一种输电线路维护方法及相关设备与流程

1.本发明涉及一种输电线路维护技术领域，尤其涉及一种输电线路维护方法及相关设备。


背景技术：

2.南方电网公司所辖南方五省均存在降水充沛、山脉连绵等特征，存在较大的地质灾害风险，然而在五省中云南省首当其冲，其所辖怒江和德宏等地，时常发生由于强降雨导致的山体滑坡和泥石流以及地质不均匀沉降等地质灾害，严重影响山区输电线路的运行安全。
3.现阶段，国内外大部分学者大都将研究重点集中于地质灾害本体的成因、发生过程或加以输电线路基本形变数据的机械式采集，并未准确掌握输电线路-地质灾害的破坏机理，无法对地质灾害高风险区的输电线路安全状态准确评估，此外还缺乏对地质灾害发生后的快速应急救援抢修策略的研究，整体上现阶段研究较为分散，对于输电线路地质灾害在灾前、灾中和灾后工作重点，缺乏系统性考虑，对大电网在地质灾害下的防灾减灾救灾指导性较弱。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种输电线路维护方法及相关设备，用于解决现有技术中无法对地质灾害高风险区的输电线路安全状态准确评估，此外还缺乏对地质灾害发生后的快速应急救援抢修策略的研究的问题。为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明提出一种输电线路维护方法，包括：获取预设区域的历史灾害数据，所述历史灾害数据包括灾害类型信息、灾害规模信息、灾害位置信息和灾害时间信息；
5.基于所述历史灾害数据确定所述预设区域内针对不同灾害类型的目标区域；
6.根据所述目标区域的气象信息和预设成灾模型评估所述目标区域内灾害发生的风险等级；
7.基于所述风险等级获取所述目标区域内输电塔位的塔位数据；
8.根据所述塔位数据生成输电线路的维护策略，所述塔位数据包括灾害载荷参量。
9.可选的，所述基于所述历史灾害数据确定所述预设区域内针对不同灾害类型的目标区域的步骤，包括：
10.采用统计法和数据收集法对所述历史灾害数据进行处理，确定所述预设区域内针对不同灾害类型的目标区域。
11.可选的，在所述根据所述目标区域的气象信息和预设成灾模型评估所述目标区域内灾害发生的风险等级的步骤之前，还包括：
12.获取所述目标区域灾害发生时段的降雨信息，所述降雨信息包括有效降雨量，所述灾害发生时段包括灾害发生前预设时段、灾害发生时刻、灾害发生时段和灾害停止时刻；
13.基于所述降雨信息绘制灾害发生前预设时段至灾害发生时刻内所述目标区域内
有效降雨量的频率直方图；
14.对所述频率直方图内数据进行数据拟合，确定灾害发生的概率密度函数；
15.基于所述灾害发生的概率密度函数构建所述预设成灾模型。
16.可选的，在所述基于所述风险等级获取所述目标区域内输电塔位的塔位数据的步骤之前，还包括：
17.针对不同风险等级与不同灾害类型灾害的定量分析需求，制定基于机载低空摄影和/或机载激光雷达探测的监测网络；
18.根据所述监测网络生成不同风险等级与不同灾害类型灾害的数据采集方式。
19.可选的，所述根据所述塔位数据生成输电线路的维护策略的步骤，包括：
20.建立与所述目标区域内输电塔位同比例的仿真模型；
21.对所述仿真模型施加所述灾害载荷参量，得到所述目标区域内输电塔位的受损状态；
22.根据所述受损状态生成输电线路的维护策略。
23.可选的，所述根据所述受损状态生成输电线路的维护策略的步骤，包括：
24.根据所述受损状态与所述不同风险等级生成灾害作用下所述目标区域内输电塔位的易损性概率曲线；
25.基于所述易损性概率曲线生成输电线路的维护策略。
26.可选的，所述基于所述易损性概率曲线生成输电线路的维护策略的步骤，包括：
27.基于所述易损性概率曲线和所述目标区域内输电塔位的结构参数对所述输电线路的风险进行分析，得到分析结果；
28.根据所述分析结果生成输电线路的维护策略。
29.另一方面，本技术实施例提供了一种输电线路维护装置，所述维护装置包括：
30.数据采集模块，用于获取预设区域的历史灾害数据，所述历史灾害数据包括灾害类型信息、灾害规模信息、灾害位置信息和灾害时间信息；
31.区域划分模块，用于基于所述历史灾害数据确定所述预设区域内针对不同灾害类型的目标区域；
32.灾害等级预测模块，用于根据所述目标区域的气象信息和预设成灾模型评估所述目标区域内灾害发生的风险等级；
33.监测模块，用于基于所述风险等级获取所述目标区域内输电塔位的塔位数据；
34.策略生成模块，用于根据所述塔位数据生成输电线路的维护策略，所述塔位数据包括灾害载荷参量。
35.第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过所述总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如上述的输电线路维护方法的步骤。
36.第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如上述的输电线路维护方法的步骤。
37.实施本发明实施例，将具有如下有益效果：
38.通过获取预设区域的历史灾害数据；基于所述历史灾害数据确定所述预设区域内针对不同灾害类型的目标区域，划分出目标区域有利于进行针对性的监测与维护，提高了输电线路维护效率，基于所述风险等级获取所述目标区域内输电塔位的塔位数据，面对不同风险等级采取不同的数据获取方式，可以精准的获取监测数据，避免资源浪费，有利于数据处理效率，根据所述塔位数据生成输电线路的维护策略，使得维护策略更准确，维护效率更高。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.其中：
41.图1是本技术实施例提供的一种输电线路维护方法的流程图；
42.图2是本技术实施例提供的又一种输电线路维护方法的流程图；
43.图3是本技术实施例提供的一种输电线路维护装置的结构示意图；
44.图4是本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
45.图5是本技术实施例提供的一种存储介质的结构示意图。
具体实施方式
46.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
47.如图1所示，本技术实施例提供了一种输电线路维护方法，包括：
48.s101、获取预设区域的历史灾害数据，所述历史灾害数据包括灾害类型信息、灾害规模信息、灾害位置信息和灾害时间信息；
49.示例性的，梳理地质灾害研究初始数据，综合考虑历史地质灾害概况、水文气象等资料，开展现场调勘和收资工作，构建地质灾害原始资料数据库；考虑数据质量差异性，应用大数据清洗技术对地质灾害原始资料数据库进行处理，建立基于gis的地质灾害规范化数据库，进而从地质灾害规范化数据库中获取预设区域的历史灾害数据，所述历史灾害数据包括灾害类型信息、灾害规模信息、灾害位置信息和灾害时间信息。
50.s102、基于所述历史灾害数据确定所述预设区域内针对不同灾害类型的目标区域；
51.示例性的，采用统计法和数据收集法进行历史灾害数据处理，针对不同灾害类型，例如，滑坡、泥石流、地裂缝、崩塌、地面塌陷等，对灾害规模信息、灾害位置信息和灾害时间信息进行分类统计，采用arcgis等地理信息工具，进行灾害的分布标定，确定所述预设区域内针对不同灾害类型的目标区域。
52.s103、根据所述目标区域的气象信息和预设成灾模型评估所述目标区域内灾害发
生的风险等级；
53.示例性的，根据所述目标区域的气象信息，并综合考虑植被覆盖率等影响因素，基于预设成灾模型评估所述目标区域内灾害发生的风险等级。
54.s104、基于所述风险等级获取所述目标区域内输电塔位的塔位数据；
55.在一种可能的实施方式中，在所述基于所述风险等级获取所述目标区域内输电塔位的塔位数据的步骤之前，还包括：
56.针对不同风险等级与不同灾害类型灾害的定量分析需求，制定基于机载低空摄影和/或机载激光雷达探测的监测网络；
57.根据所述监测网络生成不同风险等级与不同灾害类型灾害的数据采集方式。
58.示例性的，针对不同风险等级与不同灾害类型灾害的定量分析需求，开展机载低空摄影测量技术与机载激光雷达探测技术研究，建立多中测量尺度的区域化输电线路地质灾害监测网络。考虑多种地灾监测技术的差异性，构建基于机载低空摄影与机载激光雷达探测的区域精细化监测融合网络，实现“电网区域化地灾的多层次分级监测+电网区域化地灾的重点监测”的联动监测体系，有效提升监测的准确性和预警响应效率。
59.s105、根据所述塔位数据生成输电线路的维护策略，所述塔位数据包括灾害载荷参量。
60.示例性的，面对不同类型的灾害，所采用的灾害载荷参量也不同，例如，当灾害类型为不均匀沉降时，以沉降量大小为参量载荷；当灾害类型为滑坡时，滑坡上输电塔位以不均匀沉降量为参量载荷，滑坡下输电塔位以滑坡体冲击速度、滑坡体体积为参量载荷；
61.当灾害类型为泥石流时，根据公式：
62.计算泥石流的参量载荷。
63.在一种可能的实施方式中，所述基于所述历史灾害数据确定所述预设区域内针对不同灾害类型的目标区域的步骤，包括：
64.采用统计法和数据收集法对所述历史灾害数据进行处理，确定所述预设区域内针对不同灾害类型的目标区域。
65.示例性的，通过以灾害名称作为关键词，例如，以“滑坡”作为关键词，在所述地质灾害规范化数据库中进行查找，得到滑坡的历史灾害数据，根据滑坡发生的地点，滑坡发生的时间和滑坡发生的规模，将发生滑坡灾害频率高，规模大的区域作为滑坡目标区域。
66.在一种可能的实施方式中，在所述根据所述目标区域的气象信息和预设成灾模型评估所述目标区域内灾害发生的风险等级的步骤之前，还包括：
67.获取所述目标区域灾害发生时段的降雨信息，所述降雨信息包括有效降雨量，所述灾害发生时段包括灾害发生前预设时段、灾害发生时刻、灾害发生时段和灾害停止时刻；
68.基于所述降雨信息绘制灾害发生前预设时段至灾害发生时刻内所述目标区域内有效降雨量的频率直方图；
69.对所述频率直方图内数据进行数据拟合，确定灾害发生的概率密度函数；
70.基于所述灾害发生的概率密度函数构建所述预设成灾模型。
71.示例性的，通过统计学方法确定灾害发生概率，通过统计目标区域的地质灾害发生时段的降雨信息，绘制地质灾害前期有效降雨量的频率直方图，统计样本越多，降雨下地
质灾害发生特征越明显，结合直方图，对所述频率直方图内数据进行数据拟合，确定降雨下地质灾害发生的概率密度函数，进而构建所述预设成灾模型。
72.在一种可能的实施方式中，所述根据所述塔位数据生成输电线路的维护策略的步骤，包括：
73.建立与所述目标区域内输电塔位同比例的仿真模型；
74.对所述仿真模型施加所述灾害载荷参量，得到所述目标区域内输电塔位的受损状态；
75.根据所述受损状态生成输电线路的维护策略。
76.示例性的，通过有限元软件建立与所述目标区域内输电塔位1:1的仿真模型，对所述仿真模型施加灾害载荷参量，观察施加灾害载荷参量后的仿真模型，通过评估杆塔倾斜量、塔材结构强度，确定所述目标区域内输电塔位的受损状态，根据所述受损状态生成输电线路的维护策略。
77.在一种可能的实施方式中，所述根据所述受损状态生成输电线路的维护策略的步骤，包括：
78.根据所述受损状态与所述不同风险等级生成灾害作用下所述目标区域内输电塔位的易损性概率曲线；
79.基于所述易损性概率曲线生成输电线路的维护策略。
80.示例性的，不同风险等级造成所述目标区域内输电塔位失效概率可以表示为式：
[0081][0082]
其中，zi为输电塔的可靠性状态方程；f
di
(r,s)为抗灾承载力和灾害作用之间的联合概率密度函数，进而根据所述受损状态与所述不同风险等级生成灾害作用下所述目标区域内输电塔位的易损性概率曲线，基于所述易损性概率曲线生成输电线路的维护策略。
[0083]
在一种可能的实施方式中，所述基于所述易损性概率曲线生成输电线路的维护策略的步骤，包括：
[0084]
基于所述易损性概率曲线和所述目标区域内输电塔位的结构参数对所述输电线路的风险进行分析，得到分析结果；
[0085]
根据所述分析结果生成输电线路的维护策略。
[0086]
示例性的，基于所述易损性概率曲线和所述目标区域内输电塔位的结构参数，例如，不同线路的结构参数包括：线路档距、杆塔高度、跟开、主材截面尺寸等参数，对所述输电线路的风险进行分析，得到分析结果，生成输电线路的维护策略。
[0087]
示例性的，如图2所示，本技术实施例提供了另一种输电线路维护方法的流程图，具体包括：
[0088]
历史事件调研，确定重点隐患区域，相当于基于所述历史灾害数据确定所述预设区域内针对不同灾害类型的目标区域，进行电网设备地质灾害下的破坏机理分析，采用数值仿真方法和实验模型法，将灾害分为变形失稳型灾害和冲击於埋型灾害，分别研究变形失稳型灾害下设备变形倒塌变形规律和冲击於埋型灾害下设备基础於埋后的破坏特性。根据所述倒塌变形规律和所述破坏特性确定设备受损评估模型，受损评估模型包含精细化仿真模型，即，上述仿真模型，和易损性评估模型，即，易损性概率曲线。精细化仿真模型基于
详细仿真模型进行的等效模型，精细化仿真模型只考虑结构的本构方程，不考虑细节，如把格构式杆塔简化为单桩对于重点塔位，建立精细化数值仿真模型，开展单体塔位的受损风险分析；对于大范围输电线路，通过易损性评估模型，实现精细化数值仿真模型的批量化评估，进而得到整个通道走廊的地质灾害风险隐患。结合地质灾害区域分布图，完成受损评估、生成应急抢修策略和生成加固防护指南的作用。其中，地质灾害区域分布图由精细化降水预报分布图、隐患区域分布图(目标区域图)和土质、植被分布图生成。
[0089]
另一方面，如图3所示，本技术实施例提供了一种输电线路维护装置，所述维护装置包括：
[0090]
数据采集模块201，用于获取预设区域的历史灾害数据，所述历史灾害数据包括灾害类型信息、灾害规模信息、灾害位置信息和灾害时间信息；
[0091]
区域划分模块202，用于基于所述历史灾害数据确定所述预设区域内针对不同灾害类型的目标区域；
[0092]
灾害等级预测模块203，用于根据所述目标区域的气象信息和预设成灾模型评估所述目标区域内灾害发生的风险等级；
[0093]
监测模块204，用于基于所述风险等级获取所述目标区域内输电塔位的塔位数据；
[0094]
策略生成模块205，用于根据所述塔位数据生成输电线路的维护策略，所述塔位数据包括灾害载荷参量。
[0095]
在一种可能的实施方式中，如图4所示，本技术实施例提供了一种电子设备300，包括：包括存储器310、处理器320及存储在存储器310上并可在处理器320上运行的计算机程序311，处理器320执行计算机程序311时，实现：获取预设区域的历史灾害数据，所述历史灾害数据包括灾害类型信息、灾害规模信息、灾害位置信息和灾害时间信息；基于所述历史灾害数据确定所述预设区域内针对不同灾害类型的目标区域；根据所述目标区域的气象信息和预设成灾模型评估所述目标区域内灾害发生的风险等级；基于所述风险等级获取所述目标区域内输电塔位的塔位数据；根据所述塔位数据生成输电线路的维护策略，所述塔位数据包括灾害载荷参量的步骤。
[0096]
在一种可能的实施方式中，如图5所示，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质400，其上存储有计算机程序411，该计算机程序411被处理器执行时实现：获取预设区域的历史灾害数据，所述历史灾害数据包括灾害类型信息、灾害规模信息、灾害位置信息和灾害时间信息；基于所述历史灾害数据确定所述预设区域内针对不同灾害类型的目标区域；根据所述目标区域的气象信息和预设成灾模型评估所述目标区域内灾害发生的风险等级；基于所述风险等级获取所述目标区域内输电塔位的塔位数据；根据所述塔位数据生成输电线路的维护策略，所述塔位数据包括灾害载荷参量的步骤。
[0097]
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
[0098]
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
[0099]
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(lan)或广域网(wan)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
[0100]
本领域普通技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，他们可以用计算机装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
[0101]
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里上述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
[0102]
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。