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(guó)網(wǎng)公司提出以堅(jiān)強(qiáng)輸電線路為基礎(chǔ)，綜合應(yīng)用監(jiān)測(cè)傳感、信息通信、數(shù)據(jù)融合、人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理全景化、運(yùn)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(jiān)強(qiáng)、實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)堅(jiān)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(jiān)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(jì)算等技術(shù)手段，對(duì) XXX線路本體新建故障診斷裝置、微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)、導(dǎo)線綜合狀態(tài)監(jiān)測(cè)傳感器（包含導(dǎo)線風(fēng)偏、導(dǎo)線弧垂、導(dǎo)線溫度監(jiān)測(cè)功能）、導(dǎo)線覆冰設(shè)備；對(duì)通道環(huán)境新建全景可視化監(jiān)拍裝置、微氣象監(jiān)測(cè)、防山火紅外監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備；對(duì)桿塔本體新建桿塔傾斜、接地電流監(jiān)測(cè)設(shè)備、絕緣子串風(fēng)偏設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)線路本體、桿塔本體和通道環(huán)境的全方位監(jiān)測(cè)。
1.3方案目標(biāo)
建成具有本質(zhì)堅(jiān)強(qiáng)、實(shí)時(shí)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(shí)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(dòng)告警故障跳閘。
1.4整體架構(gòu)
系統(tǒng)分為應(yīng)用層、平臺(tái)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(jì)算單元，對(duì)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(tái)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(tái)層包括數(shù)據(jù)中臺(tái)和主站系統(tǒng)。
圖1-1 系統(tǒng)架構(gòu)示意圖
本項(xiàng)目采用多數(shù)據(jù)融合建設(shè)方案實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路本體、導(dǎo)線本體和通道環(huán)境的全方位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，其中涉及桿塔傾斜監(jiān)測(cè)、絕緣子風(fēng)偏監(jiān)測(cè)、接地電流監(jiān)測(cè)、導(dǎo)線綜合監(jiān)測(cè)（風(fēng)偏、舞動(dòng)、弧垂、溫度）、微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)、分布式故障監(jiān)測(cè)、導(dǎo)線覆冰、全景可視化監(jiān)拍裝置、微氣象監(jiān)測(cè)、山火監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)測(cè)及OPGW+WIFI或4G/5G通信鏈路建設(shè)，監(jiān)測(cè)設(shè)備項(xiàng)目建設(shè)示意圖如下（注：實(shí)際設(shè)備配置根據(jù)具體監(jiān)測(cè)點(diǎn)位需求配置）。
圖1-2 裝置布設(shè)示意圖
二、平臺(tái)建設(shè)方案
2.1平臺(tái)基礎(chǔ)架構(gòu)
圖2-1 平臺(tái)架構(gòu)
基礎(chǔ)平臺(tái)采用兼容性和擴(kuò)展性的工業(yè)數(shù)據(jù)中臺(tái)，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(tái)主要由前端監(jiān)控中心系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，后臺(tái)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(shí)際環(huán)境中的實(shí)時(shí)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(tái)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(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)、APN數(shù)據(jù)專網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)，實(shí)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(tái)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(gè)系統(tǒng)的管理和遠(yuǎn)程運(yùn)維的核心。監(jiān)控中心平臺(tái)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(shí)現(xiàn)視頻、狀態(tài)信息、報(bào)警信息、設(shè)備控制、語音對(duì)講等功能。
監(jiān)控中心平臺(tái)通過傳輸網(wǎng)絡(luò)與前端設(shè)備資源連接，對(duì)前端監(jiān)控資源進(jìn)行整合，對(duì)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(bào)警信息的接收、監(jiān)控。平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的深入分析，更智能的進(jìn)行輸電線路安全監(jiān)測(cè)。平臺(tái)支持運(yùn)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(shí)時(shí)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(shí)獲得輸電桿塔及設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的狀態(tài)信息并分析處理。
③圖像智能識(shí)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(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)外破的自動(dòng)識(shí)別和主動(dòng)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(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，如關(guān)鍵點(diǎn)溫度、風(fēng)速、桿塔傾斜角度等，若超過閾值，則及時(shí)啟動(dòng)相關(guān)監(jiān)控單元的拍照、視頻、錄像等功能，第一時(shí)間掌控現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)，同時(shí)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(yùn)維管理人員提供及時(shí)有效的工具。
⑤移動(dòng)終端應(yīng)用
通過定制移動(dòng)終端，在現(xiàn)場(chǎng)接入終端信息網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信息全息互通，實(shí)時(shí)掌握設(shè)備故障報(bào)警，線路安全運(yùn)維報(bào)警，報(bào)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(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)數(shù)據(jù)的匯集和功能聯(lián)動(dòng)；同時(shí)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(chǎng)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(shí)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(cè)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(duì)人員、角色、組織架構(gòu)等功能，可以細(xì)化對(duì)權(quán)限的管控程度，針對(duì)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(gè)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(xiàng)清晰無遺漏
設(shè)備編號(hào)、時(shí)間、方案等全程詳細(xì)記錄。
Ø 定期保養(yǎng)計(jì)劃，詳細(xì)明確
Ø 實(shí)時(shí)在線保修設(shè)備
底層接受到數(shù)據(jù)會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾、判斷，異常數(shù)據(jù)將處罰報(bào)警，報(bào)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(shí)不間斷全數(shù)據(jù)監(jiān)控。
Ø 多場(chǎng)景、多種類設(shè)備支持。
針對(duì)多種行業(yè)設(shè)備特點(diǎn)優(yōu)化，可根據(jù)不同設(shè)備的不同特點(diǎn)進(jìn)行定制化改造，適配多場(chǎng)景行業(yè)設(shè)備。
支持多種設(shè)備接入形式，實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)的無線采集和傳輸，運(yùn)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(shí)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(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控，同時(shí)數(shù)據(jù)接入平臺(tái)底層。當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，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(cuò)過異常情況時(shí)，可進(jìn)行即時(shí)回放，同時(shí)上報(bào)異常報(bào)警數(shù)據(jù)。
且本地可以直接選中某設(shè)備實(shí)時(shí)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(shí)際需求集成了移動(dòng)端以便于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施維護(hù)人員能夠便捷的使用系統(tǒng)，同時(shí)也提高了整個(gè)流程的效率。機(jī)端能夠支持設(shè)備故障報(bào)警，實(shí)時(shí)報(bào)警信息可以推送至用戶且可在后臺(tái)自定義報(bào)警條件。
業(yè)務(wù)服務(wù)平臺(tái)可以配置相應(yīng)的報(bào)警機(jī)制(觸發(fā)器)并對(duì)接底層的流式計(jì)算功能對(duì)采集進(jìn)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦數(shù)據(jù)達(dá)到警戒點(diǎn)則出發(fā)報(bào)警機(jī)制對(duì)相應(yīng)的第三方應(yīng)用進(jìn)行通知。系統(tǒng)可以對(duì)接微信、智能手表等，賬號(hào)統(tǒng)一登錄，并且可以對(duì)手持終端進(jìn)行權(quán)限管控。
圖2-6 手機(jī)端
系統(tǒng)對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常后進(jìn)行報(bào)警，直接通知到微信端等，告知報(bào)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(bào)警維修。
圖2-7 手機(jī)端界面
