一種電網(wǎng)線路智能巡線及運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電網(wǎng)線路智能巡線及運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)系統(tǒng)及方法，中監(jiān)控裝置和LABVIEW控制平臺(tái)間通過GSM模塊進(jìn)行通訊，監(jiān)測(cè)裝置(無人機(jī))攜帶紅外測(cè)溫裝置、高清攝像機(jī)，并對(duì)其進(jìn)行編號(hào)，多個(gè)電線桿或一個(gè)臺(tái)區(qū)配備一個(gè)監(jiān)測(cè)裝置或者一個(gè)裝置一次進(jìn)行多點(diǎn)巡視，視區(qū)域大小而定(臺(tái)區(qū)和臺(tái)區(qū)，所和所，局和局聯(lián)動(dòng))，此時(shí)可以同步得到一個(gè)片區(qū)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，得到的數(shù)據(jù)通過GSM通訊模塊進(jìn)行傳輸，利用Labview搭建的處理平臺(tái)實(shí)時(shí)獲取和處理數(shù)據(jù)，近可測(cè)溫度，傳輸線路問題，遠(yuǎn)可觀線路全景運(yùn)行情況(環(huán)境)，數(shù)據(jù)疊加存儲(chǔ)，并進(jìn)行分析預(yù)警。
【專利說明】
一種電網(wǎng)線路智能巡線及運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電網(wǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電網(wǎng)線路智能巡線及運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)系統(tǒng)及方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]普通巡線方法是作業(yè)人員單點(diǎn)逐一巡視并攜帶紅外測(cè)溫儀對(duì)線路各點(diǎn)逐一進(jìn)行單一的測(cè)溫，效率低下，每次得到的數(shù)據(jù)只是一點(diǎn)的情況反映，不能清楚的反映整個(gè)線路的問題，定期的巡線工作不能及時(shí)獲得線路的運(yùn)行狀態(tài)及外界環(huán)境情況，得到的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)都比較單一，未進(jìn)行整合處理，對(duì)于線路的現(xiàn)場(chǎng)情況未能達(dá)到一個(gè)宏觀可視化的視角，不能清楚的顯示同桿架設(shè)等線路詳細(xì)問題，且目前的巡線方法難以對(duì)電網(wǎng)下一時(shí)間段的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種電網(wǎng)線路智能巡線及運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)系統(tǒng)及方法。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0005]—種電網(wǎng)線路智能巡線及運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括無人機(jī)、設(shè)置于無人機(jī)上的監(jiān)控裝置以及LabVIEW后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控裝置包括上位機(jī)以及均與上位機(jī)相交互的GPRS通訊模塊、GPS定位模塊、視頻采集模塊以及紅外測(cè)溫模塊，上位機(jī)的控制端與無人機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)相交互;LabVIEW后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)包括與監(jiān)控裝置的GPRS通訊模塊進(jìn)行通訊的后臺(tái)GPRS通訊模塊、下位機(jī)以及LabVIEW監(jiān)控平臺(tái)；上位機(jī)通過GPRS通訊模塊將紅外測(cè)溫模塊采集到的溫度信息發(fā)送給LabVIEW后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，LabVIEW后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)采集到的溫度信息對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)警。
[0006]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:
[0007]所述紅外測(cè)溫模塊包括溫度傳感器、光學(xué)系統(tǒng)、光電探測(cè)器、信號(hào)放大器、信號(hào)處理電路以及顯示輸出單元;溫度傳感器采用VTIR5816型紅外測(cè)溫儀，溫度區(qū)間為O?150°C，距離系數(shù)比為50:1。
[0008]所述視頻采集模塊包括攝像頭、對(duì)遠(yuǎn)程圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和壓縮編碼處理的遠(yuǎn)程監(jiān)控端和對(duì)視頻的解碼、顯示、采集、編解碼參數(shù)配置、圖像顯示方式和網(wǎng)絡(luò)傳輸參數(shù)進(jìn)行配置的本地控制端。
[0009]所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括若干用于調(diào)整無人機(jī)飛行線路及飛行狀態(tài)的電機(jī)；電機(jī)的控制端與上位機(jī)的控制信號(hào)輸出端相連。
[0010]5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)線路智能巡線及運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機(jī)和下位機(jī)均采用基于stm32單片機(jī)。
[0011]—種電網(wǎng)線路智能巡線及運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟:
[0012]I)將線路路徑的坐標(biāo)數(shù)據(jù)處理后打包預(yù)設(shè)置于上位機(jī)內(nèi)，通過預(yù)設(shè)置的坐標(biāo)數(shù)據(jù)與通過GPS模塊實(shí)時(shí)獲得的坐標(biāo)數(shù)據(jù)不斷進(jìn)行校準(zhǔn)，使得監(jiān)控裝置能按預(yù)定路線或按被監(jiān)控人員操控進(jìn)行巡線；
[0013]2)上位機(jī)控制位于監(jiān)控裝置底部的紅外測(cè)溫模塊對(duì)下方區(qū)域進(jìn)行測(cè)溫，飛行高度h取決于獲得的紅外測(cè)溫模塊的距離系數(shù)及視頻采集模塊的最佳視角，距離系數(shù)K由測(cè)溫儀探頭到目標(biāo)之間的距離D與被測(cè)目標(biāo)或線路直徑S之比確定，根據(jù)不同線路的直徑S得到測(cè)溫儀到線路之間的距離D，即h = D = K*S，線路桿與桿的距離為S，最佳視角0 = 2arctan(S/2K*S)，監(jiān)控?cái)z像頭具有自動(dòng)調(diào)焦功能，視角會(huì)隨著焦距的變化進(jìn)行相應(yīng)的變化，通過攝像頭的自動(dòng)調(diào)焦，獲得最佳視角；
[0014]3)巡線前對(duì)轄區(qū)范圍內(nèi)各桿塔間的桿塔間距s進(jìn)行實(shí)地測(cè)量統(tǒng)計(jì)，將桿塔間距s預(yù)先存入上位機(jī)內(nèi)；巡線過程中分析GPS定位模塊中坐標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)生的變化算出行進(jìn)的距離Si和飛行的速度V與時(shí)間t乘積得到的距離s2，兩者不斷進(jìn)行求和平均之后得到行進(jìn)距離s3;
[0015]4)t時(shí)間內(nèi)，監(jiān)控裝置不斷對(duì)巡視路徑上的線路進(jìn)行測(cè)溫，依次采集到溫度Al、A2、……、At，將行進(jìn)距離s3與桿塔間距s不斷進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)行進(jìn)距離s3與桿塔間距s相等時(shí)，對(duì)所采測(cè)得溫度值A(chǔ)l、A2、……、At進(jìn)行求和平均，即得到s距離內(nèi)線路上的溫度A，并開始獲得溫度值BI，以此類推，隨著監(jiān)控裝置的巡視，將得到輸電線路的溫度值A(chǔ)、B、C、D、E……，將溫度值通過GPRS模塊發(fā)送給LabVIEW后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)；
[0016]5)巡線過程中，裝設(shè)于無人機(jī)底部的攝像頭進(jìn)行圖像采集，將行進(jìn)距離S3與桿塔間距s不斷進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)s3 = s/2時(shí)進(jìn)行圖像采集，獲得圖片a，如此獲得的線路圖片數(shù)據(jù)與步驟4)中得到的溫度數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)，以此類推，隨著監(jiān)控裝置的巡視，獲得圖片a、b、c、d、e……，上位機(jī)將獲得的圖片數(shù)據(jù)處理打包后通過GPRS模塊發(fā)送給LabVIEW后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)；
[0017]6)LabVIEW監(jiān)控平臺(tái)得到數(shù)據(jù)后進(jìn)行分流處理，得到的溫度數(shù)據(jù)放置對(duì)應(yīng)的線路路徑圖上，對(duì)獲得的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行解析以備調(diào)取，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，實(shí)時(shí)通過大數(shù)據(jù)對(duì)當(dāng)前獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并顯示此時(shí)的電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，監(jiān)控人員能夠?qū)崟r(shí)通過LabVIEW監(jiān)控平臺(tái)獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
[0018]影像信息通過一臺(tái)監(jiān)控裝置進(jìn)行多點(diǎn)監(jiān)測(cè)獲得，或者通過多臺(tái)監(jiān)控裝置單點(diǎn)監(jiān)測(cè)獲得;監(jiān)測(cè)后對(duì)獲得的各點(diǎn)影像進(jìn)行拼接處理，一旦獲得的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示出某線路某段發(fā)生異常時(shí)，則通過預(yù)警信息及當(dāng)前整條線路運(yùn)行狀態(tài)來調(diào)取相應(yīng)段的現(xiàn)場(chǎng)影像數(shù)據(jù)，以此獲得線路全面的運(yùn)行狀況。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0020]本發(fā)明以Labview為基礎(chǔ)的系統(tǒng)可以直觀的看到此時(shí)線路的運(yùn)行情況、溫度、電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)影像等數(shù)據(jù)。將線路上的各單點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)通過處理與路徑圖合并，一旦某個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)生異常，可以通過一個(gè)更為宏觀的監(jiān)測(cè)視角對(duì)故障的產(chǎn)生原因有一個(gè)更明了透徹的認(rèn)知，不但可以利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)警分析，也可以實(shí)時(shí)查看此時(shí)線路的實(shí)況圖，使得解決方法更為徹底、全面，如此得到一個(gè)全新的監(jiān)測(cè)方法。
【【附圖說明】】
[0021]圖1為監(jiān)控示意圖；
[0022]圖2-1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；
[0023]圖2-2為本發(fā)明的系統(tǒng)運(yùn)行原理流程；
[0024]圖3-1為線路溫度數(shù)據(jù)獲取示意圖；
[0025]圖3-2為線路影像數(shù)據(jù)獲取示意圖；
[0026]圖4為影像采集流程圖；
[0027]圖5為L(zhǎng)abVIEW配置串口 ；
[0028]圖6為L(zhǎng)abVIEW平臺(tái)數(shù)據(jù)處理流程圖；
[0029]圖7為L(zhǎng)abVIEW主界面結(jié)構(gòu)圖；
[0030]圖8為圖像拼接程序圖；
[0031 ]圖9為溫度轉(zhuǎn)顏色顯示圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0032]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0033]參見圖1-圖9，本發(fā)明中監(jiān)控裝置和LABVIEW控制平臺(tái)間通過GSM模塊進(jìn)行通訊，監(jiān)測(cè)裝置(無人機(jī))攜帶紅外測(cè)溫裝置、高清攝像機(jī)，并對(duì)其進(jìn)行編號(hào)，多個(gè)電線桿或一個(gè)臺(tái)區(qū)配備一個(gè)監(jiān)測(cè)裝置或者一個(gè)裝置一次進(jìn)行多點(diǎn)巡視，視區(qū)域大小而定(臺(tái)區(qū)和臺(tái)區(qū)，所和所，局和局聯(lián)動(dòng))，此時(shí)可以同步得到一個(gè)片區(qū)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，得到的數(shù)據(jù)通過GSM通訊模塊進(jìn)行傳輸，利用Labview搭建的處理平臺(tái)實(shí)時(shí)獲取和處理數(shù)據(jù)，近可測(cè)溫度，傳輸線路問題，遠(yuǎn)可觀線路全景運(yùn)行情況(環(huán)境)，數(shù)據(jù)疊加存儲(chǔ)，并進(jìn)行分析預(yù)警。
[0034]利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行分析當(dāng)前數(shù)據(jù)情況下的運(yùn)行安全指數(shù)。結(jié)合溫度、天氣狀況、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、外界影響情況、前幾日及未來天氣數(shù)據(jù)，綜合得出風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)并進(jìn)行預(yù)警，告知工作人員進(jìn)行對(duì)點(diǎn)處理，避免了盲目巡線及巡線不到位的情況。
[0035]如圖2-1和圖2-2所示，本發(fā)明電網(wǎng)線路智能巡線及運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括無人機(jī)、設(shè)置于無人機(jī)上的監(jiān)控裝置以及LabVIEW后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控裝置包括上位機(jī)以及均與上位機(jī)相交互的GPRS通訊模塊、GPS定位模塊、視頻采集模塊以及紅外測(cè)溫模塊，上位機(jī)的控制端與無人機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)相交互;LabVIEW后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)包括與監(jiān)控裝置的GPRS通訊模塊進(jìn)行通訊的后臺(tái)GPRS通訊模塊、下位機(jī)以及LabVIEW監(jiān)控平臺(tái)；上位機(jī)通過GPRS通訊模塊將紅外測(cè)溫模塊采集到的溫度信息發(fā)送給LabVIEW后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，LabVIEW后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)采集到的溫度信息對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)警。
[0036]監(jiān)控裝置現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過單片機(jī)處理之后通過GPRS通訊模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至后臺(tái)GPRS，后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)通過LabVIEW編寫的監(jiān)控軟件將數(shù)據(jù)從單片機(jī)中讀出，根據(jù)程序?qū)⒉煌臄?shù)據(jù)放在對(duì)應(yīng)的區(qū)域。同樣，后臺(tái)根據(jù)監(jiān)控人員所要控制的監(jiān)控裝置將控制指令通過后臺(tái)GPRS模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至對(duì)應(yīng)的監(jiān)控裝置，從而實(shí)現(xiàn)后臺(tái)對(duì)監(jiān)控裝置的控制。
[0037]執(zhí)行機(jī)構(gòu)則是通過用戶發(fā)送來的指令對(duì)監(jiān)控裝置的飛行路線及運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整的模塊。后臺(tái)監(jiān)控人員將控制指令通過后臺(tái)GPRS模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控裝置，監(jiān)控裝置上的單片機(jī)對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)來控制相應(yīng)的電機(jī)來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。
[0038]紅外測(cè)溫模塊，由光學(xué)系統(tǒng)、光電探測(cè)器、信號(hào)放大器及信號(hào)處理、顯示輸出等部分組成。其中溫度傳感器為VTIR5816型紅外測(cè)溫儀，具體參數(shù)為O?150攝氏度，距離系數(shù)比(即被測(cè)目標(biāo)的距離與被測(cè)目標(biāo)的直徑之比)為50:1，測(cè)溫儀放置于監(jiān)控裝置上，將探到的熱信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過放大器和信號(hào)處理電路，并按照模塊內(nèi)療的算法和目標(biāo)發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y(cè)目標(biāo)的溫度值，將此溫度值通過主控制模塊利用串口協(xié)議從紅外測(cè)溫模塊中讀出，讀出后利用GPRS通訊模塊將溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至后臺(tái)。
[0039]視頻采集系統(tǒng)，主要由遠(yuǎn)程監(jiān)控端、本地控制端和網(wǎng)絡(luò)傳輸三部分組成。遠(yuǎn)程監(jiān)控端包括視頻采集和視頻編碼，主要功能是對(duì)遠(yuǎn)程圖像數(shù)據(jù)的采集和壓縮編碼，本地控制端主要包括視頻解碼，視頻顯示和本地控制，主要功能除了完成視頻的解碼和顯示外還要對(duì)視頻的采集、編解碼參數(shù)的配置、圖像顯示方式以及進(jìn)行參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸。
[0040]如圖3-1所示，監(jiān)控裝置按照GPS初始設(shè)定的坐標(biāo)進(jìn)行路線巡視，監(jiān)控裝置上配備的紅外測(cè)溫模塊獲得監(jiān)視區(qū)域里的溫度數(shù)據(jù)，視頻采集模塊獲得對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)，上位機(jī)stm32主控制模塊通過串口協(xié)議分別將溫度數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)從紅外測(cè)溫模塊和視頻采集模塊中讀出，然后單片機(jī)將讀出的數(shù)據(jù)通過GPRS通訊模塊發(fā)送至后臺(tái)GPRS，后臺(tái)單片機(jī)通過串口協(xié)議將數(shù)據(jù)從GPRS模塊中讀出，后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)通過LabVIEW編寫的監(jiān)控軟件將數(shù)據(jù)從單片機(jī)中讀出，LabVIEW利用獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，達(dá)到監(jiān)測(cè)預(yù)警的功能。
[0041]如圖3-2所示，本發(fā)明電網(wǎng)線路智能巡線及運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟:
[0042]將線路路徑的坐標(biāo)數(shù)據(jù)處理后打包預(yù)設(shè)置于單片機(jī)的主控制模塊內(nèi)，通過預(yù)設(shè)置的坐標(biāo)數(shù)據(jù)與通過GPS模塊實(shí)時(shí)獲得的坐標(biāo)數(shù)據(jù)不斷進(jìn)行校準(zhǔn)，使得監(jiān)控裝置能按預(yù)定路線或按被監(jiān)控人員操控進(jìn)行巡線。紅外測(cè)溫模塊裝設(shè)于監(jiān)控裝置底部，飛行過程中對(duì)下方區(qū)域進(jìn)行測(cè)溫，飛行高度h取決于獲得的紅外測(cè)溫模塊的距離系數(shù)及視頻采集的最佳視角。事先對(duì)轄區(qū)范圍內(nèi)各桿塔間的距離進(jìn)行實(shí)地測(cè)量統(tǒng)計(jì)，將各桿塔間的距離s預(yù)先存入控制模塊內(nèi)，巡線過程中分析GPS定位模塊中坐標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)生的變化算出行進(jìn)的距離S1、飛行的速度V與時(shí)間t乘積得到的距離s2，兩者不斷進(jìn)行求和平均之后得到小誤差的行進(jìn)距離S3A時(shí)間內(nèi)，監(jiān)控裝置不斷對(duì)巡視路徑上的線路進(jìn)行測(cè)溫，依次采集到溫度A1、A2...At，將s3與桿塔間距離s不斷進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)s3與s相等時(shí)對(duì)所采測(cè)得溫度值A(chǔ)l、A2...At進(jìn)行求和平均，SP得到s距離內(nèi)線路上的溫度A，并開始獲得溫度值BI，以此類推，隨著監(jiān)控裝置的巡視，將得到輸電線路的溫度值A(chǔ)、B、C、D、E等，將溫度值通過GPRS模塊發(fā)送給后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，與監(jiān)控平臺(tái)上的路徑圖相對(duì)應(yīng)，根據(jù)溫度值的不同使相應(yīng)的線路路徑顏色不同，達(dá)到一個(gè)更直觀更全面的監(jiān)控視角。
[0043]如圖4所示，視頻采集模塊的攝像頭裝設(shè)于監(jiān)控裝置底部，飛行高度h取決于獲得的紅外測(cè)溫模塊的距離系數(shù)及視頻采集的最佳視角，將S3與桿塔間距離s不斷進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)s3 = s/2時(shí)進(jìn)行圖像采集，獲得圖片a，如此獲得的線路圖片數(shù)據(jù)與溫度數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)，以此類推，隨著監(jiān)控裝置的巡視，獲得圖片a、b、c、d、e，主控制模塊將獲得的圖片數(shù)據(jù)處理打包后通過GPRS模塊發(fā)送給后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)。
[0044]如圖5所示，要實(shí)現(xiàn)LabVIEW平臺(tái)與下位機(jī)信息的通訊，首先配置VISA串口，一般的串口控制結(jié)構(gòu)是配置(打開)串口、讀寫串口和關(guān)閉串口，配置好串口后，才能進(jìn)行正確的通訊。
[0045]如圖6和圖7所示，LabVIEW平臺(tái)得到數(shù)據(jù)后進(jìn)行分流處理，得到的溫度數(shù)據(jù)放置對(duì)應(yīng)的線路路徑圖上，對(duì)獲得的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行解析以備調(diào)取，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，實(shí)時(shí)通過大數(shù)據(jù)對(duì)當(dāng)前獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并顯示此時(shí)的電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，監(jiān)控人員可實(shí)時(shí)通過LabVIEW平臺(tái)控制監(jiān)控裝置獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
[0046]如圖8所示，整條線路的影像信息通過一臺(tái)監(jiān)控裝置進(jìn)行多點(diǎn)監(jiān)測(cè)獲得，也可以多臺(tái)監(jiān)控裝置單點(diǎn)監(jiān)測(cè)獲得，之后對(duì)獲得的各點(diǎn)影像進(jìn)行拼接處理，一旦獲得的數(shù)據(jù)顯示線路某條線路某段發(fā)生異常時(shí)，即可通過預(yù)警信息及當(dāng)前整條線路運(yùn)行狀態(tài)來調(diào)取相應(yīng)段的現(xiàn)場(chǎng)影像數(shù)據(jù)，以此可以獲得線路全面的運(yùn)行狀況，為排除故障提供一個(gè)更快捷、高效、準(zhǔn)確的方法。圖像合并技術(shù)，即將兩個(gè)或兩個(gè)以上的圖像進(jìn)行疊加或拼接的技術(shù)。IabVIEW中的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)JPEG格式圖像讀取，利用圖像位置的控制進(jìn)行合并拼接，分別將得到的照片按名稱解除捆綁，得到其他其各元素，再經(jīng)過相應(yīng)元素的合并，最后將所有元素進(jìn)行捆綁，成為一個(gè)圖像，再美觀直接的由前面板顯示出來。通過界面右側(cè)的線路全景影像信息框的滾動(dòng)條來查看拼接后的線路影像信息，下放的旋鈕控制圖片的放大與縮小。
[0047]如圖9所示，LabVIEW平臺(tái)獲得當(dāng)前線路溫度數(shù)據(jù)，各溫度值對(duì)應(yīng)不同的顏色，溫度越高顏色越深，隨著各線路段溫度的不同，其路徑圖上各段將顯示不同的顏色，以此達(dá)到一個(gè)直觀的線路監(jiān)控視角。
[0048]配電網(wǎng)的大數(shù)據(jù)應(yīng)具備豐富的數(shù)據(jù)源，主要來源于兩個(gè)方面:一方面是電網(wǎng)本體采集數(shù)據(jù)，涉及電網(wǎng)規(guī)劃、調(diào)度、運(yùn)檢、營銷等多個(gè)業(yè)務(wù)，覆蓋變電站、線路、臺(tái)區(qū)、開關(guān)設(shè)備及電表等，應(yīng)用系統(tǒng)包括配電自動(dòng)化系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)、電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)(PMS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、用電信息采集系統(tǒng)、配電負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)、營銷業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)、95598客服系統(tǒng)等數(shù)據(jù)；另一方面為相關(guān)信息包括氣象信息系統(tǒng)、溫度數(shù)據(jù)、節(jié)假日等，還有部分潛在相關(guān)信息包括經(jīng)濟(jì)社會(huì)類數(shù)據(jù)、交通數(shù)據(jù)、節(jié)假日等。這些信息位于配電網(wǎng)的不同位置，由于采集數(shù)據(jù)側(cè)重點(diǎn)和結(jié)構(gòu)都不同，不同應(yīng)用系統(tǒng)信息相互關(guān)聯(lián)，部分?jǐn)?shù)據(jù)存在一定程度的重復(fù)和交叉，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)分類挖掘、抽取和清洗，然后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和聚類分析。
[0049]目前，常規(guī)評(píng)估方法主要通過核心數(shù)據(jù)來確定配電分量因素的權(quán)重，采用模糊判斷等方法進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估。大數(shù)據(jù)分析可以在充分利用核心數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，充分挖掘非核心數(shù)據(jù)對(duì)核心數(shù)據(jù)的影響，從而間接地分析對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)造成的影響。
[0050]本發(fā)明的核心數(shù)據(jù)為線路溫度數(shù)據(jù)、電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)、氣象數(shù)據(jù)，非核心數(shù)據(jù)為各線路參數(shù)、設(shè)備故障次數(shù)及使用年限、采集的影像數(shù)據(jù)。將獲得的數(shù)據(jù)信息利用電力大數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行分析預(yù)測(cè)，將預(yù)測(cè)信息顯示在平臺(tái)界面，并通過GPRS模塊發(fā)送給相應(yīng)的運(yùn)維監(jiān)控人員，以此達(dá)到監(jiān)控預(yù)警功能。
[0051]以上內(nèi)容僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明權(quán)利要求書的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電網(wǎng)線路智能巡線及運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括無人機(jī)、設(shè)置于無人機(jī)上的監(jiān)控裝置以及LabVIEW后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控裝置包括上位機(jī)以及均與上位機(jī)相交互的GPRS通訊模塊、GPS定位模塊、視頻采集模塊以及紅外測(cè)溫模塊，上位機(jī)的控制端與無人機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)相交互;LabVIEW后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)包括與監(jiān)控裝置的GPRS通訊模塊進(jìn)行通訊的后臺(tái)GPRS通訊模塊、下位機(jī)以及LabVIEW監(jiān)控平臺(tái)；上位機(jī)通過GPRS通訊模塊將紅外測(cè)溫模塊采集到的溫度信息發(fā)送給LabVIEW后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，LabVIEW后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)采集到的溫度信息對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)警。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)線路智能巡線及運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外測(cè)溫模塊包括溫度傳感器、光學(xué)系統(tǒng)、光電探測(cè)器、信號(hào)放大器、信號(hào)處理電路以及顯示輸出單元;溫度傳感器采用VTIR5816型紅外測(cè)溫儀，溫度區(qū)間為O?150°C，距離系數(shù)比為50:1。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)線路智能巡線及運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻采集模塊包括攝像頭、對(duì)遠(yuǎn)程圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和壓縮編碼處理的遠(yuǎn)程監(jiān)控端和對(duì)視頻的解碼、顯示、采集、編解碼參數(shù)配置、圖像顯示方式和網(wǎng)絡(luò)傳輸參數(shù)進(jìn)行配置的本地控制端。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)線路智能巡線及運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括若干用于調(diào)整無人機(jī)飛行線路及飛行狀態(tài)的電機(jī);電機(jī)的控制端與上位機(jī)的控制信號(hào)輸出端相連。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)線路智能巡線及運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機(jī)和下位機(jī)均采用基于stm32單片機(jī)。6.—種采用權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述系統(tǒng)的電網(wǎng)線路智能巡線及運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將線路路徑的坐標(biāo)數(shù)據(jù)處理后打包預(yù)設(shè)置于上位機(jī)內(nèi)，通過預(yù)設(shè)置的坐標(biāo)數(shù)據(jù)與通過GPS模塊實(shí)時(shí)獲得的坐標(biāo)數(shù)據(jù)不斷進(jìn)行校準(zhǔn)，使得監(jiān)控裝置能按預(yù)定路線或按被監(jiān)控人員操控進(jìn)行巡線； 2)上位機(jī)控制位于監(jiān)控裝置底部的紅外測(cè)溫模塊對(duì)下方區(qū)域進(jìn)行測(cè)溫，飛行高度h取決于獲得的紅外測(cè)溫模塊的距離系數(shù)及視頻采集模塊的最佳視角，距離系數(shù)K由測(cè)溫儀探頭到目標(biāo)之間的距離D與被測(cè)目標(biāo)或線路直徑S之比確定，根據(jù)不同線路的直徑S得到測(cè)溫儀到線路之間的距離D，即h = D = K*S，線路桿與桿的距離為S，最佳視角0 = 2arctan(S/2K*S)，監(jiān)控?cái)z像頭具有自動(dòng)調(diào)焦功能，視角會(huì)隨著焦距的變化進(jìn)行相應(yīng)的變化，通過攝像頭的自動(dòng)調(diào)焦，獲得最佳視角； 3)巡線前對(duì)轄區(qū)范圍內(nèi)各桿塔間的桿塔間距s進(jìn)行實(shí)地測(cè)量統(tǒng)計(jì)，將桿塔間距s預(yù)先存入上位機(jī)內(nèi)；巡線過程中分析GPS定位模塊中坐標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)生的變化算出行進(jìn)的距離Si和飛行的速度V與時(shí)間t乘積得到的距離s2，兩者不斷進(jìn)行求和平均之后得到行進(jìn)距離s3; 4)t時(shí)間內(nèi)，監(jiān)控裝置不斷對(duì)巡視路徑上的線路進(jìn)行測(cè)溫，依次采集到溫度Al、A2、……、At，將行進(jìn)距離s3與桿塔間距s不斷進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)行進(jìn)距離s3與桿塔間距s相等時(shí)，對(duì)所采測(cè)得溫度值A(chǔ)l、A2、……、At進(jìn)行求和平均，即得到s距離內(nèi)線路上的溫度A，并開始獲得溫度值BI，以此類推，隨著監(jiān)控裝置的巡視，將得到輸電線路的溫度值A(chǔ)、B、C、D、E……，將溫度值通過GPRS模塊發(fā)送給LabVIEW后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)； 5)巡線過程中，裝設(shè)于無人機(jī)底部的攝像頭進(jìn)行圖像采集，將行進(jìn)距離s3與桿塔間距s不斷進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)s3 = s/2時(shí)進(jìn)行圖像采集，獲得圖片a，如此獲得的線路圖片數(shù)據(jù)與步驟4)中得到的溫度數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)，以此類推，隨著監(jiān)控裝置的巡視，獲得圖片a、b、c、d、e……，上位機(jī)將獲得的圖片數(shù)據(jù)處理打包后通過GPRS模塊發(fā)送給LabVIEW后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)； 6)LabVIEW監(jiān)控平臺(tái)得到數(shù)據(jù)后進(jìn)行分流處理，得到的溫度數(shù)據(jù)放置對(duì)應(yīng)的線路路徑圖上，對(duì)獲得的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行解析以備調(diào)取，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，實(shí)時(shí)通過大數(shù)據(jù)對(duì)當(dāng)前獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并顯示此時(shí)的電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，監(jiān)控人員能夠?qū)崟r(shí)通過LabVIEW監(jiān)控平臺(tái)獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電網(wǎng)線路智能巡線及運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)方法，其特征在于，影像信息通過一臺(tái)監(jiān)控裝置進(jìn)行多點(diǎn)監(jiān)測(cè)獲得，或者通過多臺(tái)監(jiān)控裝置單點(diǎn)監(jiān)測(cè)獲得;監(jiān)測(cè)后對(duì)獲得的各點(diǎn)影像進(jìn)行拼接處理，一旦獲得的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示出某線路某段發(fā)生異常時(shí)，則通過預(yù)警信息及當(dāng)前整條線路運(yùn)行狀態(tài)來調(diào)取相應(yīng)段的現(xiàn)場(chǎng)影像數(shù)據(jù)，以此獲得線路全面的運(yùn)行狀況。
【文檔編號(hào)】G05D1/10GK106026393SQ201610395200
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月6日
【發(fā)明人】馬東東, 楊曉妍, 杜濤, 田雨, 張莉, 王森, 曾鵬, 祝青, 何明浩, 王文淵, 趙逸強(qiáng), 王鏡杰, 任飛, 何猛, 裴杰, 馬良, 劉景 , 韋婉鈺
【申請(qǐng)人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)陜西省電力公司咸陽供電公司, 許繼電源有限公司