供电分公司智能巡检巡检系统应用研究项目可行性研究报告

.陕西省地方电力（集团）有限公司自有科技进步项目可行性报告书项 目 名 称：PDA_GPS智能巡检系统应用研究项目建议书 申 请 单 位：南郑县供电分公司 归口管理部门：生产技术部 联 系 人：王石 联 系 电 话申 请 日 期：2011年8月一、 概述1、项目提出背景 一直以来，电力设施的巡检工作是供电企业生产运行的重要组成部分，是安全隐患发现、控制、消缺的重要源头。随着南郑地区经济的飞速发展，各类用电量也在急速上升，输电线路、电力设施数量将越来越庞大。为了确保供电的可靠性，我们必须提高巡检水平与效率来适应用电量不断增长的需要。目前35kv及以下线路巡检工作主要依靠人工开展，因为技术手段和管理手段的缺乏，在巡检工作中往往出现不按时、按计划巡检路线和设备，巡检不到位 ，巡检效率和质量不高，野外巡检困难的现象，不能准确、及时发现运行设备的缺陷，给电网安全造成隐患，同时管理成本也较高。目前GPS、PDA技术在各大行业得到普及应用，利用GPS定位技术、PDA移动终端对35kv及以下线路巡视工作进行管理，方便、快捷、直观，更经济可行。2、项目的目的、意义 此项目的研究目的主要是规范工作人员线路及设备巡检的行为，减少巡检工作的疏漏，来实现巡检人员的到位监控，数据的采集、传输、查询、统计和分析，提高工作质量、效率和安全性；为管理者提供有效手段对巡检工作进行监督、指导和考核，实现巡检工作的规范化、标准化、信息化管理。此项目的实施也可以为电力其它方面的巡检工作开展积累技术和实施经验，如配电、变电巡检。二、项目立项的必要性及市场需求分析1、项目技术攻关的必要性在电网运维生产中，电网缺陷发现、消缺、检修等生产闭环流程中，巡检是不可或缺的一环。巡检的质量直接关系着电网的安全，关系到供电的可靠性。常规的巡检，需要巡检人员有丰富的电力设施设备知识、设备缺陷的大量经验，由于线路地理分布广、巡检工作量大、工作时间长和野外作业环境的影响，让巡检工作变得艰难，甚至直接导致巡检的不到位，巡检后的数据信息不能完整保存和利用。如此重要的工作但往往因为技术手段和管理手段的缺乏显得薄弱。围绕电力巡检管理，供电企业、为电力企业服务的信息化服务商，都在积极的推动先进技术在巡检中的应用。诸如远程视频监控、在线状态监控、射频技术等手段都有所尝试，但成本难题往往难以解决，也导致这些技术手段主要用于高压和特高压线路中或者仅仅处于试点阶段。寻找到更经济可行的巡检技术手段，将极大的提高供电企业电力设施设备的巡检水平。随着计算机技术和相关电子技术的发展，利用PDA设备、GPS定位、GPRS通讯、等技术进行巡检管理，正在广泛的尝试和应用。2、项目的市场需求分析 由于线路地理分布广、巡检工作量大、工作时间长，PDA_GPS智能巡检系统能够为巡检人员和管理人员带来极大的便利，能够规范巡检人员的监督，加强巡视和检修工作，保证线路输送网的安全运行，确保供电的可靠性，提高巡检管理工作的自动化水平和工作效率，带来较高经济效益和社会效益，因此它对改进电力巡检工作具有极大的促进作用和实用价值。目前在国外该技术已经普遍地应用于电力线路巡检工作中，近年来国内的电力服务厂商和一些供电企业也在进行相关研究和应用，将会成为电力线路巡检管理中运用的主要技术手段，具有广阔的推广应用价值。三、相关领域国内外技术现状、发展趋势及现有工作基础1、国内外技术现状、专利等知识产权情况分析近年来围绕电力巡检工作，电力服务厂商和供电企业都在积极的推动先进技术在巡检工作中的应用。比如采用射频技术RFID来进行管理，但由于需要在杆塔或设备上安装相应的射频设备，工作量也较大，成本高，且很多都在户外，设备的可靠性、安全性都有些问题。也有采用遥控飞机、远程视频等在线状态监控手段，但投资成本高，多用于高压和特高压线路中；还有采取条形码、信息按钮手段对巡检工作进行监控，但这些方式产品安装复杂，易损坏，会受到恶劣环境影响，推广前景有限。目前GPS、PDA技术在各大行业得到普及应用，利用GPS定位技术、PDA移动终端对35kv及以下线路巡视工作进行管理，方便、快捷、直观，更经济可行。 几种技术对比项 目GPS+PDARFID+PDA遥控、远程视频投资成本低高高维护成本低高高实施工作量较小大大现场定位具备具备无巡视监管考核容易容易容易定位准确性较好较好无技术实现难度 较小 较小 难2、国内外技术发展趋势1）PDA技术应用在电力业务中，最早出现在抄表中，目前在现场标准化作业等方面也有应用。随着PDA技术的不断进步，PDA已发展成为集通信、计算、储存、网络等多种功能与一体的智能型移动终端，同时PDA具备备体积小，便于携带的特点，可以充当巡检管理系统的终端，在巡检时能够预先查看电力设施的资料，必要时，也能对巡检提供一些辅助的功能，如导航、提示、GPS坐标定位等。2）GPS又称为全球定位系统（Global Positioning SystemGPS），GPS的基本定位原理是：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息用户接收到这些信息后经过计算求出接收机的三维位置三维方向以及运动速度和时间信息。GPS定位在车载导航、通信电缆巡检中已经普遍应用，目前，具有GPS定位功能的手机和PDA已经较为普遍，GPS定位技术也已经成熟。而电力巡视中采用GPS定位技术，是一种新颖实用的方法。目前在国外基于PDA的GPS技术已经普遍地应用于电力线路巡检工作中。近年来国内的电力服务厂商和一些供电企业也在进行相关研究和应用。利用GPS嵌入式定位技术和PDA移动终端对35kv及以下线路巡检工作进行管理，方便、快捷、直观，更经济可行。3、现有的工作基础目前南郑供电分公司在资产管理中已开始应用电力电子地图，在标准化作业中运用PDA进行现场管理，具备移动终端PDA的应用经验和条件，GSM网络通讯技术已经在公司营销、调度自动化领域得到应用。我公司的台区线路已经清理完毕，电子地图的精度范围也达到了管理要求，建立了公司级计算机网络环境，可以为该系统的开发运行提供网络支撑。利用GPS免费定位系统可极大的缩减运营费用，同时达到实时监控的管理需要。合作开发商四川鸿讯公司也有相应系统的应用开发经验。四、项目计划目标及主要研究内容1、主要目标1）减少巡检工作的疏漏，确保巡检工作到位。2）提供有效手段对巡检工作进行监督、指导和考核。3）巡检工作效率、工作质量和安全性。4）实现巡检工作的规范化、信息化、标准化管理。5）及时准确地掌握线路、杆塔运行状况，排除安全隐患，确保供电可靠性。6）规范线路、杆塔缺陷数据的统计和分析，制定针对性消缺计划。2、研究与开发内容 针对35KV线路巡检管理的要求，以移动通讯终端PDA为硬件应用平台，利用GPS定位技术，通过PDA采集线路、杆塔巡检状况信息，通过GSM/CDMA/3G网络上传到后台巡检监控主站系统中，来实时掌控巡检员执勤的到位情况和工作状况。研究PDA与PC之间进行通讯的GPRS/CDMA/3G网路，设计出能与后台数据库进行数据交换的PDA应用程序，利用ASP技术，开发出通过Internet访问WEB服务器的WEB程序，实现巡检现场与局域网巡检监控主站系统互联互通，实现数据下载和数据上传，提高工作自动化水平和效率。 2.1 系统拓扑结构 系统由智能移动通讯应用终端PDA （含GPS定位系统）、GPRS/3G无线网络、通讯服务器、应用服务器和智能巡检主站管理系统组成。 巡检人员手持PDA通过GPRS/3G网络连接到PDA应用服务器，或通过USB直接与客户端连接，下载巡检任务计划，巡检人员持PDA到达现场完成巡检任务，并上传巡检信息。 供电公司任何一台系统工作终端在用户权限的允许范围内都可以操作主站管理系统，实时查看所有巡线移动设备上传的线路、杆塔运行状况（主要指线路、杆塔存在的缺陷）。 2.2 系统开发环境 系统完全基于B/S结构设计，采用WEB开发标准，开发环境为visual C+6.0 ，WEB访问端采用ASP技术。对于PDA应用程序采用VS.NET基于Windows Mobile模式的开发,TCP/IP通讯协议;数据储存软件采用sqlservrCE2.0开发. 硬件配置要求：服务器：建议采用专用服务器，内存2G以上，处理器采用P3.0G以上，显示器与显示适配器支持1024768的分辨率。客户机：建议采用P2.0G以上，内存512M以上，显示器与显示适配器支持1024768的分辨率。 软件配置要求：服务器： 操作系统： Microsoft Windows 2003 Server 数 据 库： MS SQLServer2000及以上 应用服务器：IIS 5.0以上客户端：操作系统： Microsoft Windows XP/2000/2003 IE 版 本： 6.0 SP1以上终端系统：。 2.3系统功能架构 根据巡检管理工作要求，PDA_GPS智能巡检系统主要由：巡检主站管理模块、巡检任务管理模块（含PDA应用程序）、标准缺陷知识库管理模块构成。对于某个模块，对于不同权限的人员可以实现不同职责管理。 2.4 系统业务实现逻辑 2.5 系统主要功能2.5.1 数据同步传输功能一是数据下载。数据下载是指从主站软件的数据库中下载一些线路、杆塔信息的基础数据到PDA。下载这些数据是为了方便巡线人员在现场对线路、杆塔进行巡检是，能够随时查看这些设施的固有数据，如电压等级、斜线、拉线、直位等参数，以及杆塔的历史缺陷，以帮助巡线人员准确、快速地判断杆塔是否异常。另一个是数据上载。数据上载是指将PDA中的记录数据上传到系统数据库。上传的数据一般包括该电力设施（杆塔）的新的地理坐标、巡线记录，巡线发现杆塔存在的缺陷、新的电缆走向轨迹等。上传的数据将提供巡线维修检修的一部分数据来源，通过PDA上传的缺陷，在系统中可以针对缺陷进行统计、分析，安排检修班组进行停电、检修等工作，检修完毕可以安排人员进行复查、消缺等。2.5.2自动定位巡视当巡线人员到达杆塔某一指定范围内时，PDA利用内嵌GPS定位技术能够自动地提示，并显示巡线人员到达了该杆塔。该功能极大地提高了巡线人员使用巡线设备的认同感，提高了巡检的效率，自动提示巡线人员在按照既定的巡线路线行走时不会忽略某些不显眼的杆塔，大大减少了漏检线路、杆塔。2.5.3缺陷管理这是巡线系统项目的核心主体功能，目的就是为了在PDA上方便、快速、规范地填写、提交线路、杆塔当前的运行状况记录、缺陷记录，以供后台系统实时对输电网络整体的巡检、检修提供第一手数据。这种填报的意义在于，它是通过智能移动设备PDA，在实地进行，可以实时提交的。当有特殊情况发现时，如发生大台风、发大水时，有杆塔发生倾斜，将有可能发生倒塌时，必须对线路实施停电抢修时，这种实时传送数据将有巨大意义。这时，领导可以不在现场，而在办公室就能获知最新情况从而下达是否对某些线路停电抢修的决定。另外，通过用PDA提交的巡线缺陷记录，将是规范的数据，可以有效地进行分析汇报。2.5.4 GPS地理数据采集系统对杆塔分布的实际地理坐标数据进行采集，包括纬度、经度和海拔，并且把误差距离显示出来，督促巡检人员按规定到达巡检地点才能开始巡检工作。2.5.5 短信通信提供了这样的一个功能，在系统内部架构起一个私有的、免费的通信平台。目的在于，它是内部私有的，仅限于各个巡线终端之间的通信，并且短信的内容长度不受限，可以有任意的长度，发送简单、快速。免费是针对于现有的移动电话网络的短信而言，它是走内部网络的，因此它不受无线网络运营商的收费管制。意义在于，它能够提供巡线人员进行一种文字方面的沟通、交流，方便巡线工作的协作。2.5.6 电子地图导航智能巡线系统中内嵌了一个电子地图功能。在电子地图上，可以查看到所有线路与杆塔在地图上的实际地理位置。配合GPS定位的使用，电子地图提供了两个简单、实用的功能：目标方向导航与经验轨迹的导航。目标方向导航的功能意义在于，系统通过当前人员的实际地理位置（通过PDA设备发送的信号获得），将当前位置与目标杆塔坐标进行计算，得到一个方向箭头的指引和两个位置的大约距离提示。从而巡线人员可以随意在目标杆塔周边走动，而不会错失目标杆塔。经验轨迹导航的意义在于，某些架设于野外缺乏标识物、或显眼的参考地理标识物，对于新的巡线人员，这是一个难题。我们通过以验轨迹的解决办法就是，先由有经验的巡线人员从输电部到实际的杆塔，在走动过程中，录下他实际走动的轨迹。将这些轨迹保存下来。新来的巡线人员第一次，可以循着这些巡线轨迹，可以轻松到达杆塔位。2.5.7 巡检轨迹管理为了直观、方便地巡检这些线路设备，系统借助线路第一次巡检时建立的线路杆塔信息和走向，录制一条巡检人员走动的轨迹，将这条轨迹与数据库中特定巡检记录绑定起来，就成为了一条巡检走向轨迹。有了这些巡检轨迹，不但方便及时进行线路的巡检，避免漏检，也可以为下次巡检人员巡检进行路线导航。2.5.8巡视监督 巡视检查是针对抽查和考核设计，在现场重点设备现场，通过PDA可以对设备巡视历史计划进行查询，并与现场情况进行比对，以确定巡视人员的巡视效果。3、项目的技术关键，包括技术难点、创新点3.1 基于PDA的嵌入式GPS定位技术的应用 PDA即个人数字助理，随着PDA技术的不断进步，PDA已发展成为集通信、计算、储存、网络等多种功能与一体的智能型移动终端，同时PDA具备备体积小，便于携带的特点，可以充当巡检管理系统的终端。GPS又称为全球定位系统（Global Positioning SystemGPS），GPS的基本定位原理是：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息用户接收到这些信息后经过计算求出接收机的三维位置三维方向以及运动速度和时间信息。系统将GPS内置于智能移动终端PDA内，无需其它辅助设备和工具，智能移动终端PDA能够方便地接收和发送GPS数据信息。GPS定位应用了单向的卫星通讯，通过卫星发送的定位信息快速而准确，利用GPS定位技术，实现了电力设施地理坐标数据收集，巡线终端的巡线方位导航、经验导航。 3.2 GPRS/3G无线网络通讯技术的应用PDA与PC之间通过GPRS、3G通讯技术相连接，实现巡视信息的及时反馈，公司管理层可以实时掌握巡视动态。PDA等巡视终端设备也能通过GPRS、3G通讯技术技术实现巡视任务、缺陷模板等信息的及时更新。无线通讯在这其中起着远程办公的网络作用。3.3 web service技术的应用。为保证巡检系统有较好的可扩展性，对将来新上线的系统有灵活的接口。并结合目前南郑公司网络实际配置情况，通过web service，能够方便、安全地实现巡线终端到后台数据库系统的验证、数据传输。3.4电子地图导航系统内置电子地图，通过电子地图，配合GPS定位的使用，向巡线人员提供了方向导航与经验导航，实现巡检工作的轨迹管理，并可以将所有电力设施形象地表示在电子地图上，提高了巡检的灵活性与巡检工作的效率。3.5标准的XML技术应用系统对巡线终端客户定制的系统参数存储于XML文件，不但提高了系统的灵活性与性能，同时可通过一般的文本编辑软件便可对配置文件进行修改，提高了系统配置的方便性。项目通过SQL Server CE技术，方便、高效地实现了巡线终端与后台管理系统的数据同步功能，由于SQL Server CE与移动终端的 Window Mobile 2003系统无缝结合。数据同步工作效率高、稳定性好。五、技术、经济效益、市场风险分析1、技术经济效益分析（含经济效益、社会效益） 本系统在开发中，采用成熟的microsoft 的.net framework 3.5框架作为开发平台,WEB访问端采用成熟的ASP技术,易于扩展,将极大的就降低开发成本和后期维护成本.将成熟的GPS定位技术和PDA进行绑定，不需要其他辅助设备和工具，在应用巡检工作中可以免费使用GPS系统，可极大的缩减运营费用。 PDA_GPS智能巡检系统能够减少巡视工作的疏漏，确保巡检工作到位，提高巡检工作效率和工作质量，及时消除电网安全隐患，保障电网安全运行，提高供电质量和供电的可靠性，避免由于电网缺陷导致大面积停电或安全事故所带来的经济损失，将极大地提升供电公司的优质服务形象，体现供电公司的社会责任。2、推广应用前景分析（含产业化可行性） 由于线路地理分布广、巡检工作量大、工作时间长，技术手段缺乏，按传统的经验进行巡检和管理工作，使巡检工作中往往出现不按时、按计划巡检路线和设备，巡检不到位 ，巡检效率和质量不高，准确、及时发现分析运行设备的缺陷，给电网安全造成隐患，也不能有效地考核、指导巡检工作，同时产生较高的管理成本。PDA_GPS智能巡检系统能够减少巡视工作的疏漏，确保巡视工作到位，提高巡视工作效率、工作质量和安全性，为管理人员提供有效手段对巡视工作进行监督、指导和考核。目前基于PDA的GPS技术已经日益成熟，在国外基于PDA的GPS技术已经普遍地应用于电力线路巡检工作中。国内国家电网公司利用基于PDA的GPS嵌入式定位技术对线路进行巡检已进入实质性应用阶段，受到供电公司普遍欢迎。应用该系统进行日常巡检工作和管理，方便、快捷、直观，更经济可行。3、项目实施的风险分析 由于智能终端PDA、计算机软件系统的操作方式、思维方式较之以前手工作业时的工作习惯有很大的变化，需要各级使用人员在系统上线后逐渐适应。管理者应该清楚的认识到各级使用人员的理解能力和学习能力、工作态度、重视程度都不一样，管理者应该制定相应的考核办法和强制措施来保证系统在固定的时间段内正常运行。如确有不能达到技术要求的人员，应该及时调整，来保证整个项目的健康推进。 六、申请单位简况 1、单位简况（生产经营及科研情况、资产及经济状况等）2、项目主要负责人简介3、课题组组成简况七、必要的支撑条件、组织措施及实施步骤1、必要支撑条件目前南郑供电分公司在资产管理中已开始应用电力电子地图，在抄表中已开始运用PDA，具备移动终端PDA的应用经验和条件，GPRS 网络通讯技术已经在公司营销、调度自动化领域得到应用，GPS卫星定位能够全面覆盖陕南地区。南郑公司的台区线路已经清理完毕，电子地图的精度范围也达到了管理要求，建立了基于Internet的公司级计算机网络运行环境，可以为该系统的开发运行提供网络支撑，人员计算机操作熟练。 合作开发商有相应系统的应用开发经验，开发实力强。2、组织管理的措施l 成立专门的项目建设领导小组，加强组织领导。 组长： 项目成员：l 抽调骨干专业人员和合作开发公司技术人员组成项目实施工作组，明确项目实施工作“建模型、试运行、推广应用、优化完善”四步走策略和里程碑目标；明确参与人员的工作分工和责、权、利；同时在全局范围内展开大力宣传，营造良好的工作氛围。l 生产技术部和合作开发公司主要负责系统管理架构设计、管理功能定位、管理流程设计、管理标准及规则制定；工作组定期召开项目推进协调会研究解决项目实施中遇到的问题。l 制订详细的项目实施运行计划，将每项工作分解到每月每周，明确公司本部、线路班组的责任分工、达成目标和工作标准，并以此制订专门的KPI绩效考核标