基于电力物联网的配电线路电力杆塔巡视管控方法及系统

摘要

本发明公开了基于电力物联网的配电线路电力杆塔巡视管控方法及系统，该管控方法包括：接收现场手持设备巡检项目启动请求，获取巡检项目中的杆塔，并向现场手持设备反馈巡检项目杆塔巡检顺序和杆塔巡检路径；基于现场手持设备当前所在位置以及巡检路径上的杆塔巡检顺序，确定下一待巡检杆塔位置以及到达所述下一待巡检杆塔位置的巡检路径；监控现场手持设备的移动轨迹是否匹配所述巡检路径；接收现场手持设备上报的巡检缺陷以及现场消缺记录数据，监控当前杆塔关联线路是否存在未完成的巡检任务和未处理的缺陷，本发明实现了巡检路径的优化以及巡检路径的严格管控，有效提高巡检效率和巡检工作安全性。

说明书

技术领域

本发明涉及电力输电线路巡检管控技术领域，尤其涉及基于电力物联网的配电线路电力杆塔巡视管控方法及系统。

背景技术

对于电网企业而言,确保电力设备的安全、可靠、稳定运行是其生存和发展之本，因此，在日常工作中，设备管理人员需要定期对电网设备进行巡视、检修，确保设备能够保持一个健康的水平运行,随着电网企业的迅速发展,特别是特高压线路不断增多,线路状况越来越复杂,线路维护难度不断提高,传统巡检模式的缺点也越来越突出。

统巡检主要采用手工记录的方式，工作量很大,效率不高,实时性、准确性差,巡视结果不易保留、不能及时上报，不能为分析、处理缺陷与隐患提供量化依据,个别线人员麻痹大意,不严格按照规定巡线，存在巡检超周期、巡视质量差等引起设备停运、甚至损坏的现象,巡检管理难度不断加大,巡检的相关信息(图纸、文字、图片、视频)不易关联,需要大量的检索查阅工作，协同效率低，历史检索难度大,地理信息系统发展为本地数据库提供大量基础数据,近几年,国家加大智能电网的投入，人工线路巡检也将信息化、标准化,特别是国网推动了电网GIS平台的建设，110kV及以上的输电线路的准确位置、照片属性信息收集齐全，异动更新及时，为人工线路巡检的智能化提供了良好数据基础。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于电力物联网的配电线路电力杆塔巡视管控方法、系统、计算机设备及存储介质，能够提高电力配电线路巡检效率，该技术方案如下：

第一方面，提供了一种基于电力物联网的配电线路电力杆塔巡视管控方法，包括如下步骤：

(1)接收现场手持设备巡检项目启动请求，获取巡检项目中的杆塔，并向现场手持设备反馈巡检项目杆塔巡检顺序和杆塔巡检路径；

(2)基于现场手持设备当前所在位置以及巡检路径上的杆塔巡检顺序，确定下一待巡检杆塔位置以及到达所述下一待巡检杆塔位置的巡检路径；

(3)监控现场手持设备的移动轨迹是否匹配所述巡检路径；

(4)确定移动轨迹匹配，则接收现场手持设备上报的巡检缺陷及现场消缺记录数据。

在一种可能的实现方式中，所述向现场手持设备反馈巡检项目杆塔巡检顺序和杆塔巡检路径，包括：

根据巡检项目预设巡检起点、巡检终点位置，在数据库中获取巡检路线作为巡检项目候选杆塔巡检路径；

基于巡检项目中途径杆塔对候选杆塔巡检路径进行优化，获得巡检项目的优选杆塔巡检路径，其中所述杆塔巡检路径和数据库中的巡检路线中包括多个首尾连接的路段。

在一种可能的实现方式中，所述巡检项目候选杆塔巡检路径的获取方法，包括：

获取经过预设巡检起点的至少一条路段记为巡检起始路段集，经过预设巡检终点的至少一条路段记为巡检结尾路段集；

从巡检起始路段集中获取与巡检项目中途径杆塔分布最匹配的起始路段记为优选巡检起始路段，从巡检结尾路段集中获取与巡检项目中途径杆塔分布最匹配的结尾路段记为优选巡检结尾路段；

获取数据库中每个巡检路线的起点所在的第一局部路线和每个巡检路线终点所在的第二局部路线；

获取第一局部路线与优选巡检起始路段匹配且第二局部路线与优选巡检结尾路段匹配的巡检线路作为巡检项目的候选杆塔巡检路径。

在一种可能的实现方式中，所述获取经过预设巡检起点的至少一条路段记为巡检起始路段集，经过预设巡检终点的至少一条路段记为巡检结尾路段集，包括：

在以预设巡检起点/预设巡检终点为中心的预设半径范围内搜索路线作为经过预设巡检起点/预设巡检终点的一条路段。

在一种可能的实现方式中，所述基于巡检项目中途径杆塔对候选杆塔巡检路径进行优化，获得巡检项目的优选杆塔巡检路径，包括：

将候选杆塔巡检路径中的杆塔记为第一杆塔，将巡检项目中途径杆塔记为第二杆塔，获取与第一杆塔属性相似的第二杆塔对候选杆塔巡检路径中的第一杆塔替换，获得优化后的候选杆塔巡检路径。

在一种可能的实现方式中，所述获取与第一杆塔属性相似的第二杆塔对候选杆塔巡检路径中的第一杆塔替换，包括：

基于候选杆塔巡检路径中的第一杆塔巡检顺序，依次获取第二杆塔将第一杆塔替换后对候选杆塔巡检路径的路径长度的影响，对候选杆塔巡检路径的路径长度的影响最小的替换方法中的第二杆塔判定为第一杆塔与第二杆塔的属性相似。

在一种可能的实现方式中，所述获取与第一杆塔属性相似的第二杆塔对候选杆塔巡检路径中的第一杆塔替换，包括：

基于候选杆塔巡检路径中的第一杆塔巡检顺序，获取第一杆塔的相邻巡检杆塔记为左杆塔和右杆塔；

在以第一杆塔为中心的预设第二区域范围内判断是否存在第二杆塔，若不存在，则不进行与第二杆塔替换，若存在，则获取所述预设区域范围内的至少一个第二杆塔；

对左杆塔、至少一个第二杆塔、右杆塔进行最短路径规划，获取最短路径规划中至少一个第二杆塔的巡检顺序和巡检路径替换候选杆塔巡检路径中的第一杆塔。

在一种可能的实现方式中，所述(4)接收现场手持设备上报的巡检缺陷以及现场消缺记录数据之前，还包括：基于现场手持设备发出的杆塔信息查看请求，向现场手持设备反馈杆塔基础信息以及杆塔关联输电线路的巡检任务清单，所述杆塔信息查看请求基于现场手持设备扫描杆塔的二维码标识生成。

第二方面，提供了一种基于电力物联网的配电线路电力杆塔巡视管控系统，包括：

巡检项目启动单元，用于接收现场手持设备巡检项目启动请求，获取巡检项目中的杆塔，并向现场手持设备反馈巡检项目杆塔巡检顺序和杆塔巡检路径；

巡检路径指引单元，用于基于现场手持设备当前所在位置以及巡检路径上的杆塔巡检顺序，确定下一待巡检杆塔位置以及到达所述下一待巡检杆塔位置的巡检路径；

巡检路径监控单元，用于监控现场手持设备的移动轨迹是否匹配所述巡检路径；

巡检结果监控单元，用于接收现场手持设备上报的巡检缺陷以及现场消缺记录数据。

第三方面，提供了一种计算机设备，包括：处理器和存储器；

所述处理器与存储器相连，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于调用所述计算机程序，以使得所述计算机设备执行上述的基于电力物联网的配电线路电力杆塔巡视管控方法。

第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，该计算机程序适于由处理器加载并执行，以使得具有所述处理器的计算机设备执行上述的基于电力物联网的配电线路电力杆塔巡视管控方法。

本发明的基于电力物联网的配电线路电力杆塔巡视管控方法及系统，具备以下有益效果：

1、本发明通过接收现场手持设备巡检项目启动请求，获取巡检项目中的杆塔，进行巡检项目中的杆塔路径规划以及巡检顺序计算，实现了巡检路径的优化，有效提高巡检效率，并且通过监控现场手持设备的移动轨迹，实现对现场巡检人员巡检工作严格管控。

2、本发明以历史巡检项目中的杆塔巡检路径为候选杆塔巡检路径，进行当前巡检项目的杆塔巡检路径设置，以最大程度利用历史巡检人员的巡检路径经验，提高杆塔巡检路径与实际巡检环境的适应性以及提高当前巡检项目的杆塔巡检路径设置效率、提高当前巡检项目的杆塔巡检路径的安全性。

3、本发明对于候选候选杆塔巡检路径的选择，基于与数据库中原有的巡检路线的相似性进行选择，该选择方法是先基于巡检项目中途径杆塔分布获得巡检路线的优选起始路段和结尾路段，并基于该优选起始路段和结尾路段与数据库中原有巡检路线的首尾局部路线进行匹配，实现候选杆塔巡检路径的快速匹配获取。

4、本发明通过杆塔二维码信息的设置，实现对杆塔基础信息的查看、巡检任务的查看和巡检结果数据的上传，避免了繁琐的手工输入，提高了效率，也提高了输入的准确率。

附图说明

图1是本发明实施例基于电力物联网的配电线路电力杆塔巡视管控方法的整体流程图；

图2是本发明实施例基于电力物联网的配电线路电力杆塔巡视管控系统结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本发明的限制，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种基于电力物联网的配电线路电力杆塔巡视管控方法，包括如下步骤：

(1)接收现场手持设备巡检项目启动请求，获取巡检项目中的杆塔，并向现场手持设备反馈巡检项目杆塔巡检顺序和杆塔巡检路径；

(2)基于现场手持设备当前所在位置以及巡检路径上的杆塔巡检顺序，确定下一待巡检杆塔位置以及到达所述下一待巡检杆塔位置的巡检路径；

(3)监控现场手持设备的移动轨迹是否匹配所述巡检路径；

在步骤中，当判定现场手持设备的移动轨迹不匹配所述巡检路径时，发出提示信息；

(4)确定移动轨迹匹配，则接收现场手持设备上报的巡检缺陷及现场消缺记录数据。

上述接收现场手持设备上报的巡检缺陷及现场消缺记录数据之后，还包括：监控当前杆塔关联线路是否存在未完成的巡检任务和未处理的缺陷，确定不存在未完成的巡检任务和未处理的缺陷，回到步骤(2)直至完成巡检项目，若当前杆塔还存在未处理的巡检任务或者未处理的缺陷，则进行提示并提供进一步处理策略，该进一步处理策略包括：非现场技术人员专家支援请求或者存储该缺陷并进行待处理安排。

本发明实施例通过向现场手持设备和现场巡检人员提供优化的巡检项目巡检路径规划以及约束巡检人员的巡检轨迹，提高巡检人员的巡检效率，避免巡检过程中路上花费的时间，降低输电线路巡视时间和巡视成本，同时提高巡检人员的安全性。

上述向现场手持设备反馈巡检项目杆塔巡检顺序和杆塔巡检路径，包括：

根据巡检项目预设巡检起点、途径杆塔(即巡检项目中包括的所有杆塔)、巡检终点位置，在数据库中获取巡检路线作为巡检项目候选杆塔巡检路径；

基于巡检项目中途径杆塔对候选杆塔巡检路径进行优化，获得巡检项目的优选杆塔巡检路径，其中所述杆塔巡检路径和数据库中的巡检路线中包括多个首尾连接的路段。

本实施例中，考虑到电力输电线路巡检的实际情况，以历史巡检项目中的杆塔巡检路径为基础，进行当前巡检项目的杆塔巡检路径设置，以最大程度利用历史巡检人员的巡检路径经验，提高杆塔巡检路径与实际巡检环境的适应性以及提高当前巡检项目的杆塔巡检路径设置效率、提高当前巡检项目的杆塔巡检路径的安全性。

上述巡检项目候选杆塔巡检路径的获取方法，包括：

获取经过预设巡检起点的至少一条路段记为巡检起始路段集，经过预设巡检终点的至少一条路段记为巡检结尾路段集；

从巡检起始路段集中获取与巡检项目中途径杆塔分布最匹配的起始路段记为优选巡检起始路段，从巡检结尾路段集中获取与巡检项目中途径杆塔分布最匹配的结尾路段记为优选巡检结尾路段；

获取数据库中每个巡检路线的起点所在的第一局部路线和每个巡检路线终点所在的第二局部路线；

获取第一局部路线与优选巡检起始路段匹配且第二局部路线与优选巡检结尾路段匹配的巡检线路作为巡检项目的候选杆塔巡检路径。

本实施例中，对于巡检项目候选杆塔巡检路径的获取，基于与数据库中原有的巡检路线的相似性进行选择，该选择方法是先基于巡检项目中途径杆塔分布获得巡检路线的优选起始路段和结尾路段，并基于该优选起始路段和结尾路段与数据库中原有巡检路线的首尾局部路线进行匹配，实现候选杆塔巡检路径的快速匹配获取。

上述获取经过预设巡检起点的至少一条路段记为巡检起始路段集，经过预设巡检终点的至少一条路段记为巡检结尾路段集，包括：

在以预设巡检起点/预设巡检终点为中心的预设半径范围内搜索路线作为经过预设巡检起点/预设巡检终点的一条路段。

本实施例中，以起点/终点的预设半径范围内获取巡检起始/结尾路段集，实现对于巡检起始/结尾路段的选择多样性，并可进一步基于在多个巡检起始/结尾路段中通过多方面考虑选择最优的一个作为优选巡检起始路段和优选巡检结尾路段。

本实施例中，获取优选巡检起始路段和优选巡检结尾路段的方法，以取优选巡检起始路段的方法为例进行说明，基于巡检项目的杆塔所覆盖区域、预设巡检起点和预设巡检终点三者之间的位置分布关系，确定预设巡检起点到达杆塔所覆盖的区域的路径方向，可以在获得的巡检起始路段集中的多个巡检起始路段中搜索到预设巡检起点到达杆塔所覆盖的区域的路径方向最为相似的一个巡检起始路段作为优选巡检起始路段。

上述基于巡检项目中途径杆塔对候选杆塔巡检路径进行优化，获得巡检项目的优选杆塔巡检路径，包括：

将候选杆塔巡检路径中的杆塔记为第一杆塔，将巡检项目中途径杆塔记为第二杆塔，获取与第一杆塔属性相似的第二杆塔对候选杆塔巡检路径中的第一杆塔替换，获得优化后的候选杆塔巡检路径。

其中，获取与第一杆塔属性相似的第二杆塔对候选杆塔巡检路径中的第一杆塔替换，包括：

基于候选杆塔巡检路径中的第一杆塔巡检顺序，依次获取第二杆塔将第一杆塔替换后对候选杆塔巡检路径的路径长度的影响，对候选杆塔巡检路径的路径长度的影响最小的替换方法中的第二杆塔判定为第一杆塔与第二杆塔的属性相似。

其中的替换方法，可以是一个第一杆塔替换为多个第二杆塔，也可以是多个第一杆塔替换为一个第二杆塔。当将多个第一杆塔替换为一个第二杆塔时，对于替换的相似判断可以为：基于一个第二杆塔的位置，获取以该第二杆塔为中心的预设第一区域范围内的多个第一杆塔，对该预设第一区域范围内的多个第一杆塔的路径长度进行统计，该路径长度需要考虑路径距离以及路径行进难易程度带来的路径行进时间长度等，对比将第二杆塔替换为该预设第一区域范围内的多个第一杆塔后对候选杆塔巡检路径长度的影响。将一个第一杆塔替换为多个第二杆塔的方案与上述类似，下述以将一个第一杆塔替换为多个第二杆塔的步骤为例对本实施例进行说明。

上述获取与第一杆塔属性相似的第二杆塔对候选杆塔巡检路径中的第一杆塔替换，包括：

基于候选杆塔巡检路径中的第一杆塔巡检顺序，获取第一杆塔的相邻巡检杆塔记为左杆塔和右杆塔；

在以第一杆塔为中心的预设第二区域范围内判断是否存在第二杆塔，若不存在，则不进行与第二杆塔替换，若存在，则获取所述预设区域范围内的至少一个第二杆塔；

对左杆塔、至少一个第二杆塔、右杆塔进行最短路径规划，获取最短路径规划中至少一个第二杆塔的巡检顺序和巡检路径替换候选杆塔巡检路径中的第一杆塔。

本实施例中，该预设第二区域范围可以是固定设置值，本实施例采用另一种设置方法，以第一杆塔为中心，以第一杆塔和左杆塔的距离以及第一杆塔和右杆塔之间的距离中较短距离为半径的区域作为预设第二区域范围，进一步，在该第二区域范围内获取第二杆塔，当不存在时，不对该第一杆塔替换，按照候选杆塔巡检路径中的第一杆塔巡检顺序获取下一个第一杆塔，重复获取预设第二区域范围并进行对应预设第二区域范围内的第二杆塔的寻找，若在预设第二区域范围内存在至少一个第二杆塔，则对左杆塔、至少一个第二杆塔、右杆塔进行最短路径规划，该最短路径规划方法包括：

(1)对于至少一个第二杆塔，分别以每一个杆塔为起始点，选择与该起始第二杆塔距离最近的第二杆塔作为下一个第二杆塔，直至遍历所有预设第二区域范围内的第二杆塔，获得以每个杆塔为起点的多个粒子组成的初始化粒子群；

(2)基于粒子群适应度函数获取并存储局部最优粒子位置和全局最优粒子位置，其中粒子群适应度函数包括路径总长度项以及其它约束项；

(3)基于粒子群速度更新公式和位移更新公式对种群进行迭代更新；

重复上述步骤(2)和(3)直至粒子群算法迭代结束，获得最优粒子位置作为预设第二区域范围内至少一个第二杆塔的巡检顺序即巡检路径。

上述接收现场手持设备巡检项目启动请求，包括：

接收现场手持设备上传的视频、图像、文本中至少一种的巡检人员身份验证数据；

监控现场手持设备上传的巡检项目启动请求中的巡检项目、巡检人员身份验证数据是否匹配排班计划；

若是，则启动巡检项目。

在确定现场手持设备上传的巡检工作人员身份信息是该巡检项目计划的巡检工作人员时，启动该巡检项目，实现对巡检工作任务执行到位的管控，即确保任务执行且执行人符合巡检计划，便于后面对电力工作人员的工作能力考查和工作评价。

上述步骤(4)中接收现场手持设备上报的巡检缺陷以及现场消缺记录数据之前，还包括：基于现场手持设备发出的杆塔信息查看请求，向现场手持设备反馈杆塔基础信息以及杆塔关联输电线路的巡检任务清单，所述杆塔信息查看请求基于现场手持设备扫描杆塔的二维码标识生成。

本发明实施例中，在电力巡视时通过现场手持设备获取每个杆塔唯一的二维码标签的信息，基于二维码信息跳转到对应的杆塔的信息查看页面，该信息查看页面，包括配电线路的基础信息、设备信息、维修信息，还包括该杆塔关联的巡检任务清单，基于该任务清单，巡检人员进行巡检任务，并进行巡检结果的上传，包括上传配电线需要检修照片或信息等。

本发明实施例提供了一种基于电力物联网的配电线路电力杆塔巡视管控系统，包括：

巡检项目启动单元，用于接收现场手持设备巡检项目启动请求，获取巡检项目中的杆塔，并向现场手持设备反馈巡检项目杆塔巡检顺序和杆塔巡检路径；

巡检路径指引单元，用于基于现场手持设备当前所在位置以及巡检路径上的杆塔巡检顺序，确定下一待巡检杆塔位置以及到达所述下一待巡检杆塔位置的巡检路径；

巡检路径监控单元，用于监控现场手持设备的移动轨迹是否匹配所述巡检路径；

巡检结果监控单元，用于接收现场手持设备上报的巡检缺陷以及现场消缺记录数据，并监控当前杆塔关联线路是否存在未完成的巡检任务和未处理的缺陷，若否，回到巡检路径指引单元，进行下一待巡检杆塔的巡检。

杆塔巡检路径规划和巡检顺序生成单元，用于对任意两个杆塔之间的路径进行规划；基于任意两个杆塔之间规划的路径通过搜索算法确定所有杆塔的巡检先后顺序。

关于基于电力物联网的配电线路电力杆塔巡视管控系统的具体限定可以参见上文中对于基于电力物联网的配电线路电力杆塔巡视管控方法的限定，在此不再赘述。上述基于电力物联网的配电线路电力杆塔巡视管控系统中的各个单元可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各单元可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个单元对应的操作。

本发明实施例提供了一种计算机设备，包括：处理器和存储器；

所述处理器与存储器相连，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于调用所述计算机程序，以使得所述计算机设备实现上述实施例中的基于电力物联网的配电线路电力杆塔巡视管控方法。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，该计算机程序适于由处理器加载并执行，以使得具有所述处理器的计算机设备实现上述实施例中的基于电力物联网的配电线路电力杆塔巡视管控方法。

本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。