卫星导航在架空输电线路巡检中的应用与研究
卫星导航在架空输电线路巡检中的应用与研究
导语:随着经济快速发展,社会对电力的需求持续增长,架空输电线路作为电力输送的关键基础设施,其安全稳定运行至关重要。架空输电线路分布广泛,常跨越复杂地形与恶劣环境,传统巡检方式如人工巡检存在效率低、成本高、安全风险大以及受地形和天气条件限制等诸多问题。转化果平台推荐的《卫星导航在架空输电线路巡检中的应用与研究》,能有效提高至少30%的工作效率,软件易于获取,并能满足电力线路巡检的要求。互动地图还提供了轨迹记录与共享功能,可以与好友分享等。
电力输电线路构成了电网的关键部分,而线路的巡视工作则是确保电网安全稳定运行的关键措施之一。巡视工作人员通过定期巡视和检查,能够掌握输电线路的运行状态,发现输电设备的潜在缺陷和风险,并采取相应措施消除隐患,确保线路的安全稳定运行。
当前,输电线路的巡视工作主要依赖于人工方式,这要求巡视人员对线路杆塔、通道及其周边环境和交通地形条件具有深入的了解,并且主要依靠巡视人员积累的工作经验。随着电网规模的持续扩大,对巡视人员的专业要求日益提高。在经济快速发展的背景下,电力线路数量不断增加,部分线路地形复杂,岔路众多,即便是经验丰富的巡线人员,也可能出现定位错误的情况。
在野外进行巡线工作时,容易发生迷路甚至遭遇危险。对于新入职的员工而言,熟悉线路通常需要数年时间,这不利于年轻人才的快速成长。此外,对于巡线人员的巡视质量难以进行有效监督,巡线工作量的量化统计也存在困难。
为了解决上述问题,提升电力线路巡检人员的工作效率和安全水平,防止在巡检过程中出现定位错误或迷路等风险,弥补公司生产管理系统和GIS地理信息系统在移动终端应用时的定位和导航不足,本研究提出了引入智能手机免费导航软件进行定位和导航的解决方案。本研究探讨了将导航软件应用于电力巡检的可行性,并对百度地图、高德地图等主流导航软件在电力巡检中的性能进行了比较分析,最终确定了采用地图导航、地形查看的优化方案,以辅助巡线人员的巡线工作和巡线生产管理。
互动地图浏览器是一款跨平台的地理信息系统,其开发基于Google API、Baidu API以及Sogou API,兼容iOS、Android、Windows、Windows Phone以及Web五大操作系统。该浏览器融合了多种知名地图服务,具备卓越的设计功能和地理信息展示技术,能够满足不同行业在地理信息规划方面的需求。其功能包括但不限于路径搜索、交互式语音导航、位置分享与追踪、轨迹记录与分享发布以及离线地图数据管理等。此外,它还支持导入导出标记功能。目前,该浏览器已被广泛应用于多个领域,如野外勘探、住宅区规划、移动通信基站维护、电力公司前期规划、路政设施管理、高速公路施工放样、森林防火、野外救援以及户外探险等。
KML文件是一种在Google地图浏览器中用于地理数据交换的文件格式。它基于XML语言,并定义了一系列标签(TAGs),用于规定地理数据的展示方式。KML文件能够描述地点、路径以及其他地理特征,是地理信息共享和展示的重要工具。
输电线路在地图上以杆塔坐标点用直线连接的方式呈现,因此,必须在采集杆塔的地理坐标之后,将其转化为地图浏览器可识别的数据格式。依托互动地图APP平台,通过卫星地图导航系统,采集线路杆塔的GPS坐标信息,巡线过程中利用手机GPS定位进行杆塔坐标信息的采集。
线路台账中包含了杆塔的坐标信息、线路名称及杆塔编号。以线路名称及杆塔编号命名对应的坐标点,分别制作各条输电线路的KML文件。收藏点以线路杆塔名称命名,例如“xx线x号塔”。单回路杆塔用红色、双回路杆塔用绿色、废弃杆塔用蓝色进行区分标注。当收藏点数量过多时,寻找特定信息会变得复杂。地图按标签分组,同一线路下的收藏点存放在同一文件夹中或定义同一标签,便于根据线路名进行分组。
利用互动地图下载杆塔通道离线地图,可以减少野外现场数据流量大、数据传输不畅的问题。再结合多层次的卫星地图,可以辨识地理环境和通道,合理规划人员、车辆的巡视路径,节省探路消耗的路程与精力,实现线路巡视的精准定位与导航。
某公司主要负责辖区内35kV-110kV线路的维护工作,线路全长约700公里,拥有1900余基杆塔。由于辖区地形多样复杂,给线路巡视工作带来极大难度。将研究成果应用于输电线路巡视工作中,可以显著提高巡视效率,主要功能包括:
线路周边环境的查看与路径选择。由于线路经常跨越河流,需要绕行,对于线路环境不够熟悉的巡视人员,采用谷歌卫星地图可以清晰直观地选择最优的巡视路径,提高巡视效率。
路径导航。可以直接以线路杆塔为目的地进行导航,更加方便快捷地对线路存在的故障、隐患点进行管控处理。
路径存储与共享。互动地图还提供了轨迹记录与共享功能,线路巡视人员可以在巡视线路的同时,记录自己的巡线路径,并可以与他人分享。这不仅可以作为巡线的凭证,用于监督巡线人员的工作完成质量,提高线路运维管理水平,同时也为新进员工独立巡线提供参考,帮助其更快更好地熟悉线路。
通过互动地图技术,线路杆塔的采点得以在地图上精确标注,同时结合GPS导航功能,有效应用于线路巡检工作。在巡视过程中,此技术有助于迅速定位杆塔位置,从而便于进行线路巡视和检修工作。
在实际线路巡检中,若巡检人员对路况不熟悉,将难以准确且迅速地抵达目标地点,这将严重影响工作效率。然而,通过使用导航软件,可以有效解决这一问题。具体方法是将巡线路径细分为多个关键点,如“下车点—步行点1—步行点2……步行点n—杆塔点”,并对这些关键点进行精确定位并保存。在需要时,将这些保存点的信息共享给巡检人员,他们便能根据软件的导航指引到达“下车点”,再依据当前位置的指示箭头和保存点的方向,选择合适的道路,沿步行点轨迹顺利抵达杆塔位置。这种方法显著减少了寻找路径所需的时间,从而提升了巡检效率。
随着GPS导航技术的进步,定位精度和实时性得到了显著提升,同时,利用卫星地图,可以直观地观察到目标点周围的环境,甚至能够辨识林间小路。然而,这也带来了数据流量的增加。为此,互动地图提供了离线下载的多层次卫星地图选项,有效减少了导航过程中数据流量的消耗。在数据管理中导入已制作的线路KML文件后,卫星地图模式能够在地图上直观展示输电线路的走向、杆塔位置以及周边地形地貌和交通条件等信息。
利用互动地图下载的杆塔通道离线地图,可以减少野外现场数据流量大、数据传输不畅的问题。结合多层次的卫星地图,可以清晰分辨地理环境和通道,合理规划人员和车辆的巡视路径,节省探路所耗费的路程和精力,实现线路巡视的精准定位与导航。
电力线路杆塔多位于野外,环境复杂,巡线人员查勘路径耗时费力。特别是在登杆检查时,由于非线路管理人员对地形不熟悉,寻找路径效率低下。导航软件的应用可以解决上述问题:通过2D平面图查看附近是否有通达的公路;利用卫星图观察周围地表地貌,寻找乡间小道;发现更便捷的道路后,记录并分享给线路管理人员,实现巡视路径信息的优化更新。
在乡村地区,岔路众多,山区树木茂密,这些因素都使得巡视杆塔时容易迷失方向。特别是在山区,植被丰富,线路档距大,巡线路径不固定,巡视人员难以看清线路走向,容易走错方向。通过导航软件,巡线人员可以根据当前位置与目标杆塔的相对距离、巡线轨迹等信息,减少甚至避免迷路情况的发生。
该方案能够显著提升工作效率,增幅至少达到30%,同时软件易于获取,并能满足电力线路巡检的各项需求。此外,互动地图还具备轨迹记录与共享功能,便于与他人分享。目前,高维队的线路巡视及检修人员已基本掌握了互动地图软件的应用。
经过近一年的实践,该系统在减少交通时间、降低燃油消耗以及节省因寻找路线而耗费的时间和精力方面,每年可节约成本约100万元。
通过收集地面供电线路杆塔的坐标数据,并与矿方地质部门合作,制作了井下与井上对照图,这有助于及时发现因采煤活动导致地面裂缝、塌陷而引起杆塔倾斜或移位的情况。对于那些变化较大的杆塔,可以提前采取相应的措施
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