杨茂波
国网山东省电力公司青州市供电公司 262500
摘要：目前，国内外越来越多学者开始将地理信息技术应用到电力设备管理和施工中。然而，大多数停留在单一数据源的辅助业务功能的分析以及构建业务运营平台，对基于GIS技术和VR技的输电线路巡检可视化缺乏深入研究。在文献[3]中，提出了一种基于3DGIS的辅助施工测量系统，用于输电线路工程。该系统使用高分辨率的遥感和DEM数据构建三维虚拟环境，支持输电线路沿线施工环境探索，并进行施工道路和索道的规划管理。实践证明，该系统是可行的。本文主要分析浅谈输电线路可视化运行系统的应用。
关键词：输电线路；可视化；部件故障检测；VR技术；GIS技术
引言
输电线路传输距离长、覆盖范围广，易受到自然环境和人为因素的影响，可能导致倒塔倒塔、断股、磨损等。为保证输电线路运行的稳定和安全。需要定期进行输电线路巡检。当前，地理信息系统GIS（Geographic Information System）逐渐应用于电力线检查系统，但是大多数电力系统都建立在二维GIS平台上。在输电线路的实际运行、维护和安全评估中，二维GIS电力信息系统将无法满足更深入的应用需求。因此，需要建立更直观、更真实的电力巡检可视化平台。如果将虚拟现实技术VR（Virtual Reality）与GIS结合使用，则可以相互学习并弥补各自的不足。
1、系统原理
将GIS技术和VR技术应用于输电线路巡检可视化中，可以有效地克服传统输电线路管理的不足。GIS是综合各种统计信息和地理空间特征的信息系统。具有强大的信息管理功能和空间分析功能。GIS技术不仅提供输电线路数据的图形化管理，并能完成输电线路网络分析，对输电线路巡检起到辅助作用。VR技术是在计算机网络、人机交互、立体显示等技术基础上发展起来的新型技术。借助虚拟现实技术，可以将输电线路的周边环境、交叉关系和空间布局真实、准确地向客户呈现，给客户带来真实的体验。为了减少日常开销，将GIS和VR系统的功能独立起来。对于需要交互的功能，开发一套交互接口，通过网络方式传输数据和控制指令。
2、输电线路通道巡检现状
2.1远程巡检遇到的难题
电力公司在对输电线路进行远程检查时经常遇到下列困难:第一，检查比较密集，主要原因是提供了科学、技术和社会经济支助，从而扩大了输电线路的复盖面，使作业环境变得越来越复杂其次，电力公司的视察员相对较少，实地视察员的工作量也在逐步增加。第二，视察期间风险增加的原因是，某些输电线路位于恶劣的自然环境和交通条件恶劣的无人区，而且输电线路相对较长，视察员的工作时间较长第三，检查员对传输线通道进行远程检查，可能会出现传输线故障的情况，由于距离的关系，检查员不在现场。在技术和设备的限制下，检查员无法分析触发原因，确定故障原因，并在第一时间找到解决办法，从而降低输电线路运行的稳定性和可靠性。
2.2巡检记录不准确
在进行远程检查时，检查专员一般会遇到缺陷登记过迟和不准确的问题，主要原因是检查专员的专业资格水平相对较低，没有养成良好的登记习惯， 检查时不记录输电线路接入的具体情况，而是在检查结束时根据内存报告， 这不符合线路接入检验标准规定的客观要求，尽管中国电力相关技术不断创新，各种信息科技技术的普及程度不断提高，但许多电力公司尚未将其与远程检验工作相结合 巡检设备的应用缺陷如下:一是不能准确记录输电线路通过故障变化动态，需要巡检人员手动进行统计、分类、汇总整理，误差概率高，影响第二，它不能完全适应输电线路通行的自然环境，可能会遇到有关人员由于自己的远程检查失败而无法及时通知的问题，从而限制了远程检查的质量和效率的提高。
3、电线路通道可视化远程巡检实践
3.1监控终端技术
传输通道可视化系统监控终端主要是高清视频监控设备、供电系统等辅助设施。将高清视频监控设备安装在柱杆主材料上，收集输电线路运行信息，采集的视频数据首先存储在柱杆旁的变电站中。例如球形高清视频监控装置。监控设备的旋转角度为360，监控距离最大500米；；采用尺寸为1 / 4英寸的CCD传感器；目标类型为36x，水平视距为1.7至57.8。观察他拍摄的真实频道图片，即使在恶劣的天气条件下，清晰度也很好。由于高压输电线路通常安装在偏远地区，附近很难有供电系统，因此在信道可视化系统中使用太阳能供电系统为设备供电。太阳能供电系统的工作原理如下:当阳光充足时，太阳能系统在给电力设备供电时，会给自己的电池充电；光线不足时，电气设备由蓄电池供电目前，提议用风力发电系统取代单独的太阳能发电系统，以进一步提高电力来源的稳定性。
3.2信息存储技术
信道视觉系统长期收集视频信息，再加上高清视频的影响，其信息量很大，在传输过程中需要大量带宽。为了确保视频信息的安全性和完整性，同时降低网络运行压力，应选择分层存储方法来存储视频信息。(1)升降电缆层:高清视频监控终端配备存储卡进行实时存储用户可以结合自己的需求来确定运行状态，如计划存储或移动发现触发的捕获。监控终端运行时间为12h/d，根据1280×720的高清视频计算，可使用64gb存储卡连续存储7d。(2)变电站级:将前端采集的视频信息记录为连续停机点。这种方法的好处在于整合网络存储和本地存储。典型的高清晰度监控设备通常没有自己的存储容量，只依赖后端来存储数据，这就需要高质量的网络。如果网络不稳定，则容易出现数据丢失和损坏问题。因此，在监控终端上安装了视频缓冲器，以避免网络不稳定和终端数据因传输负载过大而丢失。例如，在网络中断时，视频数据可以正常备份到前端，然后在网络恢复后存储到后端硬盘上。30d连续存储，如果每个子站连接到30个监测终端，则可以建立4TB×2硬盘。(3)主站层:将存储盘安装在监控中心，将终端信息存储在分割盘上，进行检索和提取。储存寿命为2年时，需要8 x4 TB的阵列。
3.3数据可视化展示
输电线路无人机视觉监控平台可实现航空器巡逻计划和操作进度的可视化显示、航空器实时状态和地图传输数据的可视化显示、高分辨率航测图像数据的可视化显示、航空器数据的可视化显示处理访问数据，其中机器访问计划和工作进度可视化可以实现输电线路无人机视觉监控平台中计划和未计划的访问计划和工作进度可视化，并具有统计分析功能。实时直观显示无人机状态和地物传输数据可以实时监控和传输数据，包括无人机区域分布信息、工作线信息、位置信息、高程信息、姿态信息、飞行状态信息、现场视频数据等。它可以根据地区信息、车辆类型、所属的线路信息、运营商关系等进行综合管理可以在三维GIS地图上自定义禁飞区，以便在飞机进入禁飞区后实现自动报警功能；支持飞机运行前模拟飞行，按照飞行历史轨迹支持回放，在检查现场进行作业再现；对飞行轨迹、时间、利用、时间等进行设备管理和相关统计分析。整个网络的无人机。输电线路无人机视觉监控平台可实现高分辨率航空图像数据可视化显示功能。高分辨率航空图像数据具有高潜力、高分辨率和大量数据等基本特征，可以按线路、塔等链接进行组织。
结束语
使用GIS和VR开发工具进行了系统实现，并展示了实际效果图。考虑到当前的实验设备和数据规模，文中还处于起步阶段。在此基础上，进一步改进和完善基于GIS和VR技术的输电线路巡检可视化系统。以适应未来不断变化的应用环境。
参考文献：
[1]徐玉琴,杨浩,李鹏.不同接地方式电缆型配电网单相接地故障下的可靠性评估[J].电力系统保护与控制,2018,41(13):41-47.
[2]王月林,李凤婷,王洪涛,等.基于风电联络线恢复电压的自适应单相重合闸[J].电测与仪表,2017,41(7):77-90.
[3]陈驰,彭向阳,宋爽,等.大型无人机电力巡检LiDAR点云安全距离诊断方法[J].电网技术,2017,41(8):2723-2730
[4]王庭松,苗双喜.基于三维地理信息技术的电力巡线应用研究[J].测绘与空间地理信息,2016,39(9):137-142.
[5]钱正浩,胡长华.VR技术和GIS技术相结合的电力通道可视化管理[J].自动化技术与应用,2019,38(4):173-176.