张渝婉、张嘉丽
国网山西省电力公司输电检修分公司 山西省太原市 030001
摘要：随着电网技术的不断发展，输电线路资产规模的不断扩大，线路的巡视工作对整个电网的安全与稳定起着至关重要的作用，而以人工为主的输电线路巡检模式由于巡视效果差、工作效率低等原因难以满足电力线路巡检的需求，因此机巡作业将成为电力巡检作业的主要手段。部署机巡电力作业技术支持系统平台，扩展智能化机巡作业和数据分析的手段，有利于对数据进行综合管理、多维度分析与多样化成果展示。此外，输电线路智能机巡系统及机巡电力作业技术支持系统平台的建设实施，将促进输电线路从“人巡为主，机巡为辅”的运维模式向“机巡为主，人巡为辅”的运维模式转变，从而大大提高了输电线路巡视效率，有利于持续提高输电线路精益化运维管理水平。
关键词：输电线路；巡检系统
1 总体方案
输电线路智能机巡系统是一套分布式巡视及检测管理平台。为了保证良好的适应性和扩展性，该系统采用层次化和模块化设计。层次化的架构设计围绕5个方面展开，分别为业务应用层、应用系统平台层、数据存储层、硬件资源层和外部数据接入层。每层由不同功能的各模块集合而成。其中，业务应用层中各功能模块可根据实际需求进行个性化定制开发。
2 系统建设
2.1 系统功能设计
系统中各模块相互协同，可完成如下功能。
(1)作业计划管理模块主要实现规范化、统一化的机巡作业任务流程管理，满足无人机电力作业规范化运作、任务状态控制、数据安全和权限控制等要求。基于无人机电力巡检需求，研究实现无人机电力作业年度计划、月度计划、周度计划、工作单的全过程管理及作业计划统计管理。
(2)实时监控模块主要包括业务信息展示、实时监控、历史回放、统计分析和禁飞区报警等功能，实现无人机的数据采集和传输系统回传的实时位置信息的显示，使相应权限的业务人员在指挥中心就能了解实时的作业状态。
(3)飞行调度管理模块主要实现对禁飞区、限高区和临时起降点的管理，作业管理相关人员可根据实际情况增减临时禁飞区、限高区、临时起降点。
(4)智能巡视模块对无人机进行简易操控，集任务下载、飞行操控等功能于一体，实现杆塔台账智能重定位、机巡数据智能化自动命名与分类、巡检数据一键上传到智能机巡系统平台等功能。
(5)智能分析模块配置激光点云智能分析模块，支持对巡检的激光雷达设备采集的激光点云数据以标准化.LAS格式导入智能机巡系统平台。平台嵌入激光点云智能分析模块，对输电线路树障、交跨等三维通道环境当前工况进行智能分析，对杆塔、导线、树木和其他地物进行分类，自动导出三维巡检报告。
(6)数据管理模块实现对原始图片数据、原始视频数据、雷达数据、缺陷信息成果数据的管理功能。
2.2 系统数据流
首先普通用户登录系统进行登录验证，登录成功后，对输电线路基础台账数据、组织机构信息、用户权限信息进行录入或导入以完成基础信息的准备。具备相应权限的用户发起制定年度计划、月度计划、周度计划及工作单的要求，由作业计划管理模块通过调用台账管理模块获取所需基础信息后完成各类计划的制定，提交后由审批人员进行逐级审批操作;审批通过后，作业人员按工作单，当日完成巡检作业后，通过单机版软件提交工作单完成报告，同时上传巡检数据，由数据管理模块对数据进行归档处理，将元数据进行入库，将巡检原始数据(影像、视频、图片)录入分布式文件系统中，完成一次任务执行的数据操作流程。用户通过统计分析模块可对数据库中的各类数据进行统计。以上的用户操作都通过系统管理模块进行日志记录，完成日志功能。
3 系统部署
系统部署主要包括网络集成部署、存储设备集成部署、系统软件服务部署和安全防护集成部署。
3.1 网络集成部署
系统支持浏览器访问，主要通过内网访问和4G专网访问。内网访问主要应用于供电局内部的用户访问，4G专网访问主要应用于机巡作业现场数据的上传。为此，组网方案要综合考虑各方面因素，采用双机热备、双引擎电源架构的高可靠方式部署，采用星形网络拓扑结构展开连接。
采用交换、虚拟技术，在主干网络提供万兆网络带宽，形成高速骨干网络;网络接入层利用高性能交换设备组建千兆带宽网络，保障平台生产池及用户海量数据处理交换的基本能力。
3.2 存储设备集成部署
存储设备集成部署主要实现文件级和块级数据、存储协议及平台管理界面的相互融合和统一，能满足大型数据库高性能计算、集中存储备份、数据迁移等不同业务应用需求。存储设备的阵列控制器和文件引擎基于统一的硬件平台开发，可同时提供SAN和NAS组网，并支持FCP、NFS、CIFS、HTTP、FTP协议。
3.3 系统软件服务部署
系统采用Linux操作系统，服务部署上数据库采用MySQL，支持大数据量备份和并发访问操作，具备完整的数据存储和管理功能，具有较强的安全性和稳定性，且支持海量数据存储和管理。可根据作业区域的不同将数据库进行业务分割，实现分布式存储，同时采用DB Link等技术提高数据处理速度，保证系统的查询响应速度。
3.4 安全防护集成部署
3.4.1 网络安全
输电线路智能机巡系统平台安全防护部署必须满足国家电力监管委员会的要求。除此之外还必须满足以下要求。
(1)访问控制。
在网络边界部署防火墙，对外来访问采用端口级的控制策略，对非法访问进行拒绝;对应用层访问者开放HTTP、FTP等标准协议，对管理员开放TELNET、SSH等远程管理协议，对其他不需要的服务协议进行封闭;采用防火墙针对网络流量和长连接进行有效控制;在系统中针对每个用户建立访问控制规则，明确允许访问的服务和范围，对非法用户拒绝访问。
(2)边界完整性检查。
系统内的交换设备具有接入物理地址绑定的功能，对每个用户终端和连入系统的其他设备进行检查，在遇到非授权设备接入时，交换设备能进行有效阻断。
3.4.2 主机安全
(1)身份鉴别。
在操作系统和数据库设置不同的登录用户角色组，对组中的不同用户分配唯一标识的用户名，同时启用登录失败处理策略，连续非法登录5次后，对该账户实施锁定策略。操作系统与数据库的管理用户身份标识使用非默认用户名，且登录口令要求由不少于10位的大小写英文字母、数字及特殊字符组成，同时强制每7天更改登录口令1次。管理用户使用登录口令和指纹认证同时生效的身份鉴别策略，加强对管理用户的身份鉴别和管控。
(2)恶意代码防范。
系统内统一部署防病毒及恶意代码软件，病毒库及恶意代码特征库从互联网网站更新下载离线升级安装包，系统内所有服务器及终端统一升级、集中管理、可控查杀病毒及恶意代码并实现报警统计和报表功能。所有客户端按事先指定的策略运行，同时设定为客户不能自行更改且有密码保护。上述病毒系统主要用于防范Windows系统病毒和木马等恶意代码。
4 结语
随着全国电网的发展与建设，保障电网的安全、稳定和高效对于电网运营来说至关重要。依靠无人机进行电力作业巡检，能大幅提高电力运维检修工作效率，降低劳动强度，减少作业人员安全隐患。
输电线路智能机巡是针对输电线路无人机巡检作业特点和实际需求而开发的专有系统，主要侧重于公司各部门机巡作业全流程的计划管理，机巡原始数据的管理，作业人员、设备等台账的管理和统计分析等功能，并充分考虑了地理位置、气候环境等因素对无人机巡检的要求，可根据业务特定需求对模块管理功能进行灵活扩展，在作业计划流程的工单派发、作业闭环管理方面进行定制化研发，在无人机自主智能巡检现场作业等方面具有很好的创新性。该系统还借鉴和吸收了国内外先进理念和技术，具有一定的先进性。
参考文献
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