電力巡檢作業系統的設計與實現

孫小霞 景德鎮學院

電力巡檢作業系統的設計與實現

孫小霞 景德鎮學院

作為電力系統日常維護工作之一的巡檢工作具有重要的作用，但由于手工巡檢手段較落后，造成各類巡檢問題頻發。隨著科技的發展，各類現代化巡檢儀設備應運而生，較大地提升了巡檢的工作效率。本文結合現代軟件技術與智能技術對電力巡檢作業系統優化設計與實現展開探討。

電力巡檢；設計；實現

前言

隨著現代技術的日益推進，建立在智能操作系統之上的手持設備開始逐步被應用，因此，電力巡檢工作也應與時俱進，實現其便捷化、人性化、智能化發展[1]。本文對電力巡檢作業系統的設計與實現展開了較為具體地闡述，明確了智能設計與開發的方向。

1.研究目的

本文的研究目標是實現電力巡檢的標準化與智能化，使標準化管理方面存在的各類問題得以解決，配電設備檢修工作得到推廣，適度降低對工作人員現場熟悉度的要求，實現安全、減負、規范、可控的現場作業目標[2]。促進電網運行從個性化轉向標準化管理，從粗放化轉變為精細化管理。現階段，隨著移動操作系統（IOS、Android、Windows8等）的廣泛應用，手持設備巡檢終端也將進行相應的改革，拓展通用手持平臺，滿足社會發展的需要。本文以GPS/GIS小型無人機為基礎，研制電力巡檢系統，充分發揮小型無人機的優點，以替代人工與直升機開展電力系統巡檢任務。

2.關鍵技術

設計模式。采用設計模式的目的是確保代碼的可靠性、易被理解、可重用，設計模式能夠實現代碼編制工程化，其關注點是特定的設計問題與解決方法，同時對這些設計問題提出了能夠重復使用的解決之道。

軟件工程。該技術與軟件行業中的多個方面均有密切聯系，如工程模型、軟件管理、工程模型等。運用軟件工程手段能夠更科學地控制軟件的生命周期，處理軟件開發過程中的各類問題。可見，將軟件工程加入到軟件開發過程中具有重大意義。

UML，即統一建模語言，該技術能夠為各個階段的軟件開發給予 可視化與模型化支持。本文在設計階段創建了各個模塊的UML模型，將設計內容明晰地展示出來，為設計文檔的形成提供了借鑒。

3.系統需求分析

3.1 可行性分析

（1）經濟可行性。項目支出主要由開發費用、采購費用、軟件安裝費用、實施費用、維護費用移動流量支出、低值消耗品等構成；項目收益包含硬件、軟件銷售收益，維護收益等。

（2）技術可行性。研究需要用到的技術有GPS、二維碼掃描、錄像、拍照等，此類技術都已具備較為成熟的解決方案。由于VS2012中，API在硬件設備方面給予的支持全面且多樣，所以無需對底層硬件接口技術實施復雜的開發便可應用。項目管理系統的技術成熟完善，對軟件開發人員而言并無較大的技術阻礙。

（3）項目組通過細致調研，同時具備有關科研項目經驗；此研究思路條理清晰，具有可靠性與可行性；項目組關鍵成員均為電氣與通信工程專業人才，具備扎實的理論研究基礎，技術開發水平較高，且項目管理經驗豐富，已經實現了多項課題研究，為該申請項目的開發及研究工作打下了堅實的初期基礎，可確保該項目研究任務的有效實施。綜上，完成該項目的預期目標是可行的。

3.2 非功能性分析

電力巡檢作業系統應與工作人員的工作習慣相符，將解決巡檢問題作為基礎，并具有安全、可靠、實用的特點，系統的非功能性需求值得關注的問題有以下幾點。

（1）確保系統的可靠性。系統運行時，平板設備硬件應有較強的戶外環境適應性，當設備受損時也能夠保證作業的開展。設備應具有可替代性[3]，同時要保障數據安全。

（2）保障系統運行穩定。不存在惡性異常事件，如數據丟失、崩潰、卡機等，保證電池供電穩定，系統24小時均可正常運行，且硬件設備不受電磁、濕度、溫度等影響，

（3）系統應與電力系統的內部規范相符，按照各項規范標準作業，重視信息安全防護，滿足信息安全保護要求。

4.研究試驗方式

（1）根據目前國內在巡檢方法上的缺陷，綜合GPS的準確定位、GIS 的地理信息分析能力以及小型無人機巡檢的功能，設計整體研究方案，同時詳細分析和設計了各個功能模塊。

（2）無人機在飛檢時，為防止其因極端天氣情況或其他危害性因素導致其垂直下墜，損壞線路的現象發生，同時應符合巡視質量標準，防止其受到線路電磁場的干擾，確保無人機飛行空間的充裕性。無人機沿線路飛行的過程中應同線路邊線應設計相應的空間距離，該距離的確定應在多次試驗的基礎上進行設定。

（3）按照課題的要求進行系統數據庫開發，由非空間數據庫與空間數據庫構成。在學習與深刻調查研究的基礎上對系統數據庫在開發方面存在的問題進行解決，并使系統數據結構具備獨立性、規范性、重用性。

（4）試用并評定現階段使用范圍較廣的GIS軟件產品，并從中選擇適合的GIS軟件實行系統開發，同時分析運用有關軟件為平臺開發該系統的實現手段，設計地圖顯示與線路查詢子系統，并對其進行完善，包含線路地圖的平移、縮小、放大，巡檢可視化之中的鷹眼圖、線路長度測定，相關線路信息查詢等功能。

（5）將GIS與 GPS充分有效地結合，使GIS系統中動態顯示GPS信息與GPS接收機信號讀取、傳遞等功能得以實現。

（6）針對系統可靠性與安全性問題，擬采取權限管理與身份驗證結合的手段來實現系統訪問，應對數據庫的恢復以及備份功能進行設計。

5.項目的特點與創新點

GPS/GIS小型無人機進行電力系統巡檢任務時，具備效率與費用之比高，可較大程度地發揮設備性能，不受地形限制等優點，并且不需要顧及其因突發狀況而意外墜毀所造成的機上工作人員傷亡等問題；運用無人機開展檢修、巡視專業時，巡視結果主要通過專業人員與機載儀器進行分析、判斷；進行檢修作業時，能夠實現多個工作點的快速跨越，從而使巡檢的質量 與效率得到了極大地提升，也使運行維護的成本明顯下降。因輸電線路及其桿塔的方位與地理空間條件聯系緊密，并且線路數據種類繁雜、工程圖巨大，而GIS地理信息系統具備統計空間與屬性信息、反映地理空間關系的能力，所以將GPS/GIS使用到小型無人機電力巡檢任務中則可為輸電線路的檢修與運行帶來更多的便捷。此外，現階段國內還未徹底實現將小型無人機與GPS/GIS相結合應用至電力系統巡檢工作中。

[1]陶承志，黃禹銘，李宇程等.無人機電力巡檢技術[J].中國科技信息，2016（18）：25.

[2]臧勇，王長寧等.變革時代電力巡檢面臨的挑戰和轉變[J].電子世界，2016（10）：187-190.

孫小霞，1980.6，女，漢族，籍貫：山東 壽光講師.研究方向：電子通信

基于GPS/GIS小型無人機的電力巡檢系統的研究設計（編號：GJJ151284）