發(fā)布時間：2020-10-15所屬分類：電工職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：統(tǒng)計顯示，每四次輸電線路跳閘故障就有一次是由外力破壞導(dǎo)致，已經(jīng)成為除雷害外的輸電線路安全運行最大隱患�，F(xiàn)階段普遍采用的主要防外力破壞措施包括工作人員定期巡線，對輸電線路周邊進行巡查、圍劃保護區(qū)范圍、懸掛安全警告標示牌等;在輸電線路周邊
摘要：統(tǒng)計顯示，每四次輸電線路跳閘故障就有一次是由外力破壞導(dǎo)致，已經(jīng)成為除雷害外的輸電線路安全運行最大隱患�，F(xiàn)階段普遍采用的主要防外力破壞措施包括工作人員定期巡線，對輸電線路周邊進行巡查、圍劃保護區(qū)范圍、懸掛安全警告標示牌等;在輸電線路周邊架設(shè)紅外、激光或磁場等傳感器，在異常進入該區(qū)域時觸發(fā)報警設(shè)備;在保護區(qū)域架設(shè)網(wǎng)絡(luò)攝像頭，通過3G網(wǎng)絡(luò)等手段將視頻數(shù)據(jù)定時傳回數(shù)據(jù)中心等。上述模式都存在不同問題，如通過網(wǎng)絡(luò)攝像頭對輸電線路保護區(qū)域?qū)嵤┍O(jiān)控存在著規(guī)模和時間上的限制，想要對大范圍的輸電線路實施監(jiān)控，需要大量工作人員長時間盯著多個監(jiān)控窗口，對研究輸電線路防外力破壞智能化管控系統(tǒng)迫在眉睫。
關(guān)鍵詞：輸電線路;防外力破壞;智能化管控系統(tǒng)
隨著電力設(shè)備的改進升級，由風(fēng)偏、覆冰等因素造成的輸電線路故障逐漸減少，雷擊、鳥害等造成的輸電線路故障多為瞬時性接地故障，而外力破壞造成的接地故障多數(shù)無法通過重合閘進行修復(fù)，即為永久性接地故障，因此造成的停運率較高。而輸電線路防外力破壞智能化管控系統(tǒng)能夠?qū)ψ詣訖z測和判別區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的異常狀況，智能判斷監(jiān)控區(qū)域是否出現(xiàn)輸電線路受到外力破壞及外力破壞的類型，真正實現(xiàn)24小時不間斷智能安全監(jiān)控預(yù)警，將輸電線路故障從“事后管理”向“事前、事中預(yù)防”轉(zhuǎn)變，有效防止其由外力因素而遭受的破壞。
輸電線路防外力破壞智能化管控系統(tǒng)的總體架構(gòu)
1.1 系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)
系統(tǒng)采用App端+后臺WEB端的總體架構(gòu)，App端與后端數(shù)據(jù)交互采用公網(wǎng)，后端服務(wù)器部署于工區(qū)機房內(nèi)(如圖1所示)，其中APP 前端的主要功能是完成界面呈現(xiàn)以及對大修改數(shù)據(jù)、輸電線路數(shù)據(jù)、外力破壞隱患數(shù)據(jù)的渲染和展示等功能，后端的主要功能是優(yōu)化軌跡記錄和數(shù)據(jù)操作訪問等業(yè)務(wù)邏輯。
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整個系統(tǒng)分為如下四個層次：(1)數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)層是整個平臺分析與展示的基礎(chǔ)，源數(shù)據(jù)主要通過 SOA 服務(wù)平臺，以Web service、文件、定制規(guī)約等方式，按照統(tǒng)一的電網(wǎng)信息模型和接入標準，完成各類數(shù)據(jù)的接入;(2)網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層主要是系統(tǒng)進行通訊與數(shù)據(jù)交互的物理基礎(chǔ)，包括電力專網(wǎng)、光纖、以太網(wǎng)等;(3)平臺層。平臺層通過智能化的數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對外力破壞信息進行實時管控，通過并將源數(shù)據(jù)與分析結(jié)果以可視化方式進行展示，實現(xiàn)各業(yè)務(wù)部門的信息共享、協(xié)同管理和資源優(yōu)化;(4)用戶層。用戶層是用戶通過PC電腦瀏覽器、手機APP等客戶端，訪問系統(tǒng)進行信息瀏覽、查詢、管理等操作。
1.2 系統(tǒng)的信息安全設(shè)計
為了服務(wù)器和終端之間數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全，還要對其加密設(shè)計，加解密設(shè)計如下:
一方面，數(shù)據(jù)加密。系統(tǒng)采用一個MD5哈希值校驗位Sign，以校驗位判斷傳輸過程中的數(shù)據(jù)是否被篡改。先把傳輸數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換成JSON，再用MD5算法加密JSON數(shù)據(jù)以得到哈希值，再把哈希值賦給 Sign 屬性，然后DES加密JSON數(shù)據(jù)，最后傳輸。
另一方面，數(shù)據(jù)解密。 接收到數(shù)據(jù)后，先DES解密得到JSON數(shù)據(jù)，然后MD5加密得到哈希值，這個哈希值與Sign哈希值對比結(jié)果若一致，表示數(shù)據(jù)完整未被篡改。此外為了提高系統(tǒng)用戶密碼安全，密碼采用MD5加密后存儲。
1.3 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計
數(shù)據(jù)庫為一種用來管理各種數(shù)據(jù)資源的系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫中會存儲線路外力破壞隱患信息管控APP涉及到的各類數(shù)據(jù)。性能糟糕的數(shù)據(jù)庫常常存在擴展困難、信息冗余大等缺陷，因此在設(shè)計數(shù)據(jù)庫表時要遵循以下原則:
第一，慎用游標。游標的功能是逐行遍歷數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，根據(jù)條件來讀取數(shù)據(jù)，但是對大數(shù)據(jù)定義的游標由于其容易陷入死循環(huán)，進而有損系統(tǒng)性能。
第二，規(guī)范命名。數(shù)據(jù)庫中的表、約束和存儲過程等的命名要遵循相應(yīng)的命名規(guī)則。對象的名稱一般長度在 30個字符以內(nèi)，常常使用實際名稱或其前綴。在本系統(tǒng)中規(guī)定采用實體對象的英文全稱或簡寫來命名。
第三，數(shù)據(jù)應(yīng)具有良好的完整性和一致性。在表與表之間建立關(guān)聯(lián)可以有效降低數(shù)據(jù)冗余度，但由于表關(guān)系會增加系統(tǒng)開銷，所以在數(shù)據(jù)操作時會存在適當?shù)娜哂唷４送膺�要采用相應(yīng)的約束和規(guī)則來防止數(shù)據(jù)出錯。
綜合考慮，本系統(tǒng)選擇MySql作為APP的數(shù)據(jù)庫，MySql數(shù)據(jù)庫具有成本低、速度快、體積小以及開放源碼等特點，所以很多中小型網(wǎng)站都采用了MySql。服務(wù)器可以在服務(wù)器、客戶端聯(lián)網(wǎng)時單獨運行，也可以嵌入到別的獨立程序中，這類程序既可以在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中運行，也可以單獨使用。
2. 輸電線路防外力破壞智能化管控系統(tǒng)的功能設(shè)計
第一，數(shù)據(jù)接口。GIS維護負責(zé)各業(yè)務(wù)應(yīng)用的圖層(含屬性)的建立和維護。二維GIS控件及WebGIS組件使用GIS維護系統(tǒng)建立的空間數(shù)據(jù)資源和地圖資源，提供內(nèi)部接口并可嵌入各業(yè)務(wù)系統(tǒng)，以滿足各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的地理應(yīng)用功能，GIS系統(tǒng)同時可通過標準組件空間信息(坐標、屬性)和地圖。
第二，外力破壞管控系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)接入及管理。通過研究電網(wǎng)外力破壞分布現(xiàn)狀，接入地理信息、線路氣象、線路基礎(chǔ)、線路故障、現(xiàn)場監(jiān)測、日常巡線、外力破壞隱患等多維度數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進行整理和清洗，使其能夠適應(yīng)外力破壞管控工作的開展，并對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析和展示，讓數(shù)據(jù)能發(fā)揮直觀的作用，輔助專業(yè)人員進行輸電通道的外力破壞隱患管控工作。
第三，隱患數(shù)據(jù)上報。在已有的桿塔缺陷隱患數(shù)據(jù)追加包含文字和圖片的巡視記錄，追加的記錄可同步上傳到服務(wù)器中，還能給桿塔新增隱患數(shù)據(jù)，并能對數(shù)據(jù)按照不同的危害程度而分類，以達到集中管控線路缺陷隱患的目標。
第四，記錄、查看巡線軌跡。 通過開發(fā)外力破壞隱患巡檢APP應(yīng)用工具，利用智能移動終端的GPS模塊，自動采集巡線人員作業(yè)時間的位置信息，并上傳至巡線管控平臺。基于GIS地理信息系統(tǒng)管理軟件實現(xiàn)巡線人員的巡視路徑的呈現(xiàn)與查詢，Web端還可查詢單個用戶 和全班組的巡視路徑信息。
第五，天氣查詢。進入天氣查詢界面，默認顯示當前設(shè)備所在地的天氣，顯示當天各個時段的天氣和最近天的氣象預(yù)報，也可選擇其它地方顯示該位置的天氣信息。巡線員可在任務(wù)通知下面添加工作匯報，并且可以添加當前位置、當前時間的天氣數(shù)據(jù)進行輔助說明。
第六，外力破壞點分布圖。 接入外力破壞隱患數(shù)據(jù)，包括外力破壞隱患類型信息、現(xiàn)狀描述信息、GPS坐標信息、隱患點聯(lián)絡(luò)人信息、隱患點監(jiān)控人信息等。數(shù)據(jù)實時刷新，直觀的呈現(xiàn)外力破壞風(fēng)險點的數(shù)量、定位、級別等。
第七，外力破壞隱患數(shù)據(jù)管控。Web端平臺獲取服務(wù)器中的缺陷數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可對工作人員展示，可以查詢?nèi)毕蓦[患信息涉及的線路桿塔、缺陷隱患詳情，缺陷隱患圖片、缺陷隱患等級、巡視時間、巡視人員等相關(guān)信息。通過移動端和Web端兩個平臺，實現(xiàn)線路缺陷隱患巡視工作管控。當領(lǐng)導(dǎo)把巡線任務(wù)分派到指定巡線人員，可以通過Web端平臺管控巡線人員是否按照既定計劃完成了線路缺陷隱患的巡視工作。
第八，統(tǒng)計分析。將各個供電公司的外力破壞隱患數(shù)據(jù)按照時間、地點等方式進行統(tǒng)計分析。
第九，數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)管理實現(xiàn)輸電線路信息的查詢、修改、刪除以及導(dǎo)入等功能。
第十，系統(tǒng)管理。系統(tǒng)光纜實現(xiàn)系統(tǒng)用戶的增加、刪除、修改、查找等功能，也可實現(xiàn)對當前登錄賬戶密碼的修改、查看登錄日志
3. 結(jié)語
輸電線路分布區(qū)域廣、傳輸距離長、地形條件復(fù)雜，超高車輛線下通行或超高機具線旁作業(yè)等外力破壞引發(fā)線路斷裂、短路，造成設(shè)備跳閘、停電等事故時有發(fā)生，既給用電企業(yè)造成了經(jīng)濟損失，也對電網(wǎng)安全運行構(gòu)成了嚴重威脅。由于這些外力破壞事件的發(fā)生具有經(jīng)常性、隱蔽性、突發(fā)性，致使供電部門日常巡視難以達到理想的管控效果。為了保護輸電線路的安全，預(yù)防輸電線路外力破壞 隱患，本文設(shè)計和開發(fā)了一套輸電線路防外力破壞智能化管控系統(tǒng)，旨在有效減少或消除外力破壞事故，提高輸電線路安全運行和智能化管理水平。——論文作者：馬建波 陳柳寧 莊嚴 向峰 薛宇 張汶卓
