一种可视化张力放线系统的制作方法

本实用新型涉及电力领域，尤其涉及一种可视化张力放线系统。

背景技术：

电力领域中架空输电线路放线施工的方法主要可分为“非张力放线”施工和“张力放线”施工两种方法。其中“非张力放线”又可分为：人力放线和机械牵引放线两类，其主要特点是在放线施工过程中，导、地线始终处于相对松弛的状态，这就不可避免的存在着导、地线落地磨损的情况。“张力放线”则是通过张/牵设备对被展放的导、地线施加相对恒定的张力，使之在展放过程中始终处于悬空状态，从而避免了导、地线与地面及被跨越物的直接接触，防止导、地线磨损。张/牵设备主要是张力机和牵引机。可以说张力放线是一种兼具各种特点的放线方式。例如，(1)张力放线可避免导线与地面摩擦致伤，减轻运行中的电晕损失及对无线电系统的干扰；(2)张力放线方式施工作业高度机械化，速度快，工效高；(3)张力放线适用于跨越江河、公路、铁路、经济作物区、山区、泥沼、河网地带等复杂地形，同时能取得良好经济效益；(4)张力放线能减少青苗损失。

由于电力施工的工作环境条件限制，使得目前的张力放线施工的技术水平相对滞后，而且目前有针对性的对张力放线施工过程进行模拟和监督的企业不多，能够将实时张力放线数据提供给施工人员的方式也不多。

中国专利CN104503351A公开了一种架空线铺设的智能监控系统及方法，该系统包括依次连接的现场检测装置、无线网组和数据处理装置，所述的现场检测装置包括设置在放线滑车上的网络摄像机、设置在牵引板上的角度传感器、图像转换器、模数转换器、无线发射模块和电源，所述的网络摄像机通过图像转换器与无线发射模块连接，所述的角度传感器通过模数转换器与无线发射模块连接，所述的无线发射模块与无线网组连接，所述的电源分别与网络摄像机、角度传感器、图像转换器、模数转换器和无线发射模块连接。与现有技术相比，该专利具有准确性高、使用方便、结构简单、维护成本低、可操作性强、安全性高等优点。该专利还公开了一种架空线铺设的智能监控系统的智能监控方法，包括以下步骤：(1)网络摄像机实时地获取滑车上滑轮、导线及牵引线的状况图像，并将该图像经过图像转换器转换格式后，经过无线发射模块和路由器发送到网络服务器中；(2)工控机通过路由器从网络服务器获取滑车的状况图像，判定导线和牵引是否时刻处于滑轮上的滑槽内，若是，则进行步骤(3)，若否，则停止放线，进行修复并返回步骤(1)；(3)角度传感器获取牵引板相对于基准线的倾斜角度，并将该数据经过模数转换器转换后，经过无线发射模块和路由器发送到工控机中；(4)工控机判定架空线铺设过程中牵引相对于基准线的倾斜角度是否出现超过阈值，若超过阈值，则进行报警，若没有超过阈值，则返回步骤(1)。然而该专利提供的智能监控系统存在的问题是：(1)该监控系统主要用于放线过程中监控牵引板放线和放线滑车跳槽，无法实时监控被牵引物与被跨越物的实际距离；(2)该监控系统的监控对象仅限于滑轮、导线及牵引线，无法同时监控智能走板；(3)该监控系统无法在张力放线施工准备阶段对放线准备参数进行模拟，无法为随后的施工放线工作提供可靠的技术支持。

技术实现要素：

针对现有技术之不足，本实用新型提供一种可视化张力放线系统，所述系统至少包括数据采集装置、数据处理装置、数据模拟装置、张/牵设备和智能走板，

所述数据采集装置设置于所述张/牵设备上以采集所述张/牵设备运行过程中的参数并将采集的参数发送至所述数据处理装置进行可视化处理并将处理后的数据发送至所述数据模拟装置进行模拟、对比及存储，

所述数据处理装置还用于将接收到的所述智能走板的反馈信息进行可视化处理并将处理后的数据发送至所述数据模拟装置进行模拟、对比及存储。

根据一个优选实施方式，所述数据处理装置还用于将导入的数据进行可视化处理并将处理后的数据发送至所述数据模拟装置进行模拟、对比及存储。

根据一个优选实施方式，所述数据处理装置还用于同时接收所述智能走板的反馈信息和所述数据采集装置采集到的所述张/牵设备的施工参数，所述数据处理装置将以上数据进行可视化处理并将处理后的数据发送至所述数据模拟装置进行模拟、对比及存储。

根据一个优选实施方式，所述数据处理装置是基于IOS系统或Android系统开发的装置。

根据一个优选实施方式，所述数据模拟装置至少包括用于以可视化方式模拟所述数据处理装置发送的数据的数据模拟单元、用于分析所述数据处理装置发送的数据与预先导入的放线准备数据之间的偏差值的数据对比单元、用于存储所述数据处理装置发送的数据和所述数据对比单元的对比结果的数据存储单元和用于根据所述数据对比单元的对比结果设置语音警报的报警单元。

根据一个优选实施方式，所述数据采集单元将所述张/牵设备的施工参数发送至所述数据处理单元进行处理并将处理结果发送至所述数据模拟单元进行可视化模拟并将模拟结果发送至所述数据对比单元进行对比，其中，所述数据对比单元将预先存储于所述数据存储单元的施工相关信息与经过所述数据模拟单元模拟的施工参数进行对比。

根据一个优选实施方式，所述数据模拟单元通过无线或有线方式与所述数据处理装置连接，所述数据模拟单元通过无线或有线方式与所述数据对比单元连接，所述数据模拟单元通过无线或有线方式与所述数据存储单元连接。

根据一个优选实施方式，所述数据对比单元通过无线或有线方式与所述数据存储单元连接，所述数据对比单元通过无线或有线方式与所述报警单元连接。

根据一个优选实施方式，所述数据处理装置通过无线或有线方式与智能走板连接。

根据一个优选实施方式，所述数据采集装置与所述数据处理装置通过连接，所述数据采集装置与所述张/牵设备通过排线连接。

根据一个优选实施方式，所述数据处理装置和数据模拟装置可分别放于两个支架上，所述数据处理装置和数据模拟装置也可一体式地放于同一个支架上，所述支架可拆卸地安置于所述张/牵设备上。

根据一个优选实施方式，所述数据处理装置和数据模拟装置可设置于所述张/牵设备的操作面板上。

根据一个优选实施方式，所述系统还包括至少一个稳压装置和至少一个减震装置。

根据一个优选实施方式，所述稳压装置和所述减震装置均设置在所述张/牵设备上。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型提供的可视化张力放线系统是基于智能走板的配套系统，该系统通过实时监控放线施工过程中被牵引物与被跨越物的实际距离以及接收并分析智能走板的反馈信息，解决了在传统张力放线中张/牵设备操作人员无法精确判断智能走板位置及放线过程中牵引绳、导线、地线、OPGW等被牵引物与跨越物体的高度，本实用新型的可视化张力放线系统提高了放线安全可靠性及施工效率。

附图说明

图1为本实用新型可视化张力放线系统一个优选实施方式的结构示意图；和

图2为本实用新型可视化张力放线系统另一个优选实施方式的结构示意图。

附图标记列表

100：数据采集装置 200：数据处理装置

300：数据模拟装置 301：数据模拟单元

302：数据对比单元 303：数据存储单元

304：报警单元 400：张/牵设备

500：智能走板 600：稳压装置

700：减震装置

具体实施方式

下面结合附图和实施例进行详细说明。

实施例1

图1示出了本实用新型的可视化张力放线系统的一个优选实施方式的结构示意图。如图1所示，可视化张力放线系统至少包括数据采集装置100、数据处理装置200、数据模拟装置300、张/牵设备400和智能走板500。数据采集装置100设置在张/牵设备400上。数据采集装置100和张/牵设备400通过有线或无线的方式连接。优选地，数据采集装置100与张/牵设备400采用排线连接。数据采集装置100采用有线或无线的方式与数据处理装置200连接。优选地，数据采集装置100与数据处理装置200通过USB3.0连接。

根据一个优选实施方式，数据处理装置200和数据模拟装置300可以分别放于两个支架上，也可以一体化地放于一个支架上。优选地，数据处理装置200和数据模拟装置300分别放在两个支架上。支架可拆卸地安置于张/牵设备400上，其拆卸方式可按照具体施工条件而定。支架的可拆卸可以满足各种施工环境，提高了可视化张力放线系统的安装/拆卸灵活性，节约了宝贵的施工时间。

根据一个优选实施方式，数据采集装置100为载荷传感器、受力传感器、GPS定位模块和/或倾角传感器。数据采集装置100的安装可根据放线区段的地形情况、放线区段长度、滑车荷载监测需求情况确定布设位置和数量。实现了对复杂地形的重点监测。

优选地，载荷传感器用于检测每个滑车荷载，例如，假设张力放线工段包括20个杆塔，每个杆塔上均安装有一个滑车，每个滑车上均安装有用于检测该滑车荷载的传感器，选择量程为100kN，测量分辨率为0.1kN传感器；受力传感器用于检测导线受力，例如，检测走板子导线受力的传感器为4个拉力传感器，选择传感器量程为50kN，测量分辨率为0.1kN的拉力传感器；走板上的GPS定位模块用于发送走板位置数据到数据处理装置200；角度传感器获取牵引板相对于基准线的倾斜角度，例如，倾角传感器用于对走板倾斜状况进行实时检测，选择倾角传感器的测量范围±90度，测量分辨率为±1.0度。

根据一个优选实施方式，数据采集装置100将接收到的张/牵设备400的放线施工参数发送至数据处理装置200。数据处理装置200是可以是基于IOS系统或Android系统开发的装置，可以是可视化分析器，也可以是安装有可视化分析软件的平板电脑。优选地，数据处理装置200是基于IOS系统开发的可视化分析器。优选地，张/牵设备400的放线施工参数包括但不限于以下参数：被牵引物与跨越物体的高度、张/牵力、张/牵设备机械性能、滑轮转速等参数。其中，被牵引物可以是引绳、导线、地线、OPGW。优选地，被牵引物是导线。数据处理装置200将这些参数进行可视化处理。数据处理装置200将处理后的数据发送至数据模拟装置300。数据模拟装置300将这些数据以图像、曲线、二维图形、三维图或动画的方式进行模拟，同时进行数据对比及数据存储。张/牵设备操作人员可依据数据模拟装置300显示的可视化分析结果实时监控放线过程中牵引绳、导线、地线等被牵引物与跨越物体的高度变化。

根据一个优选实施方式，数据处理装置200还用于通过无线/有线方式与智能走板500连接。优选地，数据处理装置200通过无线方式与智能走板500连接。数据处理装置200接收智能走板500的反馈信息。优选地，智能走板反馈信息包括但不限于以下参数：走板的平衡状态、高度、行驶速度和智能走板电池容量。数据处理装置200将这些反馈信息进行可视化处理。优选地，可视化分析结果包括当前走板在放线区段模拟示意图上的位置、与被跨越物体的距离、距离下一塔基的距离、张/牵力和走板行驶速度。数据处理装置200将处理后的数据发送至数据模拟装置300。数据模拟装置300将这些数据以图像、曲线、二维图形、三维图或动画的方式进行模拟，同时进行数据对比及数据存储。张/牵设备操作人员可依据数据模拟装置300显示的可视化分析结果精确判断智能走板位置。

根据一个优选实施方式，数据处理装置200用于对导入其中的计算完成的放线区段的放线参数与放线示意图进行可视化处理，并得到该区段的放线准备参数。优选地，计算完成的放线区段的放线参数包括但不限于以下参数：被牵引物的比载、使用的工器具参数、放线区段长度、塔位信息和张牵场设置信息。数据处理单元200将得到的放线准备参数传送至数据模拟装置300。优选地，放线准备参数包括但不限于以下参数：计算完成的放线区段的控制点、计算完成的放线区段模拟示意图和放线过程中的最大张/牵力。数据模拟装置300将这些数据以图像、曲线、二维图形、三维图或动画的方式进行模拟，同时进行数据对比及数据存储。通过查看数据模拟装置300显示的放线区段控制点、放线区段模拟示意图以及放线过程中的最大张/牵力等参数，可为施工放线准备工作提供可靠的技术准备。特定区段的放线准备参数还用于确定该区段标准张力放线过程。标准张力放线过程可作为该区段张力放线过程中的放线施工参照标准。

再次参见图1，数据模拟装置300包括数据模拟单元301、数据对比单元302、数据存储单元303和报警单元304。数据模拟单元301通过无线或有线方式与所述数据处理装置200连接。优选地，通过USB3.0连接。数据模拟单元301可以是微电脑模拟器、数据三维化模拟器、数据交叉模拟器等。优选地，数据模拟单元301是数据交叉模拟器。数据模拟单元301通过无线或有线方式与所述数据对比单元302连接。优选地，通过USB3.0连接。数据对比单元302可以是安装有数据对比芯片的对比装置，也可以是安装有数据分析系统的电脑。优选地，数据对比单元302是安装有数据分析系统的电脑。数据模拟单元301通过无线或有线方式与所述数据存储单元303连接。优选地，通过USB3.0连接。优选地，数据存储单元303是固态硬盘。数据对比单元302通过无线或有线方式与所述数据存储单元303连接。优选地，通过USB3.0连接。数据对比单元302通过无线或有线方式与所述报警单元304连接。优选地，通过USB3.0连接。

根据一个优选实施方式，数据模拟单元301用于接收并以可视化的方式将数据转化为图像、曲线、二维图形、三维图或动画。优选地，将数据转化为三维图。该数据可以是经过数据处理装置200处理过的张/牵设备400的施工参数、经过数据处理装置200处理过的智能走板反馈信息或经过数据处理装置处理过的导入其中的施工信息。数据模拟单元301将已经经过可视化转化的数据发送至数据存储单元303进行存储。

根据一个优选实施方式，数据采集单元100将张/牵设备的施工参数发送至数据处理单元200进行处理。数据处理单元200将处理结果发送至数据模拟单元301进行可视化模拟。数据模拟单元301将模拟结果发送至数据对比单元302进行对比。数据对比单元302将预先存储于数据存储单元303的施工相关信息与经过数据模拟单元301模拟的施工参数进行对比。优选地，该施工参数可以是被牵引物的高度。优选地，该预先存储的张力放线施工准备信息可以是被跨越物的高度。张/牵设备操作人员可依据观察对比结果可以实时的监控牵引物与被跨越物之间的实际距离变化。

根据一个优选实施方式，数据对比单元302用于将放线准备参数或提前导入的标准放线准备参数与该放线段的可视化分析结果进行对比。数据对比单元302将对比结果发送至报警单元304进行语音报警。数据对比单元302将对比结果发送至数据存储单元303进行存储。优选地，数据对比单元302将存储于数据存储单元303的实时放线过程中的导线高度与存储于数据存储单元303的该段放线导线的标准高度或放线准备参数里的导线的高度进行对比，并将结果反馈给报警单元404，同时，数据对比单元302将导线高度的对比结果发送至数据存储单元303进行存储。

根据一个优选实施方式，数据存储单元303还可用于导入并存储放线施工标准参数。优选地，可以分别或同时导入引绳与跨越物体的高度、导线与跨越物体的高度、地线与跨越物体的高度、OPGW与跨越物体的高度。

根据一个优选实施方式，报警单元304用于设置语音报警。数据对比单元302对比发现放线过程中智能走板状态、张/牵力与事先计算的张/牵力偏差值大于预先设定的偏差值阈值、被牵引物的走向与模拟示意图的偏离达到预先设定的偏离比例时，数据对比单元302将对比结果发送给报警单元304，报警单元发出对应的语音报警。张/牵设备操作人员听到语音报警后可及时排查问题，避免不必要的安全事故发生。优选地，语音报警可与扬声器相连。报警单元304对于整个放线阶段设备的运行和维护起到了很好的提醒作用。

根据一个优选实施方式，在张力放线施工阶段，数据处理单元200将同时接收张/牵设备的放线施工参数智能走板通过远程传输的走板状态信息。数据处理单元200将这些参数与信息经计算分析后将数据发送至数据模拟单元301。数据模拟单元301将实时的放线过程以可视化的方式显示。显示的信息包括当前走板在放线区段模拟示意图上的位置、与被跨越物体的距离、距离下一塔基的距离、张/牵力和走板行驶速度。数据对比单元302将施工数据进行对比。当放线过程中走板状态、张/牵力与事先计算的张/牵力偏差值超过一定的阈值、被牵引物的走向与模拟示意图的偏离达到规定比例时，数据对比单元302将对比结果发送至报警单元304。报警单元304将提醒张/牵设备操作人员及时排查问题，避免不必要的安全事故发生。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上做的进一步改进，仅对改进的部分进行说明。

图2示出了本实用新型的可视化张力放线系统的另一个优选实施方式的结构示意图。如图2所示，可视化张力放线系统包括数据采集装置100，数据处理装置200、数据模拟装置300、张/牵设备400、智能走板500、稳压装置600和减震装置700。数据处理装置200和数据模拟装置300设置于张/牵设备400操作面板上，可以起到替代张/牵设备400传统机械仪表盘的作用，节约设备空间。稳压装置600和减震装置700均设置在张/牵设备400上。

根据一个优选实施方式，为了提高数据处理装置200和数据模拟装置300的稳定性，可视化张力放线系统设置有稳压装置600和减震装置700。稳压装置600和减震装置700分别起到稳定电压和减震作用。

可视化张力放线系统易因放线过程中的电压波动而受到影响，本实用新型基于数据采集装置100、数据处理装置200和张/牵设备300的类型选择合适的稳压装置600以改善电压质量，保障张力放线施工质量。优选地，本实用新型采用交流稳压器稳定施工电压。

可视化张力放线系统还易因放线过程中智能走板的震动而受到影响，本实用新型通过设置减震装置700以对数据采集装置100、数据处理装置200、数据模拟装置300和/或张/牵设备400进行减震保护，可延长装置的使用寿命。优选地，本实用新型采用减震板进行减震。

根据一个优选实施方式，数据采集装置100，数据处理装置200，数据模拟装置300和张/牵设备400的结构和连接方式与实施例1相同，在此不再赘述。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。