181 8093 6090 181 8093 6090
一、方案概述
1.1研發(fā)背景
為加快推進(jìn)輸電物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，國網(wǎng)公司提出以堅強(qiáng)輸電線路為基礎(chǔ)，綜合應(yīng)用監(jiān)測傳感、信息通信、數(shù)據(jù)融合、人工智能等技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理全景化、運行狀態(tài)透明化、診斷決策智慧化和設(shè)備修復(fù)高效化，具有本質(zhì)堅強(qiáng)、實時感知、全息互聯(lián)、自主預(yù)警、智能處置特征的智慧輸電線路，實現(xiàn)堅強(qiáng)智能電網(wǎng)和電力物聯(lián)網(wǎng)的深度融合與全面提升。
1.2方案原理
智慧線路建設(shè)圍繞堅強(qiáng)智能電網(wǎng)和電力物聯(lián)網(wǎng)的深度融合和應(yīng)用，充分利用“大云物移智鏈”等信息交互、人工智能、邊緣計算等技術(shù)手段，對 XXX線路本體新建故障診斷裝置、微風(fēng)振動監(jiān)測、導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測傳感器（包含導(dǎo)線風(fēng)偏、導(dǎo)線弧垂、導(dǎo)線溫度監(jiān)測功能）、導(dǎo)線覆冰設(shè)備；對通道環(huán)境新建全景可視化監(jiān)拍裝置、微氣象監(jiān)測、防山火紅外監(jiān)測、視頻監(jiān)測設(shè)備；對桿塔本體新建桿塔傾斜、接地電流監(jiān)測設(shè)備、絕緣子串風(fēng)偏設(shè)備，實現(xiàn)對線路本體、桿塔本體和通道環(huán)境的全方位監(jiān)測。
1.3方案目標(biāo)
建成具有本質(zhì)堅強(qiáng)、實時感知、全息互聯(lián)、自主預(yù)警、智能處置五大特征的智慧輸電線路。實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)及通道環(huán)境多維感知診斷，自主預(yù)警隱患異常、自動告警故障跳閘。
1.4整體架構(gòu)
系統(tǒng)分為應(yīng)用層、平臺層、網(wǎng)絡(luò)層和感知層。其中感知層又包括設(shè)備層、感知層網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)匯聚層，數(shù)據(jù)匯聚層的邊緣物聯(lián)代理裝置通過有線（RS485、網(wǎng)線）或無線（WIFI、LoRa）傳輸方式獲取設(shè)備層數(shù)據(jù)，并結(jié)合邊緣計算單元，對數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、研判和分析。網(wǎng)絡(luò)層是感知層設(shè)備和平臺層之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?，本次智慧線路采用OPGW+WIFI中繼通信方式或4G/5G通信方式傳輸。平臺層包括數(shù)據(jù)中臺和主站系統(tǒng)。
圖1-1 系統(tǒng)架構(gòu)示意圖
本項目采用多數(shù)據(jù)融合建設(shè)方案實現(xiàn)對輸電線路本體、導(dǎo)線本體和通道環(huán)境的全方位實時監(jiān)測，其中涉及桿塔傾斜監(jiān)測、絕緣子風(fēng)偏監(jiān)測、接地電流監(jiān)測、導(dǎo)線綜合監(jiān)測（風(fēng)偏、舞動、弧垂、溫度）、微風(fēng)振動監(jiān)測、分布式故障監(jiān)測、導(dǎo)線覆冰、全景可視化監(jiān)拍裝置、微氣象監(jiān)測、山火監(jiān)測、視頻監(jiān)測及OPGW+WIFI或4G/5G通信鏈路建設(shè)，監(jiān)測設(shè)備項目建設(shè)示意圖如下（注：實際設(shè)備配置根據(jù)具體監(jiān)測點位需求配置）。
圖1-2 裝置布設(shè)示意圖
二、平臺建設(shè)方案
2.1平臺基礎(chǔ)架構(gòu)
圖2-1 平臺架構(gòu)
基礎(chǔ)平臺采用兼容性和擴(kuò)展性的工業(yè)數(shù)據(jù)中臺，有效保證數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)治理及AI算法模型自助學(xué)習(xí)，有效提供系統(tǒng)性能、數(shù)據(jù)可靠性、可擴(kuò)展性等。
2.2系統(tǒng)構(gòu)成
監(jiān)控平臺主要由前端監(jiān)控中心系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，后臺監(jiān)控管理系統(tǒng)構(gòu)成。
前端監(jiān)控中心系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)采集和分析輸電線路實際環(huán)境中的實時數(shù)據(jù)（包括可視化數(shù)據(jù)、防外力破壞有關(guān)數(shù)據(jù)、桿塔狀態(tài)數(shù)據(jù)、微氣象數(shù)據(jù)、導(dǎo)線狀態(tài)數(shù)據(jù)等）。
網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)完成前端監(jiān)控中心系統(tǒng)和后臺監(jiān)控管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信。網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)支持802.11a/b/g/n標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)傳輸方式、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸方式、運營商網(wǎng)絡(luò)、APN數(shù)據(jù)專網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)前端監(jiān)控裝置和監(jiān)控中心之間的數(shù)據(jù)安全、穩(wěn)定的傳輸。
后臺監(jiān)控管理系統(tǒng)為系統(tǒng)的管理、分析、維護(hù)中心，是整個系統(tǒng)的管理和遠(yuǎn)程運維的核心。監(jiān)控中心平臺管理所有的設(shè)備，接收轄區(qū)內(nèi)所有設(shè)備上傳的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)視頻、狀態(tài)信息、報警信息、設(shè)備控制、語音對講等功能。
監(jiān)控中心平臺通過傳輸網(wǎng)絡(luò)與前端設(shè)備資源連接，對前端監(jiān)控資源進(jìn)行整合，對前端設(shè)備進(jìn)行集中維護(hù)和管理，負(fù)責(zé)圖像/視頻信息和報警信息的接收、監(jiān)控。平臺實現(xiàn)對監(jiān)控數(shù)據(jù)的深入分析，更智能的進(jìn)行輸電線路安全監(jiān)測。平臺支持運行線路狀態(tài)分析系統(tǒng)。
2.3主要功能
①可視化巡視
包括地圖巡檢、實時視頻巡檢、錄像管理等。
②多維數(shù)據(jù)智慧感知
應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采集微氣象、導(dǎo)線綜合狀態(tài)、桿塔、金具等各方面狀態(tài)信息，可及時獲得輸電桿塔及設(shè)備運行環(huán)境的狀態(tài)信息并分析處理。
③圖像智能識別
通過應(yīng)用人工智能領(lǐng)域的基于深度學(xué)習(xí)算法的圖像智能識別技術(shù)，實現(xiàn)外破的自動識別和主動預(yù)警應(yīng)用。
④數(shù)據(jù)智慧分析應(yīng)用
通過采集和分析現(xiàn)場實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，如關(guān)鍵點溫度、風(fēng)速、桿塔傾斜角度等，若超過閾值，則及時啟動相關(guān)監(jiān)控單元的拍照、視頻、錄像等功能，第一時間掌控現(xiàn)場狀態(tài)，同時可通過日歷快捷查詢歷史數(shù)據(jù)曲線，使該系統(tǒng)成為輸電運維管理人員提供及時有效的工具。
⑤移動終端應(yīng)用
通過定制移動終端，在現(xiàn)場接入終端信息網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)現(xiàn)場信息全息互通，實時掌握設(shè)備故障報警，線路安全運維報警，報警信息。
⑥系統(tǒng)具備開放性和可擴(kuò)展性
其他系統(tǒng)可接入本系統(tǒng)，如雷電定位系統(tǒng)、分布式故障定位系統(tǒng)的相關(guān)信息接入，實現(xiàn)多系統(tǒng)數(shù)據(jù)的匯集和功能聯(lián)動；同時本系統(tǒng)也可以接入其他系統(tǒng)，如將系統(tǒng)拍攝的現(xiàn)場圖片、地理位置數(shù)據(jù)等提供至其他監(jiān)控管理系統(tǒng)，為供電指揮決策提供翔實數(shù)據(jù)支撐。
⑦系統(tǒng)管理
包括系統(tǒng)設(shè)置/配置、前端設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與管理、用戶管理等。
Ø 權(quán)限管理靈活
系統(tǒng)管理包含了對人員、角色、組織架構(gòu)等功能，可以細(xì)化對權(quán)限的管控程度，針對不同的角色賦予相應(yīng)的操作、數(shù)據(jù)等權(quán)限，達(dá)到精準(zhǔn)管控。
圖2-2 權(quán)限分配
Ø 管理、巡檢、維護(hù)全流程管理
設(shè)備管理、巡檢、保養(yǎng)、維修，一個系統(tǒng)掌控全局。
圖2-3 設(shè)備信息展示
Ø 規(guī)范高效管理，事項清晰無遺漏
設(shè)備編號、時間、方案等全程詳細(xì)記錄。
Ø 定期保養(yǎng)計劃，詳細(xì)明確
Ø 實時在線保修設(shè)備
底層接受到數(shù)據(jù)會對數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾、判斷，異常數(shù)據(jù)將處罰報警，報警將根據(jù)配置推送至相關(guān)處理人員，至此無需人員參與，可進(jìn)行24小時不間斷全數(shù)據(jù)監(jiān)控。
Ø 多場景、多種類設(shè)備支持。
針對多種行業(yè)設(shè)備特點優(yōu)化，可根據(jù)不同設(shè)備的不同特點進(jìn)行定制化改造，適配多場景行業(yè)設(shè)備。
支持多種設(shè)備接入形式，實現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)的無線采集和傳輸，運用各種數(shù)據(jù)展示技術(shù)，將各種設(shè)備的生產(chǎn)信息及時的展現(xiàn)出來，使生產(chǎn)過程更加透明化。
圖2-4 采集方案
其中視頻在線監(jiān)控系統(tǒng)可以對監(jiān)測點進(jìn)行實時視頻監(jiān)控，同時數(shù)據(jù)接入平臺底層。當(dāng)出現(xiàn)異常情況時，可快速進(jìn)行抓圖，本地錄像，可將抓拍圖片上傳至系統(tǒng)為決策、處理人員提供參考；當(dāng)錯過異常情況時，可進(jìn)行即時回放，同時上報異常報警數(shù)據(jù)。
且本地可以直接選中某設(shè)備實時查看視頻數(shù)據(jù)。
圖2-5 視頻界面
系統(tǒng)在維護(hù)設(shè)備方面貼切實際需求集成了移動端以便于現(xiàn)場實施維護(hù)人員能夠便捷的使用系統(tǒng)，同時也提高了整個流程的效率。機(jī)端能夠支持設(shè)備故障報警，實時報警信息可以推送至用戶且可在后臺自定義報警條件。
業(yè)務(wù)服務(wù)平臺可以配置相應(yīng)的報警機(jī)制(觸發(fā)器)并對接底層的流式計算功能對采集進(jìn)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)控，一旦數(shù)據(jù)達(dá)到警戒點則出發(fā)報警機(jī)制對相應(yīng)的第三方應(yīng)用進(jìn)行通知。系統(tǒng)可以對接微信、智能手表等，賬號統(tǒng)一登錄，并且可以對手持終端進(jìn)行權(quán)限管控。
圖2-6 手機(jī)端
系統(tǒng)對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)異常后進(jìn)行報警，直接通知到微信端等，告知報警詳情，用戶可以在微信端進(jìn)行派工，接受派工的人員處理完成后錄入處理情況推送至系統(tǒng)，完成報警維修。
圖2-7 手機(jī)端界面
