架空線路及變電設施巡檢管理系統

2021-11-29

第一章、項目背景及目標

1.1 建設背景

**目前架空輸電線路巡線工作中的工作面積廣、線路長、沿線環境復雜,輸電線路運維水平較低,缺乏先進的輔助巡檢裝備支持,對一些較為隱蔽的缺陷、隱患及故障點很難準確查找定位,增大了線路運行風險。且巡線工作仍采用紙質記錄,因線路維護人員業務素質存在差異,內容填寫不規范等問題時有發生。且紙質版驗收卡片裝訂后存在丟失風險,無法對巡視人員進行有效的責任追溯。

1.2 項目目標

針對目前線路巡檢中信息化較弱的情況,反饋缺陷速度慢、無法遠程實時掌握現場缺陷情況,有效消除紙質巡檢卡片存在填寫數據不規范、統計工作量大、易丟失以及不能有效追溯線路驗收責任等問題,設計開發基于云平臺的架空輸電線路移動巡檢系統,主要目的是對輸電線路巡線進行信息化管理,利用智能終端進行數據的采集,使得運檢人員可以任何時間任何地點全面掌握電網所有設備態勢,消除安全盲區,從而做出有效的檢修計劃和方案。

通過系統的研發與應用,自動生成巡檢報表,實時向云平臺上傳數據和圖片,便于管理人員遠程隨時掌握現場巡檢情況,對存在異議的隱患缺陷進行定性和制定治理方案,提高線路巡檢工作效率3-6倍,確保能夠及時向施工單位反饋線路缺陷,大幅提升消缺速度,并對線路巡檢工作填寫內容進行了規范、固化,簡化了巡檢人員繁瑣的手動填寫過程,降低了線路巡檢卡片填寫作業量。結合長期巡檢缺陷數據的錄入和管理,逐步實現電網建設施工缺陷及電網線路運行大數據分析,有利于制定提升運行管理和施工質量的針對性措施。同時,能夠有效提升作業人員巡檢效率,降低驗收任務派發次數,減少人員外出差旅費用、車輛費用消耗;實現無紙化辦公作業,減少辦公耗材損耗,為公司節約成本開支。

輸電線路移動巡檢系統在國內外目前使用比較普遍,已經能夠實現對設備各個環節質量的把控,確保設備符合標準要求。國內工業生產中對該類系統的應用也逐步成熟,可以有效提升設備巡檢效率,保證設備質量。

在現有運檢人員、資金配置有限的情況下,積極應用物聯網技術提高工作效率已成為輸電運檢技術發展的必然趨勢。

跟據前期項目需求溝通,格瑞特針對延安地方電力架空線路及變電設施涉及了一套巡檢系統,主要目的:

1、規范巡檢工作,確保架空線路及變電設施的巡檢工作落實到位

2、現場真實記錄架空線路及基塔運行實際狀態包括文字、影像的方式和相關數據數字記錄的方式,采集一般缺陷、重大缺陷、緊急缺陷數據并實時上傳到管理中心。

3、管理中心巡檢管理軟件對所采集的各類巡檢數據、設備運行數據進行統計分析,生成報表,并對缺陷進行消缺管理。

4、對設備建檔管理

5、減輕巡檢人員到現場攜帶眾多資料問題,將設備紙質資料全部轉化為電子檔,通過手持巡檢終端指引巡檢人員工作順序及工作內容,巡檢人員無需經驗,只需要攜帶巡檢手持終端即可工作。

統計各班次到位數,漏巡數,以及漏巡率,并形成各設備運行狀態和數據報表,以方便利用數據分析設備缺陷管理。

第二章、架空線路及變電設施系統設計

8**供電分局輸電架空線路及變電站內巡檢管理平臺的設計全面考慮了統一管理、方便使用和貼合業務的方針。平臺的整體框架設計共分成三個部分,第一部分是基于關系型數據庫的數據庫設計,共包括基礎地理數據、多媒體資料數據以及用戶數據等。第二部分是基于功能應用的設備管理系統,該部分與第一部分是緊密聯系的。各個層次之間通過相應的接口和函數有機的連接起來,從總體上保證了系統的模塊化結構和功能構件劃分。于此同時,為了保障系統的穩定運行,系統框架的第三部分則是數據標準規范和安全保障體系兩個基礎保障模塊。系統框架如下:

圖片26.png

圖 1系統設計圖

2.1系統組成

架空線路及變電設施巡檢系統由人員手持巡檢智能終端、變電設施現場RFID標簽以及管理中心系統管理軟件以及手持APP四個部分組成。

2.1.1.手持式巡檢儀 GRT-P6000A圖片27.png

外形尺寸:

常規:150mm*70mm*25mm  

重量: 275g

操作系統: 安卓4.3以上操作系統,支持多語言

CPU :1.3ghz

顯示屏:4英寸電容屏幕

內存:RAM 1G   ROM   8GB

數據通訊: Wi-Fi無線局域網   標配,內置802.11b/g 無線通訊功能,通訊速率可達54MB/秒, 滿足CISCO CCX2/3安全標準,完全支持CISCO AP及安全規范

攝像功能: 800萬自動對焦

RFID: ISO14443A

藍牙 :藍牙Class2.1-EDR

主電源:3.7V 3800mAh可充電鋰電池, 工作時間8小時以上(視具體環境而定)

快拆式設計,現場方便更換電池。

工作溫度:–20°C to +50°C

儲藏溫度:–40°C to +60°C

濕度:   5%–95% (無凝結)

墜地抗震高度:工作溫度范圍內,能承受1.2/1.5米(包膠版本)高度多次跌落到水泥地面的沖擊

擴充卡槽 :Micro SD/TF插槽(最大支持16G)

物理接口: Mini USB ,RS232

打印機 :   可連接串口打印機、藍牙打印機

其他附件: 皮套,通訊座(可同時對兩塊電池進行充電)不屬于標配

保修期:   12個月 配件除外

密封環境:IP67

2.1.2變電設施現場RFID標簽

圖片28.png

◆ 存儲容量:8Kbit,16個分區,每分區兩組密碼

◆ 抗金屬封裝、便捷式黏貼方式       

◆ 工作頻率:13.56MHZ

◆大?。?0×50mm

◆ 通訊速度:106Kboud

◆ 讀寫距離:5—10CM

◆ 讀寫時間:1-2MS                       

◆ 工作溫度:-20℃-85℃

◆ 擦寫次數:>100000次

◆ 數據保存:>10年

◆ 封裝材料:PVC、PET

◆ 封裝工藝:超聲波自動植線/自動碰焊

◆ 制作標準:ISO14443

2.1.3系統管理軟件

圖片29.png

采用SQL2012網絡型數據庫

MO GIS平臺,google map、百度地圖平臺

支持B/S結構,C/S結構。

可遠程維護,自動版本升級

人員實時定位

巡檢軌跡回放

架空線路及設施屬性維護

巡檢計劃編制,下發

巡檢計劃考核

巡檢統計報表

圖像上傳

系統基礎管理

數據備份與打印

GIS模塊接口(預留)

2.1.4 手持APP

此部分兩類型應用程序,第一類:現場巡檢人員,配合手持巡檢終端,提供GPS定位及軌跡采集、現場工作內容操作指引、所采集數據的保存及查看。

第二類:管理人員APP,通過安裝的手機APP查看巡檢上傳的數據。

2.2、系統運行方式

系統支持的定位方式分為GPS定位和RFID定位兩種,對架空線路采用GPS定位方式,對變電站設施采取RFID定位方式

2.2.1、GPS定位方式

巡檢人員攜帶手持巡檢終端,采用終端內置智能定位模塊對巡檢人員進行現場定位,經緯度信息及巡檢時間自動存儲在手持巡檢終端,該定位信息可由4G網絡,WIFI方式發送到管理中心系統服務器(也可在人員返回后登錄系統)。系統軟件自動根據計劃情況形成各類統計報表,系統軟件自動形成巡檢軌跡并根據計劃情況形成各類考核及統計報表。

2.2.2、RFID定位方式

預先將13.56M無源RFID標簽安裝在變電站內設施處,巡檢員攜帶手持巡檢終端識器進行巡檢并按巡檢計劃采集巡檢點中RFID標簽序號,手持巡檢終端自動記錄采集時間并存儲在識讀器中。在現場通過WIFI或者4G網絡,或者存儲在手持巡檢終端后在巡檢結束后通過WIFI聯網數據上傳到管理中心數據庫,即可自動將手持巡檢終端中采集并存儲的信息上傳到巡檢系統服務器,系統軟件自動根據計劃情況形成各類統計報表。

管理人員可通過網絡登陸系統隨時查看各單位各人員的巡檢到位情況,結合電子地圖可查看巡檢員的當前位置、巡檢軌跡、巡檢、缺陷分布、設施的基本情況、架空線路及變電站設施分布等情況,從而實現了對巡檢工作信息化、數字化、網絡化的管理,為巡檢制度的落實工作提供了技術上的保障。

2.2.3、巡檢到位管理

巡檢人員隨身的攜帶手持巡檢終端巡檢儀同時內置了GPS定位、RFID讀卡、4G通訊模塊、wifi通訊模塊,巡檢人員巡視檢查過程中,巡檢儀會自動連續記錄下當前坐標信息,通過4G網絡實時發回到系統管理軟件,并形成巡視檢查的工作軌跡,如果現場4G網絡信號不佳或者無信號區域、巡檢人員所有巡檢數據自動保存在手持巡檢終端,有信號或者回公司后可以選擇手動上傳。

同時在變電站內變電設施上按一定距離間隔和重要節點上安裝電子標簽信息點,在巡檢過程中按工作計劃用巡檢儀讀取電子標簽信息點,信息點的序列號和讀取時間會自動記錄在巡檢儀中,同時工作指引指導巡檢人員完成現場巡檢采集工作,同時可通過4G網絡實時上傳到系統管理軟件。

2.2.4、架空線路及變電設施運行信息管理

巡檢人員通過GPS定位方式識別架空線路沿線設施,在識別架空線路設施是,自動操作指引指示對應工作內容,巡檢人員將工作內容通過事件選擇、數字輸入、漢字輸入或拍照的方式記錄在巡檢儀內,和定位記錄記錄一起可通過4G網絡實時上傳到系統管理軟件。

在變電站內設施處,巡檢人員可以通過讀取RFID信息后彈出操作指引,然后記錄工作內容,通過4G網絡實時上傳到系統管理軟件。

系統管理軟件會自動對架空線路以及變電站內設施的工作狀態歸檔保存,并對故障、、運行參數做統計分析,生成各類報表。由于所有的工作狀態信息都綁定了信息點或是GPS數據,可以最大程度上保證數據的真實性和準確性。

2.2.5、架空線路及變電設施可視化管理

通過建立架空線路及變電設施和對應區域的地形道路圖或者將來建成GIS系統后和GIS系統數據保持同步的地圖,以及架空線路以及變電設施的電子臺帳,可以在地圖或者GIS平臺中結合架空線路及變電設施的地理位置和周邊環境,查看其基本屬性,巡檢記錄,工作狀態,運行參數等等信息,實現可視化的架空線路及設施管理。同時可將電子臺帳資料及地理位置信息下載到巡檢儀中,方便巡檢人員在現場查看,為現場巡檢人員提供有力的信息支持。

2.3、巡檢系統達到的主要功能

系統通過對現場采集的巡檢信息、設備運行數據自動匯總與保存,及完善的分析報表,使管理者在第一時間輕松獲得真實完整地巡檢計劃實施情況,以科學化,信息化的管理模式對巡檢工作和巡檢人員管理,保證了巡檢工作的質量。

功能模塊

實現功能

說明

GPS實時定位模塊

人員實時定位

在地圖上查詢巡檢人員目前所處的位置

GPS軌跡回放模塊

人員運動軌跡回放

在地圖上顯示一個或者全部巡檢人員在特定時間段內的運動軌跡

巡檢計劃比對

巡檢實際與計劃對比

提供巡檢實施情況與巡檢計劃自動比對統計及展示功能,包括到位情況,到位時間等信息

巡檢計劃編制

對不同崗位、設施設定巡檢周期和時間

為用戶提供巡檢計劃編制功能,包括巡檢對象,工作內容,巡檢人員,巡檢路線預設等功能

巡檢到位報表模塊

巡檢人員考核

對巡檢人員的巡檢情況作分析評定

巡檢到位率分析

對巡檢計劃的實施質量作最終評定


設施運行報表

數據分析與查詢

根據用戶定制內容,實現各巡查架空線路及變電設施的歷史數據的分析統計與查詢

臺帳管理

綜合管理

針對區域各類巡查設施的屬性進行綜合管理和資料錄入功能;包括新增,廢除,停用等功能。

現場信息采集

架空線路及變電設施工作狀態和運行參數的記錄與上傳

根據用戶需求進行功能定制,為用戶提供實時設備運行信息錄入上傳接口服務,實現設備工作狀態和運行參數等實時記錄與上傳,實現無紙化辦公

現場拍照上傳

拍照上傳

對現場重點部位隱患進行拍照預留

掌上設施、掌上地圖模塊

掌上電腦

手持巡檢終端裝載管線及其附屬設施電子臺帳,可對詳細屬性資料查詢;手持巡檢終端可提供GIS模塊,可查詢管線,設施,道路的地理信息

其他功能模塊

數據發布

以B/S的方式透過網絡發布數據

遠程維護

通過網絡對系統遠程維護


GIS模塊

和主網GIS打通

預留GIS接口、待主網GIS建成后、接入GIS數據

系統基礎模塊

組織結構設置

4級組織機構設置、可以管理集團性組織

人員設置、權限設置、操作日志等

使用人員設置、權限分配以及每位操作人員日志記錄


報警模塊

當日報警信息

當日報警信息可以展現在主頁持續滾動

公告模塊

公告發送

系統內部任何公告發送

巡檢文件管理模塊

FTP文件欄

有關巡檢的所有管理文件均統一管理在巡檢平臺


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