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智能移动巡检项目解决方案

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2020年4月19日
文档仅供参考

智能移动巡检系统
建设方案

一、背景
电力系统的稳定运行关系着人民生活和生产活动乃至国家和社会的稳定，电力系统的每一次故障都可能给社会造成无法估量的损失。
当前，中国的变电站设备巡检主要依靠巡检人员定期定时进行人工巡检。由于受气候条件、环境因素、人员素质和责任心等多方面因素的制约，巡检质量和到位率无法保证。同时，对反映运行状态和设备缺陷等的信息得不到及时反馈，设备隐患不能及时发现，引发设备故障。另外，利用传统的巡检管理方法难以有效监督巡检人员，巡检不到位而引发的设备事故屡见不鲜。因此，为了保证线路和设备巡检的顺利进行，减少不必要的经济损失，改革传统落后巡检方式的呼声越来越高。如何监督巡检人员巡检路线的到位情况和工作状态以及巡检工作的规范化管理已经成为电网管理者普遍关注和亟待解决的问题。
因此，保障电力系统安全运行是输变电部门等电力行业的首要任务。
二、需求分析
2.1巡检现状
Ø 人工：当前，中国的变电站设备巡检主要依靠巡检人员定期定时人工巡检；
Ø 困难：由于受气候条件、环境因素、人员素质和责任心等多方面因素的制约，巡检质量和到位率无法保证；
Ø 发展：无人值守变电站日益普及，运行模式由单站运行转为集控运行模式，使变电设备的管理和维护工作变得更加重要，对巡检工作提出更高要求；
2.2管理需求
Ø 及时性：对反映运行状态和设备缺陷等的信息得不到及时反馈，设备隐患不能及时发现，引发设备故障；
Ø 真实性：利用传统的巡检管理方法难以有效监督巡检人员，巡检不到位而引发的设备事故屡见不鲜；
Ø 规范性：需要将巡检工作规范化、智能化，实现科学管理；

公司以多年的行业应用开发经验为基础，经过和具有丰富输变电站运行管理经验的专家合作，研制成功了基于GPS、RFID、GPRS和GIS技术的输变电站设备智能巡检系统。
系统解决了传统巡视方式的弊端，帮助线路巡检摆脱原始繁琐的工作模式，扫除空间和距离上的障碍，最大限度地消灭事故隐患，有效提高设备及线路运行安全性，提高企业管理水平和效益，实现管理科学化、智能化。
系统广泛适用于电力、石油、电信、广电、部队等设备巡查行业。
三、系统总体设计
3.1网络拓扑图

3.2主要技术
GPS定位技术
全球卫星定位系统（Global Positioning System简称GPS）是随着现代科学技术的发展建立起来的一个高精度、全天候和全球性的无线电导航定位、定时的多功能系统。它利用位于距地球2万多公里高的由24颗人造卫星组成的卫星网，向地球不断发射定位信号。地球上的任何一个GPS接收机，只要接收到三颗以上的卫星发出的信号，经过计算后，就能够报出GPS接收机的位置（精度、纬度、高度）、时间和运动状态（速度、航向）。 当前，没有任何一种传统的导航定位技术能够达到GPS这样的高精度、高速度、全天候和全球性的性能。
GIS地理信息系统
GIS（Geographic Information System）是近些年来迅速发展起来的一门新兴技术。它作为制图学、计算机技术、地理、遥感、统计、测绘、通讯、规划和管理学科交叉运用的产物广泛地运用在各个领域。在本系统中，主要用于在计算机系统中对地图的显示和管理以及城市受控目标信息的管理。
GPRS网络介绍
GPRS（General Packet Radio Service，即：通用分组无线业务）是相对于传统的GSM传送方式，具有“高速传输”、“永远在线”、“按量计费”和“自如切换”等优点，全面提升移动数据通信质量。
高速传输、快捷：峰值传输可达53.6Kbps，超过GSM技术3-5倍（与网络情况有关）永远在线—方便：只要激活GPRS应用后，将一直保持在线状态。
按量计费—实惠：GPRS服务虽然一直在线，但您不必担心费用问题，只有产生数据流量才计费（也可选择包月方式），城市间漫游也不再收费。
自如切换—灵活：支持话音和数据业务，随时切换、交替使用。
整个系统充分利用公共通讯网络进行GPS人员定位和地理信息查询，系统设计为多重构架的监控系统，系统的GPS智能终端接收卫星(共24颗，分布在6个不同的地球轨道上)每秒钟发来的定位数据，并根据从三颗以上不同卫星发来的数据计算出自身所处地理位置的坐标。经过处理后与系统地图客户端上的电子地图匹配，并在地图上显示坐标的正确位置，就可清楚和直观的掌握人员的动态位置信息。
同时该系统提供了一系列的解决方案，基础版的解决方案可经过提供所有人员的巡检轨迹和实时定位，对巡检质量实现由人工管理到电子化管理的转变，进行考评，保证巡检工作的正常开展。专业版的解决方案除了巡检到位情况管理外，还可对巡检的具体工作内容即设备运行状态和设备运行数据，实现实时的上传，记录，保存，并自动对数据分析和挖掘，对设备的运行状态和使用的情况做统计和分析，最终为设备的维护和更换做辅助决策。
3.3系统原理
系统由GPS智能终端和系统管理平台利用GPRS网络组成一个实时巡检管理系统。巡检人员在巡检时携带手持式的GPS智能终端，每隔20秒（按巡检方式不同可设置）自动向管理中心经过GPRS网络发送位置信息，若发现管线发生故障能够记录在GPS智能终端内，并可经GPRS网络传回系统管理平台，在需要检查附属设施处，工作状态和运行参数也能够同样的方式传回系统管理平台。系统管理平台会对人员的位置信息，管线故障，设施的状态和参数自动统计，分析合评估，并生成各类统计分析报表，经过巡检到位报表了解巡检人员的巡检轨迹和巡检到位情况；经过管线故障和设施状态、参数等数据类报表可掌握、分析设施运行情况，缺陷分析。
该解决方案后所有巡检人员位置信息，设备状态和运行参数能够实时，自动地进行汇总，而且最大程度保证了数据的客观与真实，避免了各种人为因素，并在数据真实的基础上，根据管理者的需求实现对设备状态和参数的分析和统计，为管线及附属设施的日常运行，维护保养提供有力的帮助。
四、工作流程
1、准备
根据巡检工作需要，在PC上安排巡检工作，并规划巡检线路、工作内容和重点。并将所有与工作相关信息下载到移动终端。
2、到达工作点
移动终端根据工作内容安排，结合GIS地图信息，利用GPS系统引导工作人员到达工作点。
3、开展某点工作
到达某点所在一点范围以后，才能打开掌上电脑上的工作表单，执行巡检和数据采集工作（如果没有到达特定范围，则无法记录和采集数据）
4、下一点工作到完成任务
5、将数据上传到后台服务器
工作人员回到办公室后，将数据上传到PC，并经过网络传到后台服务器。
6、反馈
后台服务器将处理反馈信息通知工作人员，作为解决问题以及下一次工作的依据。
五、功能描述

1、客户端功能
1）查询设备属性：用户能够根据线路名称、杆塔号查询设备的详细属性。
2）确认用户身份：用户需要输入登录密码来确认使用者身份。
3）下载用户巡检任务：根据用户登录系统的登录身份从服务器上下载用户巡检任务及相关资料。
4）提供设备可选缺陷代码：根据当前巡检的不同设备给出相应的常见缺陷代码，用户只需选中代码，相应缺陷即可记录到数据库中。
5）手写记录缺陷：对于特殊的缺陷，系统提供手写记录的方法作为辅助手段。

6）到位监督：利用全球定位系统，能够可靠地确认用户是否到位。
7）配置管理：为管理员提供管理系统入口。比如更新用户资料、添加新设备资料等。
2、服务器端功能
服务器端主要是用于与数据库连接，管理数据、修改口令，以及完成服务器与PDA之间的数据上传/下载，能够满足局域网上任何一台安装该系统的计算机对巡线业务的数据进行查询分析。
1） 巡线调度中心：制定巡线计划，为不同用户制定相应的巡线计划，并生成对应的设备数据。
2） 设备管理：手持设备的管理。
2）巡检任务管理：将用户本次巡检结果上传到服务器数据库中。
3）统计分析：完成各项统计。
4）系统管理：、根据不同的巡线人员，将此人员的巡线计划及与此计划相关的线路、杆塔属性，缺陷情况等数据下载到手机终端上。
六、功能特点
l 系统的高度集成性
l 可定制的硬件平台
l 开放的软件平台
l 系统的高可靠性
l 高性能嵌入式GPS
l 高灵敏度GPS天线
l 可靠的电源解决方案
l 大容量数据存储
l 手写输入和快捷按键
l 快速多样的外部接口
l 丰富的商务助理功能