智能科学技术论文：GPS在信阳输电线路中的应用分析

发布时间：2011-02-26 13:35:16更新时间：2022-03-17 14:31:07 1

　　GPS在信阳输电线路中的应用分析

　　贾阳左胜强

　　信阳供电公司线路工区

　　【内容摘要】：信阳供电公司线路工区是最早将GPS运用到线路运行维护的单位之一。在输电线路的具体使用过程中，GPS呈现出许多优点，提高了线路巡检质量，但同时，也存在着这样或那样的问题和不足。对输电线路GPS的应用现状进行分析，查找不足，并进一步加大对GPS的开发利用，对保证输电线路的安全稳定运行有着重大意义。

　　【关键词】：GPS输电线路应用现状分析开发利用

　　Abstract

　　TheCircuitWorkAreaofXinyangPowerSupplyCompanyisoneoftheearliestunitsusingtheGPStothecircuit’scirculateandmaintenance.Intheconcreteusageprocessofthelinetransmittingelectricity,theGPSpresentsalotofadvantagesandraisesthequantityofpatrollingtheline.Butatthesametime,theGPSalsoexistssuch-and-suchproblemsandshortage.Toguaranteethatthelinetransmittingelectricitysafelyandstablyrun,itisofgreatsignificancetoanalyzetheapplicationpresentsituationofthelinetransmittingeclectricityGPS,tofindtheshortageandtofurtherincreasetheexploitationoftheCPS.

　　KeyWords:GPS,thelinetransimittingelectricity,theapplicationpresentsituation,analyze,exploitation

　　GPS即全球定位系统(GlobalPositioningSystem)。由卫星发射导航电文，其中包括测距精度因子、开普勒参数、轨道摄动参数、卫星钟差参数和大气传播迟延修正参数等，地面接收机根据码分多址CDMA或频分多址FDMA的特点区分各导航卫星，接收并识别相应的导航电文，测量发来信号的传播时间，利用导航电文中的一系列参数逐步计算出卫星的位置。接收机只要能接收到至少4颗卫星信号，就可以根据经纬度确定其位置和钟差计算时间。

　　在输电线路中，GPS多用在线路巡检管理，通过GPS定位，确定人员巡视杆塔时间和到达杆塔位置，实现对线路巡检工作的计算机管理。通过对线路巡检的各种数据集中处理，可以对维护工作的质量进行跟踪，进而实现对整个电力线路运行维护工作的数据信息管理，以利于提高工作效率，强化维护人员的职责，及时发现电力线路存在的问题及隐患，防止和杜绝重大电力线路事故的发生，保证电力线路的安全稳定运行。在输电线路管理中使用GPS是电力线路巡检实行现代化管理的重要手段，是促进电力线路维护科学化管理的重要步骤。

　　一、GPS在信阳输电线路中的应用现状

　　信阳供电公司线路工区是最早将GPS运用到线路运行维护的单位之一。从2002年起就开始对GPS巡检系统进行调研，2003年6月开始试用GPS进行线路巡检管理。使用手持机采用模式为PDA+GPS天线，PDA采用plamⅢxe型掌上电脑，GPS天线为MAGELLAN公司生产的M505GPS天线。2004年7月购进M515巡检机投入到工作中，全面展开对所有线路进行GPS巡检工作。2006年7月因GPS手持机老化及损坏需增补6台GPS巡检机，开发商提示需购买新的手持机和管理软件，原有产品以无法使用，后经我们了解是因为plam515PDA已经停产。原手持机巡检系统无法安装在新的palm系统上。经过我们多次试验修改，采用车载gps天线和m550型plam机做为替代产品，然而车载GPS连接多为蓝牙联接，联接慢，操作复杂，已经不适合线路常规巡检使用。

　　二、GPS在信阳输电线路中的应用现状分析

　　信阳线路工区从2003年6月开始使用“输配电线路智能能巡检管理系统”。该系统通过GPS卫星定位精确地定出每条线路每一基杆塔的经纬度，实现了通过奔迈PDA(掌上电脑)约束巡视人员，使巡视到位率达100%。

　　缺陷内容的登记只需在手持机的PDA录入即可。缺陷库中将所有的线路中可能出现的缺陷内容制定标准化，该系统使用后巡线质量有了明显的题高。

　　(一)GPS在线路运行中的优点

　　1、通过GPS对杆塔的定位，能约束巡视人员，保证到达杆位率为100%，这也是保证巡视质量的前提;

　　2、通过PDA可将缺陷内容输入，保证了缺陷内容输入的规范性;

　　3、可以实现输电线路运行维护计算机化管理。

　　(二)GPS在线路运行中的问题与不足

　　1、功能单一，现有GPS管理系统只能对巡视人员的巡检时间及缺陷内容进行管理，已经远不能适应现今条件下的线路巡视管理要求。

　　2、系统为C/S结构，独立的系统平台，扩展性低，无法和其它业务系统进行兼容。

　　3、手持机待机时间短，充电次数频繁。这就要求使用手持机前，除检查电源是否处于满充状态外，还要备足电池。

　　4、手持机系统是在PDA的palm系统上二次开发而成，且plam系统在中国为汉化系统，系统不稳定，特别是老化后出现不明错误，造成手持机无法使用。

　　5、线路巡检野外条件恶劣，PDA和GPS天线体积较大，不好存放容易丢失，且手持机对环境要求较高，怕摔、怕进水而且屏幕较大、易碎、易裂。我工区因此而丢失、损坏的机子有十部之多。

　　6、开发公司不具备PDA和GPS的硬件维修能力，国内专业维修能力较低，无替换元件，而且价格昂贵，产品过保修期后损坏只能报废。

　　7、pda和gps天线非开发公司产品，只是由开发公司在现有系统上二次开发而成，开发公司无法制约生产厂家对产品的更新换代及淘汰。

　　8、价格昂贵，因PDA及GPS天线是由开发公司购买后装入二次开发系统后在卖给我们，且PDA及GPS天线升级较快，系统开发周期短使用率底，所以价格贵。

　　综上所述，我工区对GPS在线路运行中的运用提出更高的目标和要求，进一步加大对GPS在线路运行维护方面的开发和利用。

　　三、对信阳输电线路GPS的开发利用

　　(一)手持机的选择

　　现今，实现手持机功能有两种选择：一种是PDA+GPS天线，一种是GPS一体机。GPS一体机是指硬件设备内置了GPS模块不需要另外配蓝牙接收器，功能单一的只用在线路巡检的机器。

　　我们对这两种进行了比较分析：

　　PDA 一体机

　　操作方式复杂简单

　　精度满足满足

　　采点记录满足满足

　　缺陷记录满足满足

　　机械强度弱强

　　体积大小

　　维修能力弱强

　　扩展能力强弱

　　经过我们分析，虽然一体机没有PDA系统功能强大，但作为线路基本巡视手持机已经满足线路杆塔定位跟踪，线路缺陷录入功能;而且系统写在芯片上，不易出错;系统操作方便快捷，机身防水、防摔，体积小巧便于携带，对于线路缺陷库能够增加和修改。现今的GPS一体机已经完全实现了国产化生产，对日后的维护、维修及更新都有了可靠的保证，且一体机不存在因产品升级和系统不兼容问题。可以看出GPS一体机更加适合线路野外常规巡视作业使用。

　　(二)GPS和GIS的结合

　　早期的GPS和GIS(地理信息系统)是两套单独的系统。如果单独开发GIS需要人工录入GPS坐标点，工作量大、效率低。随着GPS技术的日益成熟，GPS系统已经能和GIS进行无缝链接，成为GPS的一种重要的数据处理和集成应用工具。

　　在GIS开发中，地图是开发的关键，且随着城乡建设的加速，城镇变化日新月异，一般的电子地图只能显示县乡级道路,而无法显示到达杆塔下线路路径,不能满足线路巡线导航的作用，所以电子地图的二次编辑能力显得由为重要，为保证电子地图的时效性、准确性，电子地图要有基础修改能力，能快速方便增加地图上没有标出的道路，河流及障碍物等，使GIS相关信息直观、有效，为电力系统的运行维护提供依据。

　　(三)对线路运行资料的整合

　　随着电力公司企业信息化程度的日益提高，输电线路出现各种类型的信息管理系统，这些系统提供了线路资源不同层次的管理需要，而对于输电线路基础信息的录入无一例外都是人工录入、计算，存在于费时费力，数据陈旧，而且容易出错，不能及时更新等弊病。而GPS在定位编辑后已经有了成型的线路及线路杆塔经纬度数据。利用经纬度数据及杆塔类型的编辑，可以方便快捷的统计出每种类型的杆塔数量、档距、耐张段长度、距变电站距离、线路长度等一系列数值特别适合线路图纸不全，因技改发生线路变动，全线或部分耐张段需要重新计算统计的线路。

　　对于数据的准确性，我们做过调研，根据官方数据显示，经纬度误差同地球纬度有关，信阳纬度为32度左右，20公里误差不高于10米。我们做过实际测算，两点距离为500米时，如果采用差分定位，实际误差小于0.5米。而且利用经纬度计算档距和实际档距进行对比，也可以有效监督巡线人员定位是否准确。

　　人工录入一些杆塔信息，如绝缘子型号、导地线等一些非GPS采集参数，做出计算机统计就构成了线路基础数据库，极大的减少了人工录入的工作量及提高工作效率，，当线路因技改、改造等原因变动时，只要重新定位就可使数据实时更新对线路检修内容实行标准化管理后，可根据线路检修内容的录入修改相关数据使之数据形成闭路循环，数据录入一次，相同数据随着录入的改变而修改，使系统可扩充性强，延长了软件生命周期，。

　　(四)系统总体设计和MIS的集成共享

　　信阳供电公司线路工区联合沈阳金万码公司共同开发了《GIS、GPS输电线路综合管理系统》以输电线路巡检为主线，以GIS地图为辅，以线路资料运行数据为基础的输电线路设备管理和输电线路和运行管理的解决方案。系统设计采用B/S结构，使系统有较强的互联性和开放性。

　　主要模块功能为

　　1.线路巡检及缺陷的管理。

　　2.线路基础资料的管理。

　　3.线路运行数据的管理。

　　形成相关数据报表。系统应提供标准的、开放的、可扩展性的接口，能够供MIS及其它业务系统访问系统的空间数据。

　　(五)对GPS的多功能开发应用思考

　　1、现阶段使用PDA手持GPS机可实现在线跟踪、实时监控功能，可判定人员是否到位。

　　2、导航功能：后台GIS地图可上传至手持机，实现抢修导航、夜巡导航，使非巡线人员拿着使用将均可得到线路道路指示。

　　3、现场拍照功能：有故障现场、违章现场、缺陷现场、线路环境恶劣气候可直接拍照。

　　4、现场录音功能：当下违章通知、电力保护宣传时，可进行录音。