一种输电线路杆塔的巡检导航系统及方法与流程

本发明涉及电力行业输电线路运维技术领域，具体是涉及一种输电线路杆塔的巡检导航系统及方法。

背景技术：

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。

技术实现要素：

为了克服现有技术存在的缺点，本发明提出了一种输电线路杆塔的巡检导航系统及方法，实现线路路径导航、巡视计划编制执行、线路台账同步查询、现场数据直接电子传输、监督作业质量，真正实现输电线路的智能化运维。

本发明提供一种输电线路杆塔的巡检导航系统，包括服务器、移动终端、巡检导航系统，巡检导航系统安装在服务器上，移动终端安装巡检导航系统的客户端，移动终端和服务器通过无线网络连接；所述的巡检导航系统包括：记录模块、存储模块、线路规划模块、提示模块、检索模块、地图。

所述的记录模块包括：轨迹记录、到位记录、自定义记录、杆塔信息记录；轨迹记录为：巡检人员自行走过的轨迹通过移动终端上显示的位置指针移动，形成一条线路记录，到达目的地后手动点击保存线路记录和到位记录；到位记录为：到达和离开目的地时，点击手动点击上传记录，巡检导航系统自动记录当前时间和坐标；自定义记录为：在轨迹记录的线路记录的任意时间点任意位置添加文字、拍摄的地标性图片、录音；杆塔信息记录为预先录入的杆塔的型号和材质信息，当有预先录入的信息与实际不符时可以现场录入纠正信息。

所述的存储模块的存储内容包括：到位记录、下载的离线地图应用包、轨迹记录、自定义记录、现场录入的杆塔纠正信息；存储方式为临时存储，所述的到位记录、轨迹记录、自定义记录、现场录入的杆塔纠正信息，若网络连通则自动上传至服务器并在上传成功后自动删除本地数据，若网络不通则数据在本地保存，至网络连通时再自动上传至服务器并在上传成功后自动删除本地数据。

所述的线路规划模块：包括巡检导航系统自动规划线路和历史线路，巡检员从客户端进入到巡检导航系统之后，先查询出需要巡检的杆塔段，再查询从当前位置到杆塔段中的第一个杆塔是否存在历史线路，若存在，则调取历史线路并提示巡检员是否使用该历史线路进行导航；若不存在历史线路，则由巡检导航系统自动规划线路；当有多条历史线路时，自动推荐合理线路；历史线路能够显示整条线路的轨迹、终点位置和线路中所添加的所有标记，点击标记能自动带出标记包含的所有信息，能调出地图语音提示。

所述的提示模块内容包括：从客户端启动巡检导航系统时，网络连通时，且未下载当地的离线地图应用包，则提示下载离线地图应用包，或者已下载的离线地图应用包不是官方最新版，则提示更新地图数据；存在历史线路时，提示巡检员是否使用历史线路进行导航；完成某一基杆塔结束后，提示应该巡检的下一基杆塔位置。

所述的检索模块包括：杆塔段检索和杆塔点检索；所述的地图可在线使用，也可以离线使用，在没有网络的情况下仍然能正常使用此软件进行导航和轨迹记录、自定义记录。

所述的巡检导航系统也可以离线使用，网络不通时，所有数据暂存于本地，网络连通时上传至服务器并删除本地数据。

所述的移动终端与服务器数据同步采用VPN加密模式实现，上传本地的新数据，下载服务器的新数据，删除服务器已经删除，但是本地还存在的数据。

所述的地图能显示任意位置的地理坐标，可以测量任意杆塔或坐标点之间的距离、方位角参数以及特殊区域的周长、面积；可以在地图上进行录入坐标点以及绘制各种特殊区域，方便巡视人员开展针对性的巡视。

所述的巡检导航系统还设置有计算模块，实现输电线路运维过程中需要的根开计算、弧垂测量、交叉跨越计算。

根据已有线路进行导航时，显示整条线路的轨迹、终点位置和线路中所添加的所有标记，点击标记能自动带出标记包含的所有信息，能调出地图语音提示，导航到目的地时，在网络畅通的情况下自动上传到位记录信息，包括用户名、时间、坐标到服务器，不保存到位记录到本地，网络不通则保存到位记录信息到本地。

巡检员可以通过地图直观查看线路名称、杆号、所处地理位置，在点选某一基杆塔后，还可以查询到设备的其它信息，包括杆塔型号及类别，杆塔高度，杆塔照片，责班组及人员，巡检记录；且支持模糊查询。

巡查员可以通过系统地图实时掌握自己所处的位置，以及和目标杆塔的距离、方位等信息，方便巡视人员开展巡视工作；同时，还可以将自己的位置坐标共享给其他人员，方便巡视过程中的应急事件处理。

可以在移动终端查询巡视记录，统计巡视总长度，人员行走距离包括机动车距离和步行距离，各班行走距离总和，平均长度，平均速度，发现信息点数量。

服务器可对杆塔信息进行增加、删除、修改、查询；包括线路、标记、到位记录的管理。

本发明还提供一种输电线路杆塔的巡检导航方法，包括以下步骤：

S01，制定巡检计划，巡检员制定巡检计划后，打开移动终端的巡检导航系统，在网络连通的情况下下载或更新离线地图应用包，到达需要巡检的杆塔段；

S02，线路规划，在巡检导航系统中搜索需要巡检的杆塔段，系统自动对最近的一个杆塔进行路线规划，当存在历史路线时，系统推荐最优路线，无历史路线时，系统自动规划路线；

S03，导航及轨迹记录，按照规划好的路线进行导航，行走过程中巡检导航系统记录巡检员的移动轨迹，形成轨迹记录，巡检员根据行走过程中的具体情况在轨迹记录上添加文字、图片、声音标记，最终形成的轨迹记录经保存后作为下一次巡检的历史路线；

S04，杆塔检修，到达目的杆塔，点击上传记录，即记录到达时间和坐标，检修过程中进行现场照片采集拍摄、线路状态检测、线路数据测算并在网络连通状态下上传数据或者网络断开的情况下保存数据，检修完成，离开再次点击上传离开时间和坐标，服务器根据两次的记录核算两个点的距离，并将该距离、设备编号、时间点展示在服务器，可根据两次上传的时间判断使用者在巡检某一台设备时停留的时间；

S05，规划到达下一杆塔的路线，进行导航、轨迹记录、检修，直至完成该杆塔段所有杆塔的检修。

本发明的有益效果在于：

通过模块化设计，实现以下几个功能：线路路径导航、巡视计划编制执行、线路台账同步查询、现场照片采集拍摄、线路状态检测、线路数据测算等，真正实现输电线路的智能化运维。

基于GPS定位实现线路路径自动导航功能，基于线路杆塔坐标，在系统上精准显示线路分布，自动规划线路进行导航，或通过运维经验分析记录推荐最佳的历史线路进行输电线路巡视路径导航，规划出一条合理、便捷的巡视路径，通过语音导航提示，为线路运维人员导航到具体杆塔跟前开展工作，实现提高工作效率的目的。

基于生产运维系统实现无纸化移动作业功能。通过对接生产运维系统，实现巡视计划编制、执行，线路缺陷登记、消缺全流程线上管理。

线路台账同步查询，为确保在运维过程中查询台账的方便，将运维平台上的线路台账同步过来，实现台账随时、随地查询并及时更新的功能。

移动作业现场化无缝对接数据实时下载回传，VPN加密模式摆脱数据介质转移泄漏风险，现场照片采集拍摄，线路状态检测，现场进行线路数据测算，并将数据实施实时上传，简化了工作流程，提高工作效率。

轨迹记录功能，对线路巡视人员的移动轨迹自动保存，历史路径优化生成大数据库从而引导最优路径，尤其适用于山区杆塔的检修，由于山区地形复杂，需要靠巡检员的摸索和标记才能得到一条距离最近和最安全的路线，并能根据天气变化及地形变化选择最适合的线路。

离线地图功能，平台具有离线地图功能，在没有网络的山区复杂地区依然能够使用，依然能够正常使用，具备了所有地形区域使用的先决条件。

附图说明

图1为本发明路线规划逻辑图；

图2为本发明导航与轨迹记录逻辑图；

图3为本发明数据同步示意图。

具体实施方式

实施例1，一种输电线路杆塔的巡检导航系统，包括服务器、移动终端、巡检导航系统，巡检导航系统安装在移动终端上，移动终端和服务器通过无线网络连接；

所述的巡检导航系统包括：记录模块、存储模块、线路规划模块、提示模块、检索模块、地图。

具有以下功能和特点：

离线地图，使用离线地图的主要目的是为了在没有网络的情况下仍然能正常使用此软件进行导航和轨迹记录。程序在启动的时候，先检测当前设备的网络状况，若网络良好，再检测是否已经下载了当地的离线地图应用包，若没有，则提示巡检员下载，但是不能强制性下载，因为在网络畅通的情况下可以不需使用离线地图；若已有离线地图，则检测当前地图数据是否为官方最新版，若不是，则提示更新地图数据。

数据同步，可进行加密传输，在数据库加密存储，设备在网络畅通的情况下，将在程序检测完地图数据之后与服务器进行数据同步，同步数据的同时，既要上传本地的新数据，也要下载服务器的新数据，还要删除服务器已经删除，但是本地还存在的数据；上传的数据中包括使用离线地图时的到位记录，上传成功后删除本地的到位记录。

轨迹记录，轨迹记录功能对GPS的精确度有极高的要求，在轨迹记录的过程中，代表当前位置的指针应跟随设备移动而移动，包括方向，指针向前移动的过程中，将走过的轨迹画成一条线，并可在任意时间点任意位置添加标记，包括附带文字、图片说明、语音，到达目的地后手动保存线路记录和到位记录到本地，若此时处于网络环境下，则直接上传线路记录和到位记录到服务器，若无网络，则不做任何处理。

线路导航，线路导航功能应包括根据地图自动规划的线路进行导航和根据记录的线路进行导航，根据已有线路进行导航时，应显示整条线路的轨迹、终点位置和线路中所添加的所有标记，点击标记应能自动带出标记包含的所有信息，最好能调出地图语音提示，导航到目的地时，在有网络的情况下自动上传到位记录信息，包括用户名，时间、坐标到服务器，不保存到位记录到本地，若没网，则保存到位记录信息到本地。

线路规划，线路规划功能为系统自动按照所查询的杆塔段进行规划的路线方案。巡检员进入到系统之后，先查询出需要巡检的杆塔号段，包含反序和正序，得到查询结果之后，系统先查询从当前位置到杆塔段中的“1”号杆塔中是否存在历史记录，若存在，则调取记录并提示巡检员是否使用历史线路进行导航；巡检到达某一基杆塔且结束之后，系统再根据查询结果，自动提示巡检员应该巡检的下一基杆塔在哪，并且同样查询从巡检员当前位置到下一基杆塔是否存在历史线路。

到位管理，巡检员到达目的地后，手动点击上传记录，记录包括当前时间和坐标，离开的时候再次点击上传记录，若处于无网络环境，则先保存于本地，服务器会根据两次的记录核算两个点的距离，并将该距离、设备编号、时间点展示在服务器，可根据两次上传的时间判断使用者在巡检某一台设备时停留的时间。

设备信息查询，巡视人员可以通过电子地图直观查看线路名称、杆号、所处地理位置，在点选某一基杆塔后，还可以查询到设备的其它信息，如：杆塔型号及类别，杆塔高度，杆塔照片，责班组及人员，巡检记录。且支持模糊查询。

地图编辑功能，在地图上应能显示任意位置的地理坐标，可以测量任意杆塔或坐标点之间的距离、方位角参数以及特殊区域的周长、面积。可以在地图上进行录入坐标点，如:树障、外破，以及绘制各种特殊区域，如:重污区、重冰区、重雷区，方便巡视人员开展针对性的巡视。

定位和位置共享，通过移动终端的GPS 模块，巡视人员可以通过系统地图实时掌握自己所处的位置，以及和目标杆塔的距离、方位等信息，方便巡视人员开展巡视工作，同时，还可以将自己的位置坐标共享给其他人员，方便巡视过程中的应急事件处理。

巡检日志统计，可以在终端查询巡视记录，统计巡视总长度，人员行走距离，分机动车距离和步行距离，各班行走距离总和，平均长度，平均速度，发现信息点数量等。

杆塔管理，服务器可对杆塔信息进行增加、删除、修改、查询，包括线路、标记、到位记录的管理。

实施例2，一种输电线路杆塔的巡检导航方法，包括以下步骤：

S01，制定巡检计划，巡检员制定巡检计划后，打开移动终端的巡检导航系统，在网络连通的情况下下载或更新离线地图应用包，到达需要巡检的杆塔段；

S02，线路规划，在巡检导航系统中搜索需要巡检的杆塔段，系统自动对最近的一个杆塔进行路线规划，当存在历史路线时，系统推荐最优路线，无历史路线时，系统自动规划路线；

S03，导航及轨迹记录，按照规划好的路线进行导航，行走过程中巡检导航系统记录巡检员的移动轨迹，形成轨迹记录，巡检员根据行走过程中的具体情况在轨迹记录上添加文字、图片、声音标记，最终形成的轨迹记录经保存后作为下一次巡检的历史路线；

S04，杆塔检修，到达目的杆塔，点击上传记录，即记录到达时间和坐标，检修过程中进行现场照片采集拍摄、线路状态检测、线路数据测算并在网络连通状态下上传数据或者网络断开的情况下保存数据，检修完成，离开再次点击上传离开时间和坐标，服务器根据两次的记录核算两个点的距离，并将该距离、设备编号、时间点展示在服务器，可根据两次上传的时间判断使用者在巡检某一台设备时停留的时间；

S05，规划到达下一杆塔的路线，进行导航、轨迹记录、检修，直至完成该杆塔段所有杆塔的检修。