龐博 趙國良 陳廣宇 劉健 王樹軍

摘 要： 隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，電力系統(tǒng)作為社會發(fā)展的重要助力，規(guī)模不斷擴大，對電網(wǎng)運行安全及現(xiàn)場巡線工作管控的要求也越來越高，承德地區(qū)管轄路線多、巡視路徑復雜、人員和車輛等資源短缺等現(xiàn)實狀態(tài)下，經(jīng)常出現(xiàn)路況不熟悉造成無法按時到達指定巡視地點、巡視效率低、巡視標準化水平不高等情況。針對上述問題，本文提出一種有效的手段進行科學的指導巡線和跟蹤管理巡視軌跡。運用GIS技術對輸電線路的實際路線、地理位置線路重點薄弱環(huán)節(jié)和交叉跨越等信息進行采集，通過多源地圖量化巡線路徑數(shù)據(jù)確定巡視的步行時間、現(xiàn)場巡視所需時間和記錄時間，通過對人員巡視軌跡記錄、路徑追蹤的技術手段，按段巡視替代按線巡視的方式優(yōu)化線路巡檢路徑，跟蹤巡視過程、提高巡視效率。

關鍵詞： 多源地圖；巡線軌跡；路徑追蹤；APP

隨著電力行業(yè)飛速發(fā)展，電力規(guī)模日益擴大，輸電線路的分布范圍變廣，影響線路安全運行的隱患逐漸增加。為了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，需要安排人員按時對線路進行巡視，定期的巡視不僅可以發(fā)現(xiàn)已經(jīng)出現(xiàn)的隱患，還可以發(fā)現(xiàn)潛在的生長中的隱患。因此，急需一種有效的手段進行科學的指導巡線和跟蹤管理巡視軌跡，運用GIS技術對輸電線路的實際路線、地理位置線路重點薄弱環(huán)節(jié)和交叉跨越等信息進行采集，通過多源地圖量化巡線路徑數(shù)據(jù)確定巡視的步行時間、現(xiàn)場巡視所需時間和記錄時間，結合對試點區(qū)域內(nèi)的輸電線路的巡視要素（包括地理位置、環(huán)境、巡視重點）進行分析，通過對人員巡視軌跡記錄、路徑追蹤的技術手段，按段巡視替代按線巡視的方式優(yōu)化線路巡檢路徑，跟蹤巡視過程、提高巡視效率。

1.國內(nèi)外研究概況

目前，國內(nèi)外在電力巡線中采用的主要技術手段有人工巡線，直升機巡線、移動機器人巡線、無人機巡線。

人工巡線是借助各種檢測設備采集數(shù)據(jù)，獲取設備狀態(tài)信息，是應用時間最長，應用最廣泛的巡線方式；

機器人依靠搭載的傳感器采集數(shù)據(jù)，與人工巡線的差別知識巡線的主體不同，巡視機器人可以帶電工作，以設定的速度沿著輸電線路爬行，可以跨越防震錘、桿塔等障礙，使用攜帶的傳感器對線路、桿塔等進行檢測，可以替代人工巡線的工作，提高巡線的精度和效率。巡線機器人的技術較為成熟，但是機器人巡線還是需要人工參與，而且作業(yè)范圍比較小，需要借助人工的程度比較高，能跨越障礙物的機器人研究進展緩慢；

而直升機與無人機巡線則是借助先進的模式識別技術來分析采集到的各種影響數(shù)據(jù)。由于當前模式識別算法的先進性不高、機器人的移動過程存在困難，直升機、無人機及機器人巡線仍然有很大的局限性。應用最為廣泛的仍然是人工巡線。

人工巡線的適應性、靈活性強。在目前這一階段內(nèi)，大部分研究人員仍然是將重點放在如何提高巡線管理系統(tǒng)的自動化及智能化水平，降低巡線人員的勞動強度，提高巡線管理效率

本項目采用地理信息技術，進行基于多源地圖的人員巡視軌跡記錄、路徑追蹤的技術研究，利用智能巡視系統(tǒng)及智能手機APP實現(xiàn)多源地圖量化巡線路徑數(shù)據(jù)、規(guī)劃巡視路徑、進行人員巡線軌跡記錄及跟蹤、綜合工區(qū)人員的巡線效率。

2.基于多源地圖的人員巡線軌跡記錄、路徑追蹤的技術研究及APP應用開發(fā)

2.1基于多源地圖的人員軌跡記錄及追蹤的研究

從不同種類的地圖里抽取出有用的信息，處理后形成多源地圖。多源地圖包括街道地圖、衛(wèi)星地圖、等高線圖等多種地圖。因普通地圖只顯示城市街道等信息，在交通不便利的地區(qū)，單純的普通地圖無法解決路線導航問題。App可以提供地圖的多種瀏覽模式，山區(qū)等地區(qū)可以使用等高線圖，解決山區(qū)等遠離城市的位置普通地圖無內(nèi)容的情況，并研究相關算法，解決多地圖間的數(shù)據(jù)漂移問題。

用戶在巡線時可以使用App記錄巡視軌跡，并且可在巡視軌跡中標記特殊的位置點，為下一次路線巡視工作提供路徑樣本；多人巡視軌跡共享后形成軌跡庫，為接下來的巡視提供了路線參考。

2.2 GPS定位導航的誤差修正算法研究

GPS定位是通過地面接收設備接收衛(wèi)星傳送來的信息，計算同一時刻地面接收設備到多顆衛(wèi)星之間的偽距離，采用空間距離后方交會方法，來確定地面點的三維坐標。因此，對于GPS衛(wèi)星、衛(wèi)星信號傳播過程和地面接收設備都會對GPS定位產(chǎn)生誤差。主要誤差來源可分為：與GPS衛(wèi)星有關的誤差；與信號傳播有關的誤差；與接收設備有關的誤差。GPS定位的主要6種誤差為：星歷誤差—予報的衛(wèi)星位置的誤差；衛(wèi)星鐘差—予報的衛(wèi)星鐘差，包括SA；電離層誤差—由于電離層效應引起的觀測值的誤差；對流層誤差—由于對流層效應引起的觀測值的誤差；多徑誤差—由于反射信號進入接收機天線引起的觀測值的誤差；接收機誤差—由于熱噪聲、軟件和各通道之間的偏差引起的觀測值誤差。

本文所研究的系統(tǒng)中GPS信號的自動采集擬采用每隔十秒采樣一次的頻率，并設定定位誤差閾值，由于GPS定位方式存在以上誤差的原因，定位坐標偶有不準，若采樣定位差距大于閾值，則會使用之前定位的采樣點形成的曲線進行擬合，然后自動計算有誤差的采樣點坐標，再結合之后的采樣點，對此坐標進行修正。

2.3 輸電線路多源地圖的人員巡線軌跡記錄、路徑追蹤的軟件管理系統(tǒng)包括Web端巡視管理軟件和手機APP研究。

系統(tǒng)分為Web端巡視管理系統(tǒng)和手機端APP兩部分組成。業(yè)務部門利用Web端巡視人員路徑、系統(tǒng)指定巡視軌跡計劃；巡視人員則利用手機端APP，依據(jù)終端地圖軌跡顯示任務路線對電力設施進行巡視，并將巡視路徑人員軌跡狀態(tài)及時傳送至巡視管理系統(tǒng)。

Web端系統(tǒng)主要提供管理功能：管理人員下發(fā)巡視任務、查看巡視狀況等；App主要是巡視人員使用，在智能手機全面普及的情況下，無需配備其他設備巡視人員手機安裝App即可開始工作，App能接收個人巡視任務、桿塔導航、接收通知等，大大減輕了工作量，提高了工作效率。

3.總結

本文的研究將通過多源地圖的方式為巡線人員提供更為準確的地圖導航，從而保證巡線人員能夠及時趕到巡線地點，按時完成巡線任務，同時，融合運用GIS、多源地圖等技術對人員巡視軌跡進行路徑追蹤、記錄，提供軌跡管理與查詢功能，方便巡線工作跟蹤及管理，最終完成一套輸電線路多源地圖的人員巡線軌跡記錄、路徑追蹤的軟件管理系統(tǒng)，通過Web端和APP端的配合使用，實現(xiàn)對巡線工作從計劃制定到軌跡跟蹤的全流程管理，改善巡視質量，提高管理水平。

參考文獻

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