一、项目背景

输配电线路是电力系统的重要组成部分，由于长期暴露在自然环境中，不仅要承受正常机械载荷和电力负荷，还要经受污秽、雷击、强风、洪水、滑坡、沉陷、地震和鸟害等外界因素的危害。这些因素会使线路上各元件逐渐老化、疲劳，如不及时发现和消除这些潜在隐患，则可能由量变发展到质变，并最终发展成各种严重故障，对电力系统的安全运行构成严重威胁。线路巡检管理是有效保证输电线路及其设备安全的一项基础工作。通过巡视检查能掌握线路运行状况及周围环境的变化，及时发现设备缺陷和危及线路安全的隐患，提出具体检修意见，以便及时消除缺陷、预防事故发生或将事故限制在最小范围内，从而保证输电线路安全和稳定运行 。
传统输配电线路巡检普遍采用巡检人员现场手工纸质记录线路缺陷，然后再人工进行统计，该工作方式存在以下明显缺点：
1)对现场巡检人员缺乏科学的监督和考查手段。巡检人员是否到了每基杆塔以及是否对应检设备进行了认真查看，管理人员无法考查，因此存在巡检人员责任心不高造成输电线路上杆塔等设备的漏检情况，故很难确保巡检质量。
2)人员素质是影响巡检质量的重要因素。巡检人员各自知识、经验的积累参差不齐，每个人对应检设备、应检项目的理解各不相同，因此检查质量和现场检查记录也就可能大相径庭。
3)巡检资料以纸质方式保存，存在统计和查询困收难。每次巡检后都会产生大量的巡检记录，要对这些记录的数据进行收集、汇总、分析和统计，工作量相当大，并且纸质资料存在长期保存比较困难和容易遗失的缺点。
4)运行管理人员仅靠检查巡检记录，很难对巡检人员的工作质量和数量做出准确、定性的评价。
5)输配电杆塔资料手工管理，差错缺漏时常发生。手工查询资料不方便，统计报表费工费时。
由于传统输电线路巡检方式存在人为因素多、管理成本高、无法监督巡检人员工作状态等缺点，因此为了提高输电线路巡检工作的科学管理水平，有效 督巡检人员的工作，杜绝巡视不到位情况的发生，并对巡检数据进行集中数字化统一管理和统计分析，实现巡检工作的电子化、信息化和智能化，开发一种高效、实时的智能化巡检系统具有重要现实意义。
格瑞特自主研发：格瑞特（GREAT）输电线路GPS巡检管理系统实现对输电线路日常巡检管理、运行维护的全程管理。

二．用户需求

输电线路巡检工作的管理目标是能降低成本、提高工作效率以及管理水平。
日常巡查管理系统需达到以下3点要求：
1、客观掌握巡检人员巡检到位情况。
2、真实可靠地记录并保存输电线路以及附属设施的运行状况。
3、有效利用输电线路和附属设施的运行状况、运行参数等历史数据，查询并对设备的缺陷分析，设备选型提供辅助决策。
 
Great自主研发输配电线路设备巡检管理系统具有以下特性来保证输电线路设备的巡检质量：
1、实现输电线路和设备基于GIS地图上的可视化管理
2、通过巡检轨迹的跟踪，提高对输电线路和设备的巡检实施质量
3、巡检人员实时上传输电设备工作状态和参数，实现动态管理
4、为输电设备建立台账及对大量原始数据的梳理
 
 

三．系统概述

1. 系统简介

GREAT输电线路GPS巡检管理系统是借助GPS，GIS，GPRS网络等技术，针对电力行业开发的对输电线路巡视和附属设施巡检的管理工具。该系统可以很好地解决现有巡检管理工作中的一些不便与不足，大大提高管理的质量和效率。
      
 
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， GPS智能终端接收卫星发来的定位数据，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，在地图上显示坐标，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，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。并且针对电力行业输电线路及其附属设施的管理要求，管理者可以通过该系统对设施的巡检实现科学化的管理，在办公室内足不出户即可通过各类电子报表掌握巡检的实施质量和设施的运行状况。根据电力公司现阶段的管理要求，即需要同时对输电线路巡检和线路附属设施的巡检实现管理，同时解决巡检到位问题和设备运行状态和参数的信息处理

2.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。人员在巡检时携带手GPS智能终端，定时自动向管理中心通过GPRS网络发送位置信息，若发现输电线路发生故障可以记录在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可以同样的方式传回系统管理平台。



图1.系统总体设计图
 
 
 
 
系统管理平台会对人员的位置信息，线路故障，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，通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；通过线路故障和设施状态、参数等数据类报表可掌握、分析设施运行情况。

3.系统构成

I  GPS智能终端：（备选工业PDA  ：GRT-pda）
工业型PDA：P-6000



外形尺寸：
常规：150mm*70mm*25mm
外包胶：160mm*75mm*35mm（可选）
重量： 240g / 275g(包胶版本)
操作系统： Windows CE 5.0操作系统，支持多语言
CPU ：SUMSANG S3C2451 ((533MHZ))
显示屏： 3.2英寸TFT-LCD QVGA(240×320)彩色触控屏幕
内存：ROM  128MB / 256MB /512MB Nand Flash
      RAM  128MB
数据通讯: Wi-Fi无线局域网  标配，内置802.11b/g 无线通讯功能，通讯速率可达54MB/秒, 满足CISCO CCX2/3安全标准，完全支持CISCO AP及安全规范
摄像功能: 200万/300万高清像素，有补光灯，可选光学对焦
RFID: ISO14443A
蓝牙 :蓝牙Class2.1-EDR
主电源:3.7V 2800mAh可充电锂电池, 工作时间8小时以上(视具体环境而定)
备用电源:150mAh备用电池
工作温度:–10°C to +50°C
储藏温度:–20°C to +60°C
湿度:  5%–95% (无凝结)
坠地抗震高度:工作温度范围内，能承受1.2/1.5米(包胶版本)高度多次跌落到水泥地面的冲击
扩充卡槽 :Micro SD/TF插槽（最大支持16G）
物理接口: Mini USB ，RS232
打印机 :  可连接串口打印机、蓝牙打印机
其他附件: 皮套，通讯座（可同时对两块电池进行充电）不属于标配
保修期：  24个月 配件除外
密封环境：IP64
防爆等级：EXIB ⅡBT4
 

II  13.56M无源卡

◆ 存储容量：8Kbit，16个分区,每分区两组密码        
◆ 工作频率：13.56MHZ
◆ 通讯速度：106Kboud
◆ 读写距离：5—10CM 
◆ 读写时间：1-2MS
◆ 工作温度：-20℃-85℃
◆ 擦写次数：＞100000次
◆ 数据保存：＞10年
◆ 封装材料：PVC、PET
◆ 封装工艺：超声波自动植线/自动碰焊
◆ 制作标准：ISO14443  

III 系统管理平台

采用SQL2000网络型数据库
MO GIS平台
支持C/S结构
可远程维护，自动版本升级
人员实时定位
巡检轨迹回放
调度功能
设施属性维护
巡检计划编制，分发
巡检计划考核
巡检统计报表
GIS模块
掌上设施与掌上地图
角色管理
数据备份与打印
其他

四．系统功能

系统通过对现场采集的巡检信息、设备运行数据自动汇总与保存，及完善的分析报表，使管理者在第一时间轻松获得真实完整地巡检计划实施情况，以科学化，信息化的管理模式对巡检工作和巡检人员管理，保证了生产设施巡检工作的质量。

功能模块	实现功能	说明
GPS实时定位模块	人员实时定位	在地图上查询巡检人员目前所处的位置
GPS轨迹回放模块	人员运动轨迹回放	在地图上显示巡检人员在特定时间段内的运动轨迹
GIS模块	地图制图	制作巡检区域输电线路及地形图
	地图浏览	浏览道路、线路、附属设备、客户等
	距离量算	量测两个定位点之间的距离
	设备定位、线路定位	在地图上按要求查询设备及管线
	空间定位	地图导航、空间查询、路口定位、 单位检索、道路追踪
系统设置模块	巡检计划编制	对不同岗位、生产设施设定巡检周期和时间
	设备运行参数类型设置	对各类设施设定相应需采集的运行参数、事件
	设备运行正常参数设置	对各类设备设定正常运行参数范围
	用户权限设置	为用户制定不同的使用权限等级
	报表设计	设计查询报表显示的数据项
巡检对比模块	巡检实际与计划对比	巡检实际和计划进行对比得出巡检异常差异
巡检到位报表模块	巡检人员考核	对巡检人员的巡检情况作分析评定
	巡检到位率分析	对巡检计划的实施质量作评定
设备巡行报表模块	设备巡检到位管理	按设备查询巡检实施频率
	设备运行参数分析	提供设备的历史运行参数曲线
	运行参数查询	可以查询或以报表形式打印或输出统计结果
掌上设施与掌上地图模块		手持巡检终端装载管线及其附属设施电子台帐,可对详细属性资料查询，手持巡检终端可提供GIS模块,可查询管线,设施,道路的地理信息。
拍照模块		巡检过程可对管线或设施现场隐患或状态拍照实时回传到管理中心作为抢险调度依据
视频模块		巡检过程对设备现场拍摄视频，通过3G网络回传到管理中心作为抢险调度依据，此功能适用于3G网络的PDA
角色管理
其他功能模块	数据发布	以C/S的方式透过网络发布数据
	远程维护	通过网络对系统远程维护

系统达到主要功能

系统管理软件主要功能模块包括：
巡检到位管理/输配电线路及附属设施运行及其设备管理/输配电线路及附属设施电子台帐/GIS平台/掌上设施及地图管理/拍照或视频管理/角色管理
 

巡检到位管理

*巡检计划编制

对信息点安装位置、输配电线路附属设施构建、修改关联关系。
对输配电线路没有安装信息点的线路和区域可在地图上设置位置考核点。
巡检计划编制，针对信息点和位置考核点制定巡检计划，包括巡检样板设置，巡检周期设置，可设置日计划、月计划、季度计划和临时计划。
设置巡检人员和不同输配电线路设施巡检工作内容。

巡检到位报表

通过现场采集信息点的信息和时间和巡检计划做自动比对
通过GPS巡检位置信息和巡检计划设置的巡检考核点位置做自动比对
提供巡检记录明细查询表，可查询巡检人员、巡检地点、巡检设施和巡检时间，巡检停留时间在内的巡检记录
自动分析巡检计划实施中的漏巡，正常巡检，不合格巡检信息
提供巡检人员巡检到位考核报表、巡检计划实施情况报表、设施巡检记录报表等

GPS巡检轨迹分析

巡检人员实时定位
巡检人员巡检轨迹回放
巡检距离、巡检速度计算

输配电线路及附属设施运行管理

对每次巡检时记录和上传的管线状态和附属设施的工作参数作自动分析
提供每次巡检中管线及附属设施的工作情况和照片的查询
对输配电线路及附属设施的工作情况的历史记录
并按管理要求作各类分析，包括缺陷分析，故障统计，历史参数分析等等
巡检距离、巡检速度计算

输配电线路及附属设施电子台帐

输配电线路与附属设施的新建，维护，废除以电子台帐的方式纳入系统管理，可方便地搜索查找设备及相关属性，并按巡检采集回的信息及时更新，更和GIS地图（或者GOOGLE地图）的位置信息直接勾连，可在地图上搜索，定位
并按管理要求作各类分析，包括缺陷分析，故障统计，历史参数分析等等
巡检距离、巡检速度计算

*GIS模块（备选功能）

1） 地图制图
2） 地图浏览
3） 距离量算、Tip查询
4） 设备定位、点图查询
5） 空间定位（地图导航、空间查询、路口定位、单位检索、道路追踪）
图层控制、地图标注、地图打印、地图输出
对管线和现场情况拍照，实时上传

掌上设施和掌上地图模块

在智能手持终端内可以提供输配电线路与附属设施的信息数据库，提供查找和查询，可方便的查阅到设施的所有详细信息，更可选择装入GIS系统，提供地图功能，所有数据与管理中心的数据同步更新，可大大方便在野外作巡检和日常维护和维修工作。

现场拍照或者视频功能：

   巡检过程可对管线或设施现场拍照实时回传到管理中心作为抢险调度依据
巡检过程对设备现场拍摄视频，通过3G网络回传到管理中心作为抢险调度依据，此功能适用于3G网络的PDA

车辆实时管理（可选）

由于日常及维护车辆管理和行车安全的需要，各单位将车辆管理列为一项重要的工作，对此我们开发了车辆实时监控系统模块。在车辆上安装车载GPS，通过GSM网络向服务器端回传启动信息及经纬度、区域、时间、速度等信息，可在电子地图上显示车辆的实时数据，使管理者通过网络可以动态了解下属车辆的使用情况，对其进行行程、油耗等有效的管理。
在电子地图上动态显示车辆行驶状况，还可指定车辆查询历史轨迹、里程、时长等行驶信息；
车辆GPS与巡检系统可集成到同一个平台PDA



. 车载设备构造
车载设备由GPS主机、GPS天线、GSM天线、电源线以及ACC控制线。
整个车载设备和软件之间的功能关系如下：
2.车载型号特征
体积小：隐蔽安装方便；
功耗低：对原车电瓶几乎没有影响；
集成度高：可集成汽车行驶记录仪，利用记录仪128×64 LCD显示屏显示短信内容或GPS信息；
扩充性强：预留多种接口，可选配通话手柄、显示屏和摄像头、汽车行驶记录仪等；
稳定性好：工业级芯片，专业的抗干扰处理，多级的电源保护，设备运行良好
 
3.车载功能
定位跟踪：按照设定的时间间隔、指定的时刻点或者距离间隔，让车载终端上报位置、速度、方向等信息 。
 
轨迹报表：时间段内的轨迹查询，数据包括当前的车牌号码，记录时间，经度，纬度，位置（模糊）

角色管理

可以对系统的使用角色进行描述，以规范管理，可以添加、修改、删除角色记录，并对各种角色的权限进行设置，不同角色可以查看不同类型数据，有不同的管理权限。





此外系统还在石油化工、自来水、电信、隧道、地铁多个行业成功实施，并稳定运行