[论文]电力线路巡检系统项目建议书-4版.doc

附件一、编号四川省电力公司科学技术项目建 议 书项目名称：电力线路实时巡检系统申请单位广安电业局起止时间：2008年 月 至 2008 年 月项目负责人：通信地址：邮政编码：联系电话：传 真：申请日期：2008年10月18 日简表项目名称电力线路实时巡检系统项目负责人姓名单 位性别男年 龄专业职 称项目分类技术攻关新技术开 发新产品试 制技术引进消化吸收应用理论基础研究软科学研 究推 广项目组人 数其中高级职称中级职称研究生初级职称协作单位协作形式 申请金额(万元)研究起止年月2008年 月至2008年 月其中资 助自 筹项目内容、意义和预期成果摘要项目内容开发一种新型的电力线路实时巡检系统，避免巡检人员巡检不准时，不到位、漏检问题的发生，克服手工填报巡检结果效率低、容易漏项或出错的不足，通过实时上传到位信息和缺陷信息，使中心管理人员及时、准确、全面地了解电力线路的运行状况，从而制定最佳的检修方案，及时消除缺陷。以此确保巡检质量、提高巡检效率，从而提高电力线路维护的水平。其巡检具体内容如下：巡检人员手持PDA，下载完线路基础信息和巡检任务后，按系统生成的规定的巡检路线，按规定时间来到现场，在GPS信号强的地方进行GPS定位，在GPS信号弱或没有信号的地方，可安装RFID（Radio Frequency Identification，射频识别，俗称电子标签）电子标签进行定位，同时系统自动将检查人员姓名，到位时间，检查地点等信息录入PDA端嵌入式数据库中保存。定位完成后，移动巡检终端数据采集系统自动从数据库中调出该区域下的待检查设备及检查项目，巡检人员按规定的检查项目进行逐项检查，发现缺陷则录入数据库。检查完成后，通过GPRS无线网络，巡检人员可将到位信息和缺陷信息实时上传至中心数据库。上层管理系统，完成线路基础数据的录入；对实时上传的缺陷信息和到位信息进行分析处理，根据缺陷对电网安全运行的影响程度分为一般缺陷、重大缺陷和紧急缺陷三种，从而制定相应的消缺措施，及时消除缺陷；根据不同情况（正常巡视，特殊巡视）制定固定任务和临时任务，固定任务是在实际的巡检工作中，某条线路或某个区段线路是由固定的巡检员在固定的时间周期进行巡视的任务，临时任务，根据特殊巡视类型，如负荷高峰、异常天气、重大政治经济活动保电等情况下，临时指定的紧急任务，从而提高了巡检灵活性；对历史数据进行统计分析，帮助决策层进行相应的路线和任务优化等工作。项目意义电力线路是电能传输的重要电力设施，其安全稳定运行不仅关系到国家的经济发展，而且维系着国家安全。然而电力线路常年暴露于野外，很容易出现故障，电力线路巡检则是有效保证电力系统安全的一项基础工作，如何科学，有效，正确的对电力线路进行巡检是电力系统当前研究的重点内容之一。传统的电力线路巡检工作是由巡检人员拿着纸质巡检表，记录每一条线路和每一个重要设备的缺陷情况，回去后录入到中心数据库中，再由服务器打印相应的报表。其缺点有以下几个：1.数据录入方式落后，工作效率低下，人工录入数据量大、数据手工录入过程容易出错。2 .实时性差。线路巡检是以野外作业为主的工作，一般需要在野外连续工作几天，因此数据的实时性受到严重影响，不能够及时准确地反映电力设备的运行状况。对于有缺陷的线路设备也不能及时处理并迅速消除隐患。这非常不利于保证电力系统的稳定运行。3. 无法保证巡检人员真正到位及巡检结果的真实性。 电力线路实时巡检系统针对线路巡检工作的实际情况，能有效解决上述存在的问题。电力线路实时巡检系统采用GPS和RFID技术相结合的方式进行定位，PDA自动记录到位时间、巡检人员姓名和巡检地点，可有效解决人员到位困难的问题。利用GRPS无线网络，可将到位信息和缺陷信息实时上传至中心数据库，可有效、全面的了解巡检工作状态，及时发现并消除线路的缺陷，提升输电线路的安全性，解决了传统线路巡检实时性差的问题。利用计算机技术和网络通信技术，所有信息（线路基础数据、到位信息及缺陷信息）都以规范的形式录入数据中，利用上层管理平台，对数据进行查询、分析、统计及报表，从而实现巡检工作的规范化、信息化、科学化管理。可见电力线路实时巡检系统在规范电力线路巡检任务、科学管理、提高巡检效率和及时消缺等方面效果显著，能有效保障电力线路的安全运行。 预期成果开发移动巡检终端数据采集系统。利用GPS模块+RFID读写模块组合的方式实现线路巡检自动定位与时间记录，使用GPRS网络，利用嵌入式数据库与中心数据库之间的合并复制实现无线实时传输，完成巡检人员到位信息和缺陷信息的录入。开发一个可重复利用的数据传输层，实现基础数据，如线路信息，巡检地点等信息的下载，巡检任务内容的下达，到位记录和详细缺陷记录实时回传。为二次开发和推广利用提供简单可行的公共类。 开发巡检系统上层管理系统。主要功能包括巡检任务的管理，巡检策略的制定，根据专家经验完成线路优化工作；线路缺陷的实时分析和处理；一般线路缺陷的实时消缺；巡检项目和巡检人员的科学系统管理；巡检数据的统计整理功能；生成巡检统计报表；巡检工作的实时监督等。 一、本研究项目的科技依据（包括科技意义和应用前景，国内外研究概况、水平和发展趋势；应用理论基础研究项目应阐述学术思想，立论根据，特色或创新之处，主要参考文献目录及出处；推广项目说明成果成熟程度，适用范围，以及成果的知识产权等问题）在本项目中主要使用了GPRS无线通信技术、GPS技术和RFID射频识别技术，这三种技术近年来在国内各行业得到了广泛的应用，在电力行业的应用也发展很快。GPRS是通用分组无线业务的简称，是一种以GSM为基础的数据传输技术，它提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务，特别适用于间断的、突发性的和频繁的少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。GPRS无线数传终端应用范围十分广泛，几乎所有的远程数据传输业务都可以使用，并且不受地理环境、气候、时间限制，因此在我国工业自动化和其他领域得到了广泛的应用。电力系统为保障电网的运行建立了专用的通信网络，电力系统的通信需求，基本上都是由电力通信专网承担的。电力系统对通信的要求是多样的，在有些场合，电力通信还无法满足电力生产的需要，而GPRS作为将移动通信与数据通信合二为一的技术，使移动通信网络具有提供更多增值业务的能力。移动公司的GPRS系统本身对公众提供了多种多样的GPRS应用，许多GPRS公众业务在电力系统中都是可以应用的。GPS技术主要应用于导航和测量方面，GPS系统的高精度、高可靠性及全球无偿共享性，在各行业受到了极大的关注。电力行业自引进GPS以来，已经完成火力发电厂输电线路、微波通讯和水源地等工程测量三十余项，取得了较好的社会效益、经济效益和环境效益。RFID射频识别技术是自动识别技术的一种，通过读写器和粘附在物体上的电子标签之间的电磁耦合来进行数据通信，以达到对物体的自动识别。相对于条形码识别技术，射频识别技术有很大的突破性，电子标签更适合高温、高压及潮湿等各种恶劣环境，不易被破坏，存储的信息量也非常大。因此，射频识别技术的应用也十分广泛。本项目综合应用以上三种技术，以实现巡检数据的实时传输，线路缺陷的在线消缺和对巡检工作的有效监督，最终使电力线路巡检的效率和质量得到明显的提高。目前，国内己经开发出一些比较智能的电力线路巡检系统，但是国外发达国家的线路巡视工作始终走在国内的前列，无论从巡线方式和巡视工具来看，都比国内的技术更加先进。在90年代，直升飞机巡线、检修及带电作业已在欧美等发达国家和地区得到广泛的应用，随着我国电力行业的发展，超高压大容量输电线路越建越多，但线路走廊穿越的地理环境更加复杂，如经过大面积的水库、湖泊和崇山峻岭，给线路维护带来很多困难。因此，迫切需要一种较为先进的电力线路巡检系统来克服这些困难。二、研究、推广应用内容和预期成果（说明项目的具体研究、推广内容、技术关键和重点解决的技术问题，预计达到的技术经济指标，预期成果和提供的形式及其依托工程，应用该成果的单位落实情况和可能应用的其它工程或单位及效益。）本项目具体研究内容如下：1. 电力线路实施巡检系统上层管理系统的研究开发。包括软件编程技术、数据库技术的研究。2. 移动巡检终端数据采集系统的开发。包括利用.NET Compact Framework 进行客户端应用程序开发，进行基于.NET Compact Framework的移动设备数据库开发。3. 数据传输层的开发。主要包括GPRS无线通信模块设计和相关程序设计。4. GPS定位模块程序设计。5. RFID射频识别模块的程序设计。6. 电力线路巡检策略辅助决策系统的研究开发。主要指辅助决策算法的研究和程序实现。本项目要重点解决的技术问题主要有：1. GPS定位模块线路设备搜索的算法及程序实现。2. RFID读写模块的开发。3. 嵌入式数据库（Sql Server mobile）的操作。4. 辅助决策系统的决策算法的研究和程序实现。预期成果：1. 实现电力线路巡检数据的实时传输。2. 实现对电力线路设备缺陷的实时分析和处理。3. 实现对巡检任务和巡检工作人员的科学管理，有效监督巡检员的工作状态。4. 实现可制定巡检策略的辅助决策系统，完成巡检线路优化等功能，实现电力线路巡检系统真正意义上的智能化。由于本项目在研究实现阶段都考虑了通用性，平台性，采用了模块化设计思想，因此本项目可以在地区电网整体推广。三、拟采取的研究方法和技术路线电力线路实时巡检系统总体上由三大部分组成：移动巡检终端数据采集系统、数据传输层和上层管理系统带有GPRS模块及RFID读写器的PDA(Personal Distal Assistant，掌上电脑)作为巡检器，其与中心数据库服务器之间采用M/S(Mobile/Server)移动技术架构；上层应用系统利用电力企业局域网，采用B/S(Browser/Server)的架构。数据传输层是联系PDA嵌入式数据库与中心数据库服务器的纽带。其总体结构示意图如图1所示。图1 系统总体结构示意图电力线路实时巡检系统的移动巡检终端是一个集成了GPRS模块，GPS模块及RFID读写模块的PDA，项目利用GPS模块+RFID读写模块组合的方式实现线路巡检自动定位与时间记录，在GPS信号强的地方，采用GPS实现定位，当GPS信号弱或无信号的地方，通过在巡检点安装RFID电子标签，实现巡检定位，并将到位信息和缺陷信息记录于sql mobile嵌入式数据中。数据传输层使用嵌入式数据库和中心数据库合并复制的技术，利用现有GPRS网络，使用数据传输层提供的公共类，实现基础数据和巡检任务下载，人员到位信息和线路缺陷信息的上传，最终实现移动巡检终端与上层管理系统的实时通信和数据传输。移动巡检终端具体软硬件环境如下。PDA端硬件环境如下：PDA+RFID模块+GPRS模块PDA端软件环境如下：WinCE 5.0+SQL Server Mobile开发语言：.NET下的C#电力线路实时巡检系统的上层管理系统采用基于B/S模式的系统软件方案。采用Microsoft Visual Studio 2005软件开发工具，选择在此平台上十分成熟的ASP.NET 2.0和C#开发语言进行开发。服务器端数据库软件选择关系型数据库Microsoft SQL Server 2000作为数据存储介质。服务器端采用安全性能较高的Windows 2003 Server操作系统，其WEB服务器安装Microsoft IIS 6.0；客户端则采用通用的Internet Explorer 6.0及以上版本，保证客户端的通用性，实现数据的正确显示。安装Microsoft ActiveSync 4.0， 开发过程中使用USB接口实现程序的调试及部署。四、工作总体安排和年度进度序号时间段内 容12008合同签订、技术细节讨论。2项目实施。3项目验收、投入正式运行。五、实现本项目预期目标已具备的条件（包括过去的研究工作基础，现有的主要仪器设备、研究技术人员及协作条件，从其它渠道已得到、已申请或申请的经费情况及金额等）1已开发了一套基于PDA的变电站巡检系统，通过项目实践已经培养了一批经验比较丰富的技术人员。 2. 项目开发所需掌握的软件编程技术、数据库技术、无线通信技术，RFID射频识别技术已有较好的知识储备。3. 项目设计所需硬件设备已经具备。六、研究项目组成人员情况序号姓名年龄职务职称专业本项目中分工投入项目工作总月数工作单位123456788910七、项目经费预算单位：万元科目金 额申请资助自 筹备 注（一）直接费用1.人员费（1）研究机构人员费（2）临时工工资2.设备及软件费（1）购置（2）试制3.业务费（1）材料费（2）资料费（3）外协测试试验及加工费（4）会议费（5）差旅费4.其他直接费用（二）间接费用1.现有仪器设备使用费2.直接管理费用3.其他间接费用（三）协作研究支出协作支出1合 计注：与项目有关的前期研究(包括阶段性成果)支出的各项经费不列入本项目预算； 八、合作单位意见