本發(fā)明涉及輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢修領(lǐng)域，具體涉及一種輸電線路協(xié)同巡檢效益評估方法。

背景技術(shù)：

輸電線路巡檢是通過巡檢檢查來掌握線路運(yùn)行狀況及周圍環(huán)境的變化，發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷和危機(jī)線路安全的隱患，提出具體的檢修內(nèi)容，以便及時消除缺陷，預(yù)防事故發(fā)生，或?qū)⒐收舷拗圃谧钚》秶ＷC輸電線路的安全和電力系統(tǒng)穩(wěn)定。目前架空輸電線路巡檢主要有三種方式：人工巡檢、無人機(jī)巡檢和直升機(jī)巡檢。

傳統(tǒng)的人工巡檢方法工作量大、耗時長、效率低，而且受人為因素制約，一些線路缺陷或故障點(diǎn)不容易被發(fā)現(xiàn)。目前，巡檢方式已逐步推廣應(yīng)用的直升機(jī)、無人機(jī)巡檢，線路的巡檢模式多元化發(fā)展。

直升機(jī)巡檢是工作人員乘直升飛機(jī)沿輸電線路飛行，用肉眼或者機(jī)載攝像設(shè)備觀測和記錄沿線異常點(diǎn)的情況，這種方法具有靈活機(jī)動和不受高山深谷限制等獨(dú)特優(yōu)勢，可以多角度的檢測，能夠發(fā)現(xiàn)一些人工巡檢中難以發(fā)現(xiàn)的隱蔽的設(shè)備缺陷，從而更全面的檢測整條線路，極大地提高巡檢的效率。

無人機(jī)巡檢不受地形限制，能在一些人工巡檢無法到達(dá)的高山、深溝、跨江大跨越等地方了解線路狀態(tài)。近年來，我國電力系統(tǒng)已越來越廣泛地使用無人機(jī)巡檢。無人機(jī)巡檢具有受地形限制小、巡檢效率高、塔頭巡檢效果好、可快速部署、巡檢成本低、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。無人飛行器平臺主要集中在固定翼無人機(jī)、小型無人直升機(jī)和中型無人直升機(jī)。

電力行業(yè)正在推廣直升機(jī)、無人機(jī)和人工巡檢相互協(xié)同的輸電線路新型巡檢模式。本發(fā)明提出的協(xié)同巡檢效益評估方法，能使線路巡檢評估工作有據(jù)可循，使特定工況下巡檢效益最大化，全面提高巡檢作業(yè)效率和效益，因此亟需提出一種輸電線路協(xié)同巡檢效益評估方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供的一種輸電線路協(xié)同巡檢效益評估方法，能夠有效且準(zhǔn)確地應(yīng)用于實(shí)際輸電線路巡檢，對各種巡檢方式進(jìn)行巡檢效益評估；同時，也可為線路巡檢模式的合理選擇提供科學(xué)依據(jù)，指導(dǎo)生產(chǎn)單位在特定工況下選擇合理的線路巡檢模式。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種輸電線路協(xié)同巡檢效益評估方法，所述方法包括如下步驟：

步驟1.確定輸電線路協(xié)同巡檢模式；

步驟2.確定所述協(xié)同巡檢模式的效益的評價指標(biāo)；

步驟3.采用層次分析法建立輸電線路協(xié)同巡檢模型；

步驟4.根據(jù)所述輸電線路協(xié)同巡檢模型對所述輸電線路進(jìn)行協(xié)同巡檢效益評估。

優(yōu)選的，所述步驟1包括：

確定輸電線路協(xié)同巡檢模式，所述輸電線路協(xié)同巡檢模式包括：分別為人工巡檢模式、固定翼無人機(jī)巡檢模式、無人直升機(jī)巡檢模式、直升機(jī)巡檢模式、人工和無人機(jī)協(xié)同巡檢模式、人工和直升機(jī)協(xié)同巡檢模式、無人機(jī)和直升機(jī)協(xié)同巡檢模式、及人工、無人機(jī)和直升機(jī)協(xié)同巡檢模式。

優(yōu)選的，所述步驟2包括：

2-1.確定所述協(xié)同巡檢模式的效益的評價指標(biāo)包括：巡檢成本指標(biāo)、質(zhì)量指標(biāo)、安全指標(biāo)及效率指標(biāo)；

2-2.對各所述評價指標(biāo)進(jìn)行類別化處理。

優(yōu)選的，所述步驟2-2包括：

a.將質(zhì)量指標(biāo)、安全指標(biāo)及效率指標(biāo)統(tǒng)一等值到所述巡檢成本指標(biāo)上；

b.以所述巡檢成本指標(biāo)來衡量各所述協(xié)同巡檢模式的綜合效益；

c.對各所述評價指標(biāo)進(jìn)行等級劃分，將等級劃分后的所述評價指標(biāo)等值化為標(biāo)準(zhǔn)成本。

優(yōu)選的，所述步驟3包括：

3-1.對給定的巡檢線路l所在的各所述地形條件依次進(jìn)行巡檢，分別記錄將各所述地形條件處的天氣良好和天氣惡劣時間；

其中，所述地形條件包括高山大嶺、山地、丘陵、河網(wǎng)泥沼和平地；所述給定的巡檢線路l在給所述地形條件下的線路長度分別為li，i＝1,2...5，且

若所述巡檢線路l上不包括全部的地形條件，則另不包括在所述巡檢線路l上的地形條件下的線路長度li＝0；

3-2.將每個所述地形條件下的天氣良好和天氣惡劣時間分別相加，得到各所述地形條件下的巡檢時間分別為ti且i＝1、2…5；

3-3.根據(jù)各所述地形條件下的巡檢時間ti且i＝1、2…5，計算得到對巡檢線路l的總巡檢時間t：

3-4.根據(jù)各所述地形條件下的巡檢時間ti，建立輸電線路協(xié)同巡檢模型。

優(yōu)選的，所述3-4包括：

a.根據(jù)各所述地形條件下的巡檢時間ti，建立輸電線路上的第i種地形路段協(xié)同巡檢模型：

式(2)中，u為輸電線路協(xié)同巡檢模式的種類且u＝1,2,…,8；a、b、c及d分別為質(zhì)量指標(biāo)、安全指標(biāo)、效率指標(biāo)及巡檢成本指標(biāo)的權(quán)重值；ti1為第i種地形路段的良好天氣的時間；ti2第i種地形路段的惡劣天氣的時間；及分別為第i種地形路段在第u協(xié)同巡檢模式下的良好天氣與惡劣天氣的質(zhì)量指標(biāo)費(fèi)用；及分別為第i種地形路段在第u協(xié)同巡檢模式下的良好天氣與惡劣天氣的安全指標(biāo)費(fèi)用；及分別為第i種地形路段在第u協(xié)同巡檢模式下的良好天氣與惡劣天氣的效率指標(biāo)費(fèi)用；及分別為第i種地形路段在第u協(xié)同巡檢模式下的良好天氣與惡劣天氣的巡檢成本指標(biāo)費(fèi)用；

b.輸電線路上的第i種地形路段協(xié)同巡檢模型得到輸電線路最大巡檢效益

式(3)中，g為輸電線路上地形路段的總數(shù)；為不同的輸電線路協(xié)同巡檢模式u下的中的最大值。

優(yōu)選的，所述步驟4包括：

4-1.根據(jù)當(dāng)前設(shè)置線路的巡檢任務(wù)，分別設(shè)置各條線路的成本指標(biāo)、質(zhì)量指標(biāo)、安全指標(biāo)及效率指標(biāo)的權(quán)重值，且各評價指標(biāo)的權(quán)重和為1；

4-2.根據(jù)所述輸電線路協(xié)同巡檢模型，對所述輸電線路中的各條線路分別進(jìn)行協(xié)同巡檢效益評估；

4-3.所述輸電線路中的各條線路均采用最優(yōu)巡檢模式，則所述輸電線路的總效益取得最大值，得到所述輸電線路的最優(yōu)協(xié)同巡檢效益評估結(jié)果。

從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供了一種輸電線路協(xié)同巡檢效益評估方法，確定輸電線路協(xié)同巡檢模式；確定協(xié)同巡檢模式的效益的評價指標(biāo)；采用層次分析法建立輸電線路協(xié)同巡檢模型；根據(jù)輸電線路協(xié)同巡檢模型對輸電線路進(jìn)行協(xié)同巡檢效益評估。本發(fā)明提出的方法能夠有效且準(zhǔn)確地應(yīng)用于實(shí)際輸電線路巡檢及輸電線路無人直升機(jī)巡檢系統(tǒng)設(shè)備性能檢測，對各種巡檢方式進(jìn)行巡檢效益評估；同時，也可為線路巡檢模式的合理選擇提供科學(xué)依據(jù)，指導(dǎo)生產(chǎn)單位在特定工況下選擇合理的線路巡檢模式。

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果：

1、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案中，能夠有效且準(zhǔn)確地應(yīng)用于實(shí)際輸電線路巡檢及輸電線路無人直升機(jī)巡檢系統(tǒng)設(shè)備性能檢測，對各種巡檢方式進(jìn)行巡檢效益評估。

2、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，為線路巡檢模式的合理選擇提供科學(xué)依據(jù)，指導(dǎo)生產(chǎn)單位在特定工況下選擇合理的線路巡檢模式。

3、本發(fā)明提供的技術(shù)方案，應(yīng)用廣泛，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種輸電線路協(xié)同巡檢效益評估方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明的效益評估方法中步驟2的流程示意圖；

圖3是本發(fā)明的效益評估方法中步驟3的流程示意圖；

圖4是本發(fā)明的效益評估方法中步驟4的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種輸電線路協(xié)同巡檢效益評估方法，包括如下步驟：

步驟1.確定輸電線路協(xié)同巡檢模式；

步驟2.確定協(xié)同巡檢模式的效益的評價指標(biāo)；

步驟3.采用層次分析法建立輸電線路協(xié)同巡檢模型；

步驟4.根據(jù)輸電線路協(xié)同巡檢模型對輸電線路進(jìn)行協(xié)同巡檢效益評估。

其中，步驟1包括：

確定輸電線路協(xié)同巡檢模式，輸電線路協(xié)同巡檢模式包括：分別為人工巡檢模式、固定翼無人機(jī)巡檢模式、無人直升機(jī)巡檢模式、直升機(jī)巡檢模式、人工和無人機(jī)協(xié)同巡檢模式、人工和直升機(jī)協(xié)同巡檢模式、無人機(jī)和直升機(jī)協(xié)同巡檢模式、及人工、無人機(jī)和直升機(jī)協(xié)同巡檢模式。

如圖2所示，步驟2包括：

2-1.確定協(xié)同巡檢模式的效益的評價指標(biāo)包括：巡檢成本指標(biāo)、質(zhì)量指標(biāo)、安全指標(biāo)及效率指標(biāo)；

2-2.對各評價指標(biāo)進(jìn)行類別化處理。

其中，步驟2-2包括：

a.將質(zhì)量指標(biāo)、安全指標(biāo)及效率指標(biāo)統(tǒng)一等值到巡檢成本指標(biāo)上；

b.以巡檢成本指標(biāo)來衡量各協(xié)同巡檢模式的綜合效益；

c.對各評價指標(biāo)進(jìn)行等級劃分，將等級劃分后的評價指標(biāo)等值化為標(biāo)準(zhǔn)成本。

如圖3所示，步驟3包括：

3-1.對給定的巡檢線路l所在的各地形條件依次進(jìn)行巡檢，分別記錄將各地形條件處的天氣良好和天氣惡劣時間；

其中，地形條件包括高山大嶺、山地、丘陵、河網(wǎng)泥沼和平地；給定的巡檢線路l在給地形條件下的線路長度分別為li(i＝1,2...5)，且

若巡檢線路l上不包括全部的地形條件，則另不包括在巡檢線路l上的地形條件下的線路長度li＝0；

3-2.將每個地形條件下的天氣良好和天氣惡劣時間分別相加，得到各地形條件下的巡檢時間分別為ti且i＝1、2…5；

3-3.根據(jù)各地形條件下的巡檢時間ti且i＝1、2…5，計算得到對巡檢線路l的總巡檢時間t：

3-4.根據(jù)各地形條件下的巡檢時間ti，建立輸電線路協(xié)同巡檢模型。

其中，3-4包括：

a.根據(jù)各地形條件下的巡檢時間ti，建立輸電線路上的第i種地形路段協(xié)同巡檢模型

式(2)中，u為輸電線路協(xié)同巡檢模式的種類且u＝1,2,…,8；a、b、c及d分別為質(zhì)量指標(biāo)、安全指標(biāo)、效率指標(biāo)及巡檢成本指標(biāo)的權(quán)重值；ti1為第i種地形路段的良好天氣的時間；ti2第i種地形路段的惡劣天氣的時間；及分別為第i種地形路段在第u協(xié)同巡檢模式下的良好天氣與惡劣天氣的質(zhì)量指標(biāo)費(fèi)用；及分別為第i種地形路段在第u協(xié)同巡檢模式下的良好天氣與惡劣天氣的安全指標(biāo)費(fèi)用；及分別為第i種地形路段在第u協(xié)同巡檢模式下的良好天氣與惡劣天氣的效率指標(biāo)費(fèi)用；及分別為第i種地形路段在第u協(xié)同巡檢模式下的良好天氣與惡劣天氣的巡檢成本指標(biāo)費(fèi)用；

b.輸電線路上的第i種地形路段協(xié)同巡檢模型得到輸電線路最大巡檢效益

式(3)中，g為輸電線路上地形路段的總數(shù)；為不同的輸電線路協(xié)同巡檢模式u下的中的最大值。

如圖4所示，步驟4包括：

4-1.根據(jù)當(dāng)前設(shè)置線路的巡檢任務(wù)，分別設(shè)置各條線路的成本指標(biāo)、質(zhì)量指標(biāo)、安全指標(biāo)及效率指標(biāo)的權(quán)重值，且各評價指標(biāo)的權(quán)重和為1；

4-2.根據(jù)輸電線路協(xié)同巡檢模型，對輸電線路中的各條線路分別進(jìn)行協(xié)同巡檢效益評估；

4-3.輸電線路中的各條線路均采用最優(yōu)巡檢模式，則輸電線路的總效益取得最大值，得到輸電線路的最優(yōu)協(xié)同巡檢效益評估結(jié)果。

本發(fā)明提供一種輸電線路協(xié)同巡檢效益評估方法的具體應(yīng)用例，如下：

1)輸電線路協(xié)同巡檢模型建立。

1-1)確定協(xié)同巡檢模式。輸電線路巡檢模式包括8種，分別為人工巡檢模式、固定翼無人機(jī)巡檢模式、無人直升機(jī)巡檢模式、直升機(jī)巡檢模式、人工和無人機(jī)協(xié)同巡檢模式、人工和直升機(jī)協(xié)同巡檢模式、無人機(jī)和直升機(jī)協(xié)同巡檢模式、人工、無人機(jī)和直升機(jī)協(xié)同巡檢模式。

1-2)確定協(xié)同巡檢模式效益的評價指標(biāo)。

1-2-1)確定協(xié)同巡檢模式效益的評價指標(biāo)包括4個：成本、質(zhì)量、安全、效率。

1-2-2)對各指標(biāo)進(jìn)行類別化處理。將質(zhì)量、安全、效率統(tǒng)一等值到巡檢成本上，以巡檢成本來衡量每種巡檢模式的綜合效益。對各效益評價指標(biāo)進(jìn)行等級劃分，將等級劃分后的評價指標(biāo)等值化為標(biāo)準(zhǔn)成本。

1-3)采用層次分析法建立效益評估模型。

1-3-1)對于一給定巡檢線路l，在各地形條件下線路長度分別為li(i＝1,2,3)，且對該線路總巡檢時間為t，其中各地形條件下巡檢時間分別為ti(i＝1,2,3)，且

1-3-2)進(jìn)一步細(xì)分，在第一種地形條件下巡檢過程中，天氣良好和天氣惡劣時間分別記為t11和t12，且t1＝t11+t12；在第二種地形條件下巡檢過程中，天氣良好和天氣惡劣時間分別記為t21和t22，且t2＝t21+t22；其余依次類推。

1-3-3)對于給定線路中的任意路段，其巡檢過程中可能遇到的天氣情況僅有2種：良好天氣(j1)和惡劣天氣(j2)。由此，在第i種地形路段，某巡檢模式mu(u＝1,2,…,8)的巡檢效益計算方法為：

1-3-4)該線路總巡檢效益可由各分段巡檢效益之和表示，所以該線路最大巡檢效益為該線路在各路段巡檢時的最大效益之和，即：

1-4)建立約束條件。設(shè)定成本、質(zhì)量、安全、效率的最低標(biāo)準(zhǔn)。對每一條線路，其約束條件的具體值不同，因此各指標(biāo)最低標(biāo)準(zhǔn)是動態(tài)的。

2)輸電線路協(xié)同巡檢評估方法

2-1)對一條線路采用模型進(jìn)行協(xié)同巡檢效益評估。

2-1-1)設(shè)置成本、質(zhì)量、安全、效率四個指標(biāo)的權(quán)重，指標(biāo)的權(quán)重和為1。指標(biāo)權(quán)重與線路巡檢任務(wù)有關(guān)，一條線路的巡檢任務(wù)是事先確定的，如對線路桿塔進(jìn)行精細(xì)巡檢時，質(zhì)量優(yōu)先，應(yīng)將質(zhì)量的權(quán)重設(shè)置為較高值；在災(zāi)害條件下對線路進(jìn)行巡檢時，安全優(yōu)先，應(yīng)將安全的權(quán)重設(shè)置為較高值。

2-1-2)對一條線路，先按地形分段。對一段地形相同的線路，按照天氣良好和天氣惡劣分段。

2-1-3)對每段線路的，分別計算可以采用的巡檢模式在該段線路巡檢的效益值，然后取最大者。

2-2)對給定線路的各段線路均采用最優(yōu)巡檢模式時，該線路的總效益取得最大值。此時，這些巡檢方案組成的即為最優(yōu)巡檢模式。

以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，而這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均在申請待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。