输电线路可视化管理平台设计

(整期优先)网络出版时间:2016-12-22
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输电线路可视化管理平台设计

黄康裕1吕伟1范晨星1李捷2

(1.广西电网有限责任公司桂林供电局广西桂林541002;

2.广西南宁慧图信息技术有限公司广西南宁530000)

摘要:随着信息技术的迅速发展和输电线路运维生产一线管理精益化的急迫需求,构建新型的输电线路可视化管理平台是增强输电线路运行状态监控能力、改变线路运维基层单生产作业信息化程度低、减少一线班组重复性工作量、提高工作效率的重要手段。文章介绍了平台的整体设计思路、系统架构、功能模块和应用成效。

关键词:输电线路;可视化管理;杆塔全息化;状态评价;

Transmissionlinevisualizationmanagementplatformdesign

HuangKang-yu1,LuWei1,FanChen-xing1,,LiJie2

(1.GuiLinPowerSupplyBureau,Guangxipowergridco.,LTD,Guangxiguilin541002,China;

2.Guangxinanninghuifigureinformationtechnologyco.,LTD,Guangxinanning530000,China)

Abstract:Withtherapiddevelopmentofinformationtechnologyandthetransmissionlineoperationalurgentdemandoftheleanproductionlinemanagement,constructanewtransmissionlinevisualizationmanagementplatformistoenhancetherunningstateofthetransmissionlinemonitoringability,changethelinewikilayersingleproductioninformatizationlevelislow,reducelineshiftrepetitivework,animportantmeanstoimprovetheworkefficiency.Thispaperintroducestheplatformoftheoveralldesignthought,systemarchitecture,functionmoduleandapplicationeffect.

Keywords:transmissionline;Visualmanagement;Towerholographic;stateevaluation;

0引言

输电线路运行管理在国内逐渐形成信息化管理模式,但是面向输电生产一线班组且能系统性解决班组作业操作层面的辅助性软件尚在探索之中。基于输电线路跨越地域广、地形复杂及设备运行维护工作的特点,输电线路运维移动远程操作与可视化必将是趋势。

近年来,国内各领域的信息化建设水平已大为提高,信息化系统得到广泛的推广应用,成效显著。电网单位是高度信息化应用的企业代表,在设备运行管理方面建设有配套的生产信息管理系统,但输电线路运行管理的最后一公里,即生产一线班组操作层仍是其短板,班组巡检现场数据记录仍沿用传统的手工纸质填写方式,记录的数据须重新整理录入电脑,增加了班组的工作负担,且数据易丢失,无法建立良性的数据累增机制,运行数据积累得不到保证,后续的大数据挖掘应用研究也无法展开。

本文提出的基于杆塔全息化设计即线路设备台帐数据和运维数据以单基杆塔为中心的数据集中关联存储的输电线路可视化管理[4-5]平台,具有电子地图、设备台帐、协作可视化等应用模块,实现输电设备运行生命周期以图形和数据的形式开展管理运作,形成以杆塔坐标点为链接点的方式达到简化操作和可视化,能系统性解决班组巡视现场标准化作业的难题,并为输电线路管理精益化提供支持。

1系统架构设计

1.1系统物理架构

电网企业的电力信息网络分内外网,基于数据安全,涉及资产和生产管理类的信息系统多运行在电力信息内网。输电线路可视化管理平台功能体系中的移动手持终端应用是其不可缺少的子模块,而商用移动终端可以直接连接互联网,因此从数据安全出发,系统物理架构设计如图1所示。

图1系统物理架构示意图

从图1物理架构来看,其采用的是内外网混合应用。输电线路可视化管理平台由外网应用模块(户外现场作业表单填写终端与在线监测设备)和内网应用模块(后台数据库与业务应用功能系统)两部份构成,两者之间通过无线运营公网APN、安全接入平台和内网以太网进行连接交互,这种连接方式既保证了内网系统运行的安全,又确保现场采集的数据能实时安全地上传存储到内网数据库,为数据的共享带来便利,解决用户因考虑内网的安全而不充许输电线路巡视现场基于移动终端采集的数据实时上传进入内网数据库归档与应用的难题。

1.3系统数据架构

输电线路可视化管理平台数据按内容可分为基础地理数据、电网工程数据、运行数据、人员信息、作业指导书等,本文采用基于单基杆塔为中心的数据关联存储的杆塔全息化设计,构建了条目较为齐全的输电线路基础数据库,其中数据包括:原杆塔明细、隐患与缺陷、技术手册所有字段,以及地理信息数据、人员信息数据,关键图纸数据、缺陷标准描述及分级判据、规程规范数据、仓储信息等等。实现所有数据都与杆塔号相关联,实现在管辖线路杆塔上的任一基,都能找到它的所有技术参数、所处地理位置、运维责任人员、历史维护记录、缺陷等等信息。杆塔全息化设计模型如图2所示。

图2基于单基杆塔为中心的杆塔全息化模型示意图

2系统关键技术

输电线路可视化管理平台设计的关键技术包括网络通讯服务组件技术、“计划+表单”智能化运行模型技术、信息集成技术等。

2.1网络通讯服务组件技术

网络通讯服务组件即中心服务系统,是一个独立的中间件,用于实现移动手持巡视终端与后台服务器之间的数据传输,主要包括数据上传与下载功能。该模块利用TCP/IP协议与“隔离装置兼容模块”技术,在实现数据安全交换的同时,提供服务器端与移动终端之间的数据传输,并执行相应的业务处理功能,是输电线路可视化管理平台巡检业务正常运行的基础。中心服务系统24小时不间断运行,为PC端和移动平板设备端提供服务。

网络服务通讯组件稳定安全性措施:中心服务器与PC客户端通过局内部网络连接,提供安全快捷服务;移动手持设备终端通过GPRS/3G/2G无线通讯网络链路连接到因特网,然后与局内部网络连接,因特网与局内网之间有防火墙与隔离装置进行保护与隔离,移动终端与中心服务的交互数据经过压缩加密,数据传输有安全保障。

2.2“计划+表单”智能化运行模型技术

输电线路可视化管理平台中“计划+表单”的智能化运行模型是该平台的应用亮点,我们通过建立智能计划模型和组装式复合表单库[3]来实现。智能计划模型是在计划制定的过程中,输电所部门管理人员负责制定业务原则,班组负责确定线路杆塔的状态,计算机自动调用数据库各类参数,按最少到位次数的原则,生成线路年度、月度的巡视计划和周计划。组装式表单就是把南方电网印发的生产班组一体化工作手册[1-2]中输电线路运行维管理的Word作业表单按作业步骤与作业子步骤进行拆解并固化成可执行程序。

2.3信息集成技术

根据输电线路运行管理可视化的需求,输电线路可视化管理平台与输电线路覆冰在线监测系统、外破监测系统进行对接。

输电线路覆冰在线监测系统数据集成:通过接口开发,可视化平台从路覆冰在线监测系统中获取图片、雨量、风速、温度、湿度、覆冰厚度等数据并保存到可视平台的数据服务器中,线路运行班组人员在现场执行覆冰观测巡视作业时可运用移动智能终端通过无线网络实时在线查看覆冰监测系统采集推送过来的数据,并对数据进行现场核实。

输电线路外破监测系统集成:外破监测系统数据与可视化平台共用一个数据库,外破监测数据存储于其中的一个单元。应用访问时采用一键式,即通过在可视化平台主窗口一级菜单栏设置外破监测系统访问快捷链接按钮,外破监测系统中的图片数据分析告警信息通过数据接口推送到可视化平台的隐患/缺陷管理库中。

3系统功能设计

3.1系统功能定位

输电线路运行、维护、检修、管理等工作具有一定的特殊性,如:户外作业、设备分布区域广、设备运行环境暴露等特点。输电线路可视化管理平台就是依据实际生产需求进行量身定制设计的,是从“一线的生产业务本来应该怎么运作”出发,从执行者的视角构建的一套输电线路运行维护运作可视化管理框架,可为电网企业基层运行单位开展输电线路巡检现场标准化作业及设备运行精益化管理提供平台支撑。

3.2系统功能模块

输电线路可视化管理平台分PC端应用和移动端应用共十一个模块,系统功能架构示意如图3所示。

图3系统功能架构示意

各个功能模块说明如下:

1)系统管理。该模块主要对用户角色和权限进行配置,包括用户切换登录、用户修改密码、退出等功能。

2)设备信息。对输电线路的明细及规模,架空线路附件明细及规模,线路杆塔、绝缘子、导地线配置及规模,杆塔基础、接地装置、线路避雷器配置,线路污区信息统计、架空光缆(ADSS和OPGW)明细、线路变更信息等能够以单基杆塔为索引,将所有信息聚合,便于管理和查询,在应急时可快速获取信息,准确方便、高效,减少了数据查找和获取的时间。

3)计划任务管理。计划任务管理指用于输电管理部门计划下达,输电管理部门统一把计划下达到班组,并由班长自由定制每日巡视计划(即派工单)。制定计划时,可在地图上框选杆塔生成计划,实现可视化计划制定。该模块提供了计划制订、巡视计划任务完成情况能进行汇总及图表展现,多任务、多名人员工作环境下的协作可视化等的功能。

4)资料档案。该模块函盖了巡视缺陷数据库管理、风险库管理和作业表单库管理等功能,涉及输电线运维作业指导书、作业风险、现场执行标准和规范的管理,是在分析巡视检查库、缺陷异常隐患库、缺陷库规则管理、检测记录库、作业步骤与风险的结构及数据的调用关系,以及缺陷数据统计与展示方法的基础上进行设计的。

5)专项管理。该模块提供线路状态评价管理,是根据输电设备缺陷、隐患信息、设备评价标准及它们内在数据之间的关联关系而设计的自动评价模型,所有的评价分析均由计算机自动生产,能实时对设备状态进行评价及展现,评价结果能人工或自动推送给计划任务制订模型,作为计划编制判据之一。

6)责任区段管理。责任区段管理是指巡视管理每条线路都应有明确的巡视责任班组,并进行责任区段划分落实到班员,责任区段的划分应有明确的分界点,不得出现空白点。该模块提供了我的信息、班员管辖、护线员管理、护线员管辖塔段、人员信息管理等功能。

7)审核管理。审核管理是指对制订的计划任务和巡视记录上报的缺陷/隐患入库归档的审核流程管理。该模块包括计划任务审核流程、缺陷审核流程等功能。

8)电子地图。电子地图是指是以用户所辖区域的行政区图含影像为基础背景,以交通道路和交叉跨越为主要表现效果,对输电线路及其路径进行重点表现,让用户在简单明洁的界面环境下进行各种功能操作。该模块具有在地图上展示管辖线路的走向分布、杆塔信息、现场人员位置、通道树障隐患、交差跨越、外破点、施工外破监控点、特殊区段等信息的可视化功能。

9)集成管理。集成管理是指输电线路覆冰在线监测系统、外破监测系统的数据集成应用于输电线路可视化平台,为更加科学合理地编制巡视计划与下派任务工单提供综合参考。该模块提供了外破监测系统快捷链接按钮和图片数据展现,以及工作现场基于移动终端快速获取查阅覆冰数据等应用功能。

10)护线员APP。护线员APP是指安装在移动终端上,供护线员使用,监测护线员在户外开展工作时是否巡视到位杆塔。该模块具有拍照,数据记录,巡线过程GSP坐标记录,系统后台显示监控等功能。

11)班员巡视APP。班员巡视APP是基于智能移动终端的输电线路现场巡检标准化作业工具,是输电线路可视化平台PC版延伸应用于现场作业的子系统。该模块具有移动电子地图、巡检工单管理、巡检轨迹采集、移动杆塔资料库、巡视必拍、覆冰观测、综合信息管理等的功能。

2系统应用概况

本文设计的输电线路可视化管理平台依托广西电网桂林供局的“输电线路可视化管理平台的研究开发项目”落地实施开发成功且上线投运,并稳定运行将近一年,系统覆盖了一百二十多条线路。通过使用实践验证了该平台满足输电管理所开展线路运行的台帐管理、生产计划编制、任务工单下派、班组人员/护线人员现场基于智能移动终端作业和数据记录,数据实时上传经审核后入库归档等的业务管理需求。该平台实现数据单点录入,减轻了班组数据搬运的工作量,建立了“计划+表单”的输电线路运行业务管理机制,实现了工作与数据的闭环管理,使得输电管理所线路运维管理突破规范化的瓶颈,加强了现场作业过程的可视化监控能力,同时带来效率的大幅提高。

4结语

本文提出的输电线路可视化管理平台构建了面向设备的业务工作闭环管理,并形成较为成熟的数据运转机制,电网企业基层输电管理所依托该平台能实现输电线路现场巡检作业的标准化、规范化,实现巡视记录的单点录入,提高工作效率,实现对线路分布、通道地物、运行状态和人员位置等的可视化监控。该平台经桂林供电局投运使用实践,原理先进、功能实用、使用方便,具有较好的应用推广参考价值。

参考文献:

[1]《生产班组一体化工作手册——专业分册10(线路运检)》Q/CSG-EHV431001-2013中国南方电网有限责任公司超高压输电公司

Theproductionteamintegrationmanual-10professionalCanonshipmentinspection(line)"Q/CSG-EHV431001-2013Chinasouthernpowergridco.,LTDextra-highvoltagepowertransmissioncompany

[2]《输电线路运行管理标准》Q/CSG21011-2009中国南方电网有限责任公司

"transmissionlineoperationandmanagementstandards"Q/CSG21011-2009ChinaSouthernPowerGridCo.,Ltd.

[3]覃平,王元军,李洁珊,罗海明.组装式电子表单在输电巡检作业中的应用[B].电力信息与通信技术,2016.,5(14):102-106.

Qinping,Wangyun-jun,Lijie-shan,Luohai-ming.ApplicationofAssembledElectronicFormintheTransmissionoflineInspection.[B].ElectricPowerInformationandCommunicationTechnology,2016,5(14):102-106.

[4]李志英,输电线路可视化运行系统应用研究,工业设计,2012(A02):56-56

LiZhi-ying,Applicationresearchontransmissionlinevisualizationoperationsystem,IndustrialDesign,2012(A02):56-56.

[5]马建国,输电线路可视化运行系统应用研究,科技创新与应用,2012(26):27-27

MaJian-Guo,Applicationresearchontransmissionlinevisualizationoperationsystem,ScienceandTechnologyInnovationandApplication,2012(26):27-27