量監(jiān)控的問題日益突出。

(3)變電站定期巡檢缺乏重點,特別是對易遭受破壞的重要變電站。

(4)巡檢人員知識水平參差不齊,在現(xiàn)場僅僅憑經(jīng)驗判斷,沒有方便的標準可以在現(xiàn)場參照。

(5)人工填寫缺陷記錄使工作量巨大,缺陷巡檢的效率降低,而且缺陷報告書不易保存。

(6)手工紙記錄的方式,在繁雜的數(shù)據(jù)統(tǒng)計上,也因為效率低、繁瑣也不利于實際工作。

(7)已有的生產(chǎn)管理系統(tǒng)門類眾多,五花八門,但是缺乏有效的手段整合所有的數(shù)據(jù)。

圖2

2 系統(tǒng)設(shè)計方案

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(見圖1)

巡檢系統(tǒng)包含設(shè)備端、通訊端、互聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)器和監(jiān)控端五部分。

設(shè)備端:設(shè)備端主要包括GPS終端及手機終端,其中GPS終端設(shè)備主要是管理車輛,而手機終端主要是進行信息采集及人員管理。

通訊端:通過設(shè)備GSM/CDMA模塊使用移動運營商的移動通信網(wǎng)絡(luò)向外發(fā)送數(shù)據(jù),已內(nèi)置設(shè)備無需單獨購買?；ヂ?lián)網(wǎng):移動網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通過無線接入點進入互聯(lián)網(wǎng)傳遞到服務(wù)器。服務(wù)器:主要包括防火墻、網(wǎng)關(guān)、交換機,使用固定IP和端口接收數(shù)據(jù)。

監(jiān)控端:通過連接互聯(lián)網(wǎng)的PC終端從服務(wù)器獲取服務(wù)數(shù)據(jù)。

2.2 系統(tǒng)功能(見圖2)

實現(xiàn)對線路、管道,設(shè)備等現(xiàn)場巡檢記錄,拍照功能, 對巡檢員定位及巡檢軌跡回放功能, 任務(wù)制訂、任務(wù)審批、任務(wù)下達、任務(wù)跟蹤功能, 巡檢員、缺陷、安全隱患、設(shè)備等位置和分布在地圖上的顯示功能。移動巡檢系統(tǒng)除了實現(xiàn)以上巡檢功能還支持待辦事宜、待閱事宜、電子郵件、移動審批、移動信息錄入、巡檢信息查詢、組織機構(gòu)管理、日程管理、聯(lián)系人管理、公文瀏覽、下載和轉(zhuǎn)發(fā)、系統(tǒng)管理等常用的移動辦公功能。用戶可以根據(jù)自己的需要方便的選擇任何功能模塊組合。

(1)車輛巡檢管理。首先通過系統(tǒng)新建巡檢任務(wù)并分派車輛,然后在車輛執(zhí)行任務(wù)過程中可對車輛進行實時定位、實時跟蹤并查詢其在某一個時間段的行車軌跡和該任務(wù)的執(zhí)行情況。

(2)搶修車輛調(diào)度。當障礙發(fā)生時及時對該障礙附近的車輛進行調(diào)度,并且通過系統(tǒng)可以查看車輛實時情況。

(3)人員巡檢管理。人員巡檢同樣包括巡檢任務(wù)設(shè)置管理、人員考察、信息分析。不同之處,利用工具不同,車輛巡檢管理主要通過GPS終端設(shè)備,而人員巡檢通過手持式GPS數(shù)據(jù)信息采集終端。

(4)現(xiàn)場管理。通過系統(tǒng)對光纜現(xiàn)場隱患看守人員的活動軌跡進行跟蹤管理,提高三盯質(zhì)量。為光纜故障隱患現(xiàn)場看守人員配備移動設(shè)備,設(shè)備可以自動上報看守人員的實時位置,根據(jù)現(xiàn)場看守人員位置隨時間的變化,在地圖上描繪出現(xiàn)場看守人員的活動軌跡,并對異?；顒忧闆r進行記錄。

3 現(xiàn)場應(yīng)用情況

該系統(tǒng)能夠廣泛運用于個行業(yè)的巡線要求,包括地下燃氣管網(wǎng)、水管、電線電纜、通訊光纜以及各類設(shè)備等安全巡檢需要,特別在燃氣管網(wǎng)等高危行業(yè)非常重要。

4 結(jié)語

GIS是當今世界最具有發(fā)展?jié)摿Φ目茖W(xué)之一,目前已經(jīng)運用于各行各業(yè)中。而迅速崛起的新興電子消費性產(chǎn)品PDA,將為擴大地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用范圍起到不可忽視的作用。電力信息通信處于能源與信息通信技術(shù)的交叉與融合點,以新一代信息通信技術(shù)為基礎(chǔ)建成的智能電網(wǎng),能夠?qū)崿F(xiàn)能源生產(chǎn)、存儲、傳輸和共享智能化。毫無疑問,嵌入式GIS和通訊支撐體系將發(fā)展成當今社會最基本的服務(wù)之一。而本移動巡檢系統(tǒng)就是結(jié)合電力網(wǎng)絡(luò)配電、運行情況,基于嵌入式GIS和通訊支撐體系的移動巡檢系統(tǒng)。

通過本項目的研制和實施,可為我國城市移動巡檢效率的提升以及提高管理決策的準確性和時效性發(fā)揮重要的作用,移動巡檢系統(tǒng)既實現(xiàn)了在巡檢現(xiàn)場采集故障數(shù)據(jù)和運行參數(shù)的功能以及對線路、設(shè)備信息查詢的功能,也使管理人員可以隨時對巡檢數(shù)據(jù)進行管理、分析、和檢索,并能夠及時、準確了解巡線員經(jīng)過的巡視線路上設(shè)備的運行狀況,從而及時發(fā)現(xiàn)、處理設(shè)備缺陷和存在的安全隱患。移動巡檢讓電力、能源巡檢觸手可及,提高了業(yè)務(wù)處理效率,降低了人為記錄的差錯率,提高了巡檢工作效率和質(zhì)量。在幫助巡檢員高效工作的同時,領(lǐng)導(dǎo)可以通過移動郵件、移動會議等及時掌握所有信息,更快更好的進行決策和高效的管理,為企業(yè)和人民群眾提供更便捷的服務(wù),整體提高電力用戶為民服務(wù)水平。

[1]電網(wǎng)空間信息服務(wù)平臺(GIS)電網(wǎng)圖形共享交換規(guī)范.

[2]電網(wǎng)空間信息服務(wù)平臺(GIS)服務(wù)調(diào)用規(guī)范.

[3]生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)與電網(wǎng)空間信息服務(wù)平臺(GIS)應(yīng)用集成規(guī)范.

[4]SG186一體化平臺應(yīng)用集成典型設(shè)計.

[7]IEC 61968 Application Integration at Electric Utilities -System Interfaces for Distribution Management.

[8]IEC 61970 Energy Management System Application Program Interface (EMS-API).

Currently, Mobile intelligent terminal as the carrier of Mobile geographic information system (Mobile GIS) has become a hotspot of research on the geographic information system, this paper studies based on Mobile GIS application in line inspection and repair business. Paper introduces the GIS, GPS,embedded operating system, basic knowledge of wireless communication technology, embedded database, on the basis of the on line inspection system based on Moblie GIS architecture research and design, and then, according to the inspection of the specific business requirement analysis, system design, and provides the application of the key problems involved in the solution, the last is summarized and prospect of the whole system. Practice has proved that the advanced Mobile GIS technology applied in power line inspection and repair business, to overcome the shortcoming of traditional patrol, effectively improve the efficiency of the electric power enterprise line inspection and repair.

GIS; Support system; Inspection repair

田健(1970—),男,山東濰坊人,研究生,高級工程師,主要從事電力系統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)管理工作。