庞博 赵国良 陈广宇 刘健 王树军

摘 要： 随着社会经济的高速发展，电力系统作为社会发展的重要助力，规模不断扩大，对电网运行安全及现场巡线工作管控的要求也越来越高，承德地区管辖路线多、巡视路径复杂、人员和车辆等资源短缺等现实状态下，经常出现路况不熟悉造成无法按时到达指定巡视地点、巡视效率低、巡视标准化水平不高等情况。针对上述问题，本文提出一种有效的手段进行科学的指导巡线和跟踪管理巡视轨迹。运用GIS技术对输电线路的实际路线、地理位置线路重点薄弱环节和交叉跨越等信息进行采集，通过多源地图量化巡线路径数据确定巡视的步行时间、现场巡视所需时间和记录时间，通过对人员巡视轨迹记录、路径追踪的技术手段，按段巡视替代按线巡视的方式优化线路巡检路径，跟踪巡视过程、提高巡视效率。

关键词： 多源地图；巡线轨迹；路径追踪；APP

随着电力行业飞速发展，电力规模日益扩大，输电线路的分布范围变广，影响线路安全运行的隐患逐渐增加。为了电网的安全稳定运行，需要安排人员按时对线路进行巡视，定期的巡视不仅可以发现已经出现的隐患，还可以发现潜在的生长中的隐患。因此，急需一种有效的手段进行科学的指导巡线和跟踪管理巡视轨迹，运用GIS技术对输电线路的实际路线、地理位置线路重点薄弱环节和交叉跨越等信息进行采集，通过多源地图量化巡线路径数据确定巡视的步行时间、现场巡视所需时间和记录时间，结合对试点区域内的输电线路的巡视要素（包括地理位置、环境、巡视重点）进行分析，通过对人员巡视轨迹记录、路径追踪的技术手段，按段巡视替代按线巡视的方式优化线路巡检路径，跟踪巡视过程、提高巡视效率。

1.国内外研究概况

目前，国内外在电力巡线中采用的主要技术手段有人工巡线，直升机巡线、移动机器人巡线、无人机巡线。

人工巡线是借助各种检测设备采集数据，获取设备状态信息，是应用时间最长，应用最广泛的巡线方式；

机器人依靠搭载的传感器采集数据，与人工巡线的差别知识巡线的主体不同，巡视机器人可以带电工作，以设定的速度沿着输电线路爬行，可以跨越防震锤、杆塔等障碍，使用携带的传感器对线路、杆塔等进行检测，可以替代人工巡线的工作，提高巡线的精度和效率。巡线机器人的技术较为成熟，但是机器人巡线还是需要人工参与，而且作业范围比较小，需要借助人工的程度比较高，能跨越障碍物的机器人研究进展缓慢；

而直升机与无人机巡线则是借助先进的模式识别技术来分析采集到的各种影响数据。由于当前模式识别算法的先进性不高、机器人的移动过程存在困难，直升机、无人机及机器人巡线仍然有很大的局限性。应用最为广泛的仍然是人工巡线。

人工巡线的适应性、灵活性强。在目前这一阶段内，大部分研究人员仍然是将重点放在如何提高巡线管理系统的自动化及智能化水平，降低巡线人员的劳动强度，提高巡线管理效率

本项目采用地理信息技术，进行基于多源地图的人员巡视轨迹记录、路径追踪的技术研究，利用智能巡视系统及智能手机APP实现多源地图量化巡线路径数据、规划巡视路径、进行人员巡线轨迹记录及跟踪、综合工区人员的巡线效率。

2.基于多源地图的人员巡线轨迹记录、路径追踪的技术研究及APP应用开发

2.1基于多源地图的人员轨迹记录及追踪的研究

从不同种类的地图里抽取出有用的信息，处理后形成多源地图。多源地图包括街道地图、卫星地图、等高线图等多种地图。因普通地图只显示城市街道等信息，在交通不便利的地区，单纯的普通地图无法解决路线导航问题。App可以提供地图的多种浏览模式，山区等地区可以使用等高线图，解决山区等远离城市的位置普通地图无内容的情况，并研究相关算法，解决多地图间的数据漂移问题。

用户在巡线时可以使用App记录巡视轨迹，并且可在巡视轨迹中标记特殊的位置点，为下一次路线巡视工作提供路径样本；多人巡视轨迹共享后形成轨迹库，为接下来的巡视提供了路线参考。

2.2 GPS定位导航的误差修正算法研究

GPS定位是通过地面接收设备接收卫星传送来的信息，计算同一时刻地面接收设备到多颗卫星之间的伪距离，采用空间距离后方交会方法，来确定地面点的三维坐标。因此，对于GPS卫星、卫星信号传播过程和地面接收设备都会对GPS定位产生误差。主要误差来源可分为：与GPS卫星有关的误差；与信号传播有关的误差；与接收设备有关的误差。GPS定位的主要6种误差为：星历误差—予报的卫星位置的误差；卫星钟差—予报的卫星钟差，包括SA；电离层误差—由于电离层效应引起的观测值的误差；对流层误差—由于对流层效应引起的观测值的误差；多径误差—由于反射信号进入接收机天线引起的观测值的误差；接收机误差—由于热噪声、软件和各通道之间的偏差引起的观测值误差。

本文所研究的系统中GPS信号的自动采集拟采用每隔十秒采样一次的频率，并设定定位误差阈值，由于GPS定位方式存在以上误差的原因，定位坐标偶有不准，若采样定位差距大于阈值，则会使用之前定位的采样点形成的曲线进行拟合，然后自动计算有误差的采样点坐标，再结合之后的采样点，对此坐标进行修正。

2.3 输电线路多源地图的人员巡线轨迹记录、路径追踪的软件管理系统包括Web端巡视管理软件和手机APP研究。

系统分为Web端巡视管理系统和手机端APP两部分组成。业务部门利用Web端巡视人员路径、系统指定巡视轨迹计划；巡视人员则利用手机端APP，依据终端地图轨迹显示任务路线对电力设施进行巡视，并将巡视路径人员轨迹状态及时传送至巡视管理系统。

Web端系统主要提供管理功能：管理人员下发巡视任务、查看巡视状况等；App主要是巡视人员使用，在智能手机全面普及的情况下，无需配备其他设备巡视人员手机安装App即可开始工作，App能接收个人巡视任务、杆塔导航、接收通知等，大大减轻了工作量，提高了工作效率。

3.总结

本文的研究将通过多源地图的方式为巡线人员提供更為准确的地图导航，从而保证巡线人员能够及时赶到巡线地点，按时完成巡线任务，同时，融合运用GIS、多源地图等技术对人员巡视轨迹进行路径追踪、记录，提供轨迹管理与查询功能，方便巡线工作跟踪及管理，最终完成一套输电线路多源地图的人员巡线轨迹记录、路径追踪的软件管理系统，通过Web端和APP端的配合使用，实现对巡线工作从计划制定到轨迹跟踪的全流程管理，改善巡视质量，提高管理水平。

参考文献

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