专利名称：直升机巡线飞行方案的制定方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及高压输电线路维护技术领域，特别涉及一种直升机巡线飞行方案的制定方法与装置。
背景技术：
随着全球定位系统(GPQ、地理信息系统(GIQ、卫星地图、三维仿真技术的发展， 充分利用GIS的强大空间分析能力，结合输电线路地理分布信息，实现高压输电线路直升飞机巡线飞行方案的精细化设计与可视化显示成为可能。
直升机巡线飞行方案的制定主要包括临时起降点和巡线路径的确定。由于直升机费用较高，所制定的巡线飞行方案的巡线成本是考察巡线飞行方案优劣的重要因素。
对直升机临时起降点的选址不仅内容庞杂，而且各种因素之间相互制约，彼此影响，因此选择直升机临时起降点是一个十分艰难的过程。传统的做法通常是由有经验的专家进行现场勘测，搜集相关的一些资料，在纸质地图上用尺子测量距离，估算飞行时间长短，制定起降点和飞行架次。这种方法的缺点在于需要专业技术人员参与，而且很难准确、 全面地考虑复杂的地理要素及其相互之间的影响，费时费力，致使巡线飞行方案的制定周期较长。发明内容
本发明提出了一种直升机巡线飞行方案的制定方法与装置，综合考虑各种因素， 快速准确地制定直升机最优巡线飞行方案。
本发明直升机巡线飞行方案的制定方法，包括步骤
从数据库中读取待巡视线路及其周边的地理环境信息；
综合考虑巡线任务、直升机航程、待巡视线路及其周边的地理环境，确定候选临时起降点；
对所述候选临时起降点进行排列组合，将每种排列组合方式作为一种候选选址方案；
对每种候选选址方案下的巡线路径按小于直升机航程的条件进行动态规划，找出预计飞行耗时最短的巡线路径作为该候选选址方案的巡线飞行方案，比较各候选址方案的巡线飞行方案，将其中预计飞行耗时最短的巡线飞行方案作为最佳巡线飞行方案。
优选地，所述飞行耗时包括直升机空飞时间和巡线时间。
优选地，还包括步骤
在电子地图上显示所述最佳巡线飞行方案对应的临时起降点及巡线路径。
本发明直升机巡线飞行方案的制定装置，其特征在于，包括
地理环境信息读取模块，用于从数据库中读取待巡视线路及其周边的地理环境信息；
候选临时起降点确定模块，用于综合考虑巡线任务、直升机航程、待巡视线路及其周边的地理环境，确定候选临时起降点；
候选选址方案确定模块，用于对所述候选临时起降点进行排列组合，将每种排列组合方式作为一种候选选址方案；
最佳巡线飞行方案确定模块，用于对每种候选选址方案下的巡线路径按小于直升机航程的条件进行动态规划，找出预计飞行耗时最短的巡线路径作为该候选选址方案的巡线飞行方案，比较各候选选址方案的巡线飞行方案，将其中预计飞行耗时最短的巡线飞行方案作为最佳巡线飞行方案。
优选地，所述飞行耗时包括直升机空飞时间和巡线时间。
优选地，还包括巡线飞行方案显示模块，用于在电子地图上显示所述最佳巡线飞行方案对应的临时起降点及巡线路径。
本发明直升机巡线飞行方案的制定方法与装置，首先综合考虑巡线任务、直升机航程、巡线线路及其周边的地理环境，从待巡视线路附近初选出适于起降的临时起降点，再列出这些临时起降点的所有组合方式，每种组合方式作为一种选址方案，每种选址方案，对应多种巡线路径组合方式，找出飞行时间最短的巡线路径组合方式作为该选址方案的巡线飞行方案。找出所需飞行费用最低的选址方案及其巡线飞行方案，将其作为最佳巡线飞行方案。由于充分利用了既有信息，综合考虑了各因素的影响，计算量最大的排列组合过程由计算机来完成，因而能够准确地确定最佳巡线飞行方案，减少了人员参与，缩短了决策周期，提高了工作效率，降低了巡线成本。
图1是本发明直升机巡线飞行方案的制定方法的流程示意图2是本发明直升机巡线飞行方案的制定装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明直升机巡线飞行方案的制定方法，合理利用资源节约巡线成本，更好地指导电力生产安全运行，为输电线路直升飞机巡线飞行方案的制定和管理提供新的解决方法。下面结合附图与实施例详细解释本方法。
如图1所示，本发明直升机巡线飞行方案的制定方法，包括步骤
步骤1、从数据库中读取待巡视线路及其周边的地理环境信息；
步骤2、综合考虑巡线任务、直升机航程、待巡视线路及其周边的地理环境，确定候选临时起降点；
步骤3、对所述候选临时起降点进行排列组合，将每种排列组合作为一种选址方案；
步骤4、对每种候选选址方案下的巡线路径按小于直升机航程的条件进行动态规划，找出预计飞行耗时最短的巡线路径作为该选址方案的巡线飞行方案，比较各选址方案的巡线飞行方案，将其中预计飞行耗时最短的巡线飞行方案作为最佳巡线飞行方案。
巡线飞行方案的制定需考虑众多因素。本方法先考虑一部分因素，初选出一定数目的临时起降点作为候选，再在这些候选临时起降点所能组成的选址方案中，找出耗时最短即最经济的一种巡线方案作为最终的最佳巡线飞行方案。
待巡视线路跨越的空间距离可能很长，而直升机起飞一次，其飞行时间和里程是有限制的，因此需要“临时起降点”。步骤2候选临时起降点的确定主要由用户来完成，所提及的巡线任务意指，当以候选临时起降点作为起降点进行巡线时，每段待巡视的线路均要可达；待巡视线路及其周边的地理环境意指临时起降点应位于待巡视线路附近适于起降的位置，此处适于起降应考虑地形是否适合起降、周边居民是否会被打扰等。
步骤3对候选临时起降点进行排列组合，意为从候选临时起降点中任选一个、两个、三个或其它，形成多种排列组合方式，每种排列组合方式对应一种选址方案。每种选址方案对应多种巡线路径，每种巡线路径对应一定的巡线里程和巡线时间。这里把待巡视线路切成各种可能的连续线段，将每一线段作为一个架次，每个架次需满足小于航程的条件。 动态规划的含义是每架次巡线的线段长度可能不一样，所以同一种选址方案下的飞行方案也不一样。如果某架次不满足小于航程的条件，则后面所有包含该架次的方案全部否定。 最后找出候选方案，使得所有候选方案下的所有架次都能满足小于航程的条件，且任意两架次间路径不相互重叠。如果选址方案下的所有候选飞行方案为零，则选址方案不成立。通过动态规划，找出每种选址方案下预计飞行耗时最短的巡线路径作为该种选址方案的巡线飞行方案，再比较各种选址方案的巡线飞行方案，将其中预计飞行耗时最最短的巡线飞行方案作为最佳巡线飞行方案。所述的预计飞行耗时根据巡线总里程与直升机飞行速度计算得来，飞行耗时包括直升机空飞的时间和巡线的时间。
为了直观展示巡线飞行方案，还可以在电子地图上显示所述最佳巡线飞行方案对应的临时起降点及巡线路径。
本发明直升机巡线飞行方案的制定装置是与上述方法对应的装置，如图2所示， 包括
地理环境信息读取模块，用于从数据库中读取待巡视线路及其周边的地理环境信息；
候选临时起降点确定模块，用于综合考虑巡线任务、直升机航程、巡线线路及其周边的地理环境，确定候选临时起降点；
候选选址方案确定模块，用于对所述候选临时起降点进行排列组合，将每种排列组合方式作为一种候选选址方案；
最佳巡线飞行方案确定模块，用于对每种候选选址方案下的巡线路径按小于直升机航程的条件进行动态规划，找出预计飞行耗时最短的巡线路径作为该候选选址方案的巡线飞行方案，比较各候选选址方案的巡线飞行方案，将其中预计飞行耗时最短的巡线飞行方案作为最佳巡线飞行方案。
作为一个优选的实施例，所述飞行耗时包括直升机空飞时间和巡线时间。
作为一个优选的实施例，还包括巡线飞行方案显示模块，用于在电子地图上显示所述最佳巡线飞行方案对应的临时起降点及巡线路径。
将本发明直升机巡线飞行方案的制定方法与装置结合使用，即可实现本发明的目的。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
权利要求
1.一种直升机巡线飞行方案的制定方法，其特征在于，包括步骤 从数据库中读取待巡视线路及其周边的地理环境信息；综合考虑巡线任务、直升机航程、待巡视线路及其周边的地理环境，确定候选临时起降点对所述候选临时起降点进行排列组合，将每种排列组合方式作为一种候选选址方案； 对每种候选选址方案下的巡线路径按小于直升机航程的条件进行动态规划，找出预计飞行耗时最短的巡线路径作为该候选选址方案的巡线飞行方案，比较各候选选址方案的巡线飞行方案，将其中预计飞行耗时最短的巡线飞行方案作为最佳巡线飞行方案。
2.根据权利要求1所述的直升机巡线飞行方案的制定方法，其特征在于，所述飞行耗时包括直升机空飞时间和巡线时间。
3.根据权利要求1或2所述的直升机巡线飞行方案的制定方法，其特征在于，还包括步骤在电子地图上显示所述最佳巡线飞行方案对应的临时起降点及巡线路径。
4.一种直升机巡线飞行方案的制定装置，其特征在于，包括地理环境信息读取模块，用于从数据库中读取待巡视线路及其周边的地理环境信息； 候选临时起降点确定模块，用于综合考虑巡线任务、直升机航程、待巡视线路及其周边的地理环境，确定候选临时起降点；候选选址方案确定模块，用于对所述候选临时起降点进行排列组合，将每种排列组合方式作为一种候选选址方案；最佳巡线飞行方案确定模块，用于对每种候选选址方案下的巡线路径按小于直升机航程的条件进行动态规划，找出预计飞行耗时最短的巡线路径作为该候选选址方案的巡线飞行方案，比较各候选选址方案的巡线飞行方案，将其中预计飞行耗时最短的巡线飞行方案作为最佳巡线飞行方案。
5.根据权利要求4所述的直升机巡线飞行方案的制定装置，其特征在于，所述飞行耗时包括直升机空飞时间和巡线时间。
6.根据权利要求4或5所述的直升机巡线飞行方案的制定装置，其特征在于，还包括巡线飞行方案显示模块，用于在电子地图上显示所述最佳巡线飞行方案对应的临时起降点及巡线路径。
全文摘要
本发明公开了一种直升机巡线飞行方案的制定方法与装置，首先综合考虑巡线任务、直升机航程、巡线线路及其周边的地理环境，从待巡视线路附近初选出适于起降的候选临时起降点，再列出这些临时起降点的所有组合方式，每种组合方式作为一种选址方案，每种选址方案，对应多种巡线路径组合方式，找出飞行时间最短的巡线路径组合方式作为该选址方案的巡线飞行方案。找出所需飞行费用最低的选址方案及其巡线飞行方案，将其作为最佳巡线飞行方案。由于充分利用了既有信息，综合考虑了各因素的影响，计算量最大的排列组合过程由计算机来完成，因而能够准确地确定最佳巡线飞行方案，减少了人员参与，缩短了决策周期，提高了工作效率，降低了巡线成本。
文档编号H02G1/02GK102496884SQ20111036595
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月17日 优先权日2011年11月17日
发明者何泽斌, 刘智勇, 吴国沛, 姬黎波, 张永良, 张泽华, 王晓兵, 赖景飞 申请人:广东威恒电力技术开发有限公司, 广东电网公司广州供电局