CN103106764B - 基于卫星遥感的输电线路走廊火情监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于卫星遥感的输电线路走廊火情监测系统，其由专线网络、数据存储单元、数据总线I、分析告警单元、Web应用单元和数据总线Ⅱ组成。本发明通过实施卫星林火监测数据的集中、加工和分析，以及关联电网GIS数据后的应用，实现了输电线路周边的火情发现及输电线路运行的火险告警，为输电网山火事故分析和电力防山火调度提供了技术支撑。

Description

基于卫星遥感的输电线路走廊火情监测系统

技术领域

本发明属于输电线路在线监测领域，尤其涉及基于卫星遥感的输电线路走廊火情监测系统。

背景技术

随着电网规模的日益扩大，作为电力系统的重要组成部分的输电线路也大幅增多，经行林区、山区的输电线路走廊范围亦大幅扩大，输电线路不可避免会跨越一些山火易发且频发区域。

山火发生具有难以预知、防控面广、突发性强的特点，且容易在短时间内蔓延，因其引发的输电线路跳闸将可能严重威胁到电网的安全稳定运行，甚至可能造成大面积停电事故。及时发现火情，第一时间采取应对措施，无疑是防范输电线路因山火引发跳闸的最有效途径。因此，对输电线路走廊开展实时火情监测以取代传统的人工巡检，可以大量节约电网运维成本，对提高输电线路安全稳定运行水平有着十分重要的意义。

近年来，随着电子信息技术、传感器技术、图像处理技术和人工智能技术的快速发展，电力行业尝试开展了输电线路状态监测技术的应用，基于视频/图像监测、红外传感和CO₂传感技术的输电线路走廊火情监测信息系统在部分省区电网相继建成投运，这些在线监测系统主要依靠点状、分布式部署的监测终端装置采集输电设施周边火情特征信息，运行经验表明，其普遍存在建设投资大、监测范围窄、运行维护困难、监测效果不稳定等问题。因此，研究开发一种高覆盖面、高可靠性、低成本、易维护的基于卫星遥感的输电线路走廊火情监测系统迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于卫星遥感的输电线路走廊火情监测系统，其通过实施卫星林火监测数据的集中、加工和分析，以及关联电网GIS数据后的应用，实现输电线路走廊林火火情监测及火险告警，从而为输电网山火事故分析和电力防山火调度提供技术支撑。

本发明解决技术问题的方案如下：

基于卫星遥感的输电线路走廊火情监测系统主要由专线网络、数据存储单元、分析告警单元、Web应用单元、数据总线Ⅰ和数据总线Ⅱ组成。

1.各部件的构成：

数据存储单元包括卫星遥感林火热点数据、电网GIS数据和矢量地图三个部分。

分析告警单元由火情区域绘制模块、线路缓冲区绘制模块、坐标校验模块、GIS引擎和分析告警模块组成。

Web应用单元由自动告警模块、Web展示模块和数据统计模块三个部分组成。

2.各部件的连接关系：

数据存储单元通过专用网络与气象部门的分发服务器相连，同时通过数据总线Ⅰ与分析告警单元相连；分析告警单元通过数据总线Ⅱ与Web应用单元相连。

3.各部件的功能：

数据存储单元通过专用网络接收气象部门所提供的卫星遥感林火热点数据，如火点坐标、火点像素、火点发现时间及过境卫星，同时其还存储电网GIS数据和矢量地图，其中电网GIS数据主要包括输变电设备的地理位置坐标信息。

数据存储单元通过数据总线Ⅰ将卫星遥感林火热点数据、电网GIS数据和矢量地图数据，提供给分析告警单元。

分析告警单元通过火情区域绘制模块和线路缓冲区绘制模块进行火点定位和相应的区域图绘制，其中线路缓冲区告警范围阈值可以由用户设置。

坐标校验模块对火情区域和线路缓冲区进行坐标数据校验，以减少因数据传输中可能出现的数据损坏对分析告警结果产生的影响。

分析告警模块结合GIS引擎对比分析火情区域图和线路缓冲区域图有无重叠以判断是否达到告警条件，从而决定是否生成相应的告警信息。

Web应用单元通过数据总线Ⅱ与分析告警单元相连，以获得林火分布状况和火情告警信息，一旦获取告警信息，则立即启动自动告警模块，将告警信息通过无线网络等方式发送至移动客户端；通过Web展示模块可以实时查询告警信息，并实时关注火情发展的态势，同时实现对火情状况的准确定位和状态评估工作，以便在第一时间启动相应的应急预案，指导输电线路运维人员开展输电线路走廊火险防范措施，以提高电力系统安全稳定运行水平。

通过数据统计模块可统计火情发生的相关信息，为输电网山火事故分析提供详实的数据。

4.输电线路走廊火情告警的流程如下：

步骤一：获取山林火情遥感数据；

步骤二：提取第i个火点的位置及其尺度信息，绘制相应的火险区域图；

步骤三：根据第i个火点的位置及其尺度信息，提取对应区域内距离最近的若干基输电线路杆塔坐标数据，并绘制相应范围内的输电线路缓冲区，其中安全缓冲区的阀值可以自行设置；

步骤四：判断山火区域和输电线路走廊缓冲区是否存在交叠，若为否，则进行下一个火点的判别，进而转入步骤二；若存在交叠，则进入步骤五；

步骤五：提取火点i的全部信息，生成告警信息；

步骤六：发送告警信息。

本发明与现有技术比较的优点有：

1．基于卫星遥感的输电线路走廊火情监测系统，可大范围、高效率地开展输电线路受山火影响的状况及趋势的自动判别与告警。

2．基于卫星遥感的输电线路走廊火情监测系统，无须布置在线监测终端，具有投资省、建设周期短、运行维护便捷的突出优点。

3.基于卫星遥感的输电线路走廊火情监测系统，界面友好，操作简单，可移植性好，易推广应用，切合了电力生产的实际需要，大大提高了输电专业开展防山火工作的效率。

附图说明

图1是本发明基于卫星遥感的输电线路走廊火情监测系统结构示意图。

图2是本发明基于卫星遥感的输电线路走廊火情监测系统的输电线路走廊火情告警流程图。

图中：卫星1、气象部门2、分发服务器3、专线网络4、数据存储单元5、数据总线Ⅰ6、分析告警单元7、数据总线Ⅱ8、Web应用单元9、卫星遥感林火热点数据10、电网GIS数据11、矢量地图12、火情区域绘制模块13、线路缓冲区绘制模块14、坐标校验模块15、GIS引擎16、分析告警模块17、自动告警模块18、Web展示模块19、数据统计模块20。

具体实施方式

以下通过具体实施方式，结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，基于卫星遥感的输电线路走廊火情监测系统由专线网络4、数据存储单元5、分析告警单元7、Web应用单元9、数据总线Ⅰ6和数据总线Ⅱ8组成。

1）各部件的构成

数据存储单元5包括卫星遥感林火热点数据10、电网GIS数据11和矢量地图12三个部分；分析告警单元7由火情区域绘制模块13、线路缓冲区绘制模块14、坐标校验模块15、GIS引擎16和分析告警模块17组成；Web应用单元9由自动告警模块18、Web展示模块19和数据统计模块20三个部分组成。

2）各部件的连接关系

数据存储单元5通过专用网络4与气象部门2的分发服务器3相连，同时通过数据总线Ⅰ6与分析告警单元7相连；分析告警单元7通过数据总线Ⅱ8与Web应用单元9相连。

3）各部件的功能

数据存储单元5通过专用网络4接收气象部门2所提供的卫星遥感林火热点数据10，如火点坐标、火点像素、火点发现时间及过境卫星等，同时其还存储电网GIS数据11和矢量地图12，其中电网GIS数据11主要包括输变电设备的地理位置坐标信息。

数据存储单元5通过数据总线Ⅰ6将卫星遥感林火热点数据10、电网GIS数据11和矢量地图12等数据，提供给分析告警单元7。分析告警单元7通过火情区域绘制模块13和线路缓冲区绘制模块14进行火点定位和相应的区域图绘制，其中线路缓冲区告警范围阈值可以由用户设置。坐标校验模块15对火情区域和线路缓冲区进行坐标数据校验，以减少因数据传输中可能出现的数据损坏对分析告警结果产生的影响。分析告警模块17结合GIS引擎16对比分析火情区域图和线路缓冲区域图有无重叠以判断是否达到告警条件，从而决定是否生成相应的告警信息。

Web应用单元9通过数据总线Ⅱ8与分析告警单元7相连，以获得林火分布状况和火情告警信息，一旦获取告警信息，则立即启动自动告警模块18，将告警信息通过无线网络等方式发送至移动客户端；通过Web展示模块19可以实时查询告警信息，并实时关注火情发展的态势，同时实现对火情状况的准确定位和状态评估工作，以便在第一时间启动相应的应急预案，指导输电线路运维人员开展输电线路走廊火险防范措施，以提高电力系统安全稳定运行水平；通过数据统计模块20可统计火情发生的相关信息，为输电网山火事故分析提供详实的数据。

4）输电线路走廊火情告警的流程如图2所示，实现输电线路走廊火情告警的主要流程如下：

步骤一：获取山林火情遥感数据；

步骤二：提取第i个火点的位置及其尺度信息，绘制相应的火险区域图；

步骤三：根据第i个火点的位置及其尺度信息，提取对应区域内距离最近的若干基输电线路杆塔坐标数据，并绘制相应范围内的输电线路缓冲区，其中安全缓冲区的阀值可以自行设置；

步骤四：判断山火区域和输电线路走廊缓冲区是否存在交叠，若为否，则进行下一个火点的判别，进而转入步骤二；若存在交叠，则进入步骤五；

步骤五：提取火点i的全部信息，生成告警信息；

步骤六：发送告警信息。

Claims (1)

1.基于卫星遥感的输电线路走廊火情监测系统，其特征在于，系统主要由专线网络、数据存储单元、分析告警单元、Web应用单元、数据总线Ⅰ和数据总线Ⅱ组成；

1)各部件的构成：

数据存储单元包括卫星遥感林火热点数据、电网GIS数据和矢量地图三个部分；

分析告警单元由火情区域绘制模块、线路缓冲区绘制模块、坐标校验模块、GIS引擎和分析告警模块组成；

Web应用单元由自动告警模块、Web展示模块和数据统计模块三个部分组成；

2)各部件的连接关系：

数据存储单元通过专线网络与气象部门的分发服务器相连，同时通过数据总线Ⅰ与分析告警单元相连；分析告警单元通过数据总线Ⅱ与Web应用单元相连；

3)各部件的功能：

数据存储单元通过专线网络接收气象部门所提供的卫星遥感林火热点数据，包括：火点坐标、火点像素、火点发现时间及过境卫星，同时其还存储电网GIS数据和矢量地图，其中电网GIS数据主要包括输变电设备的地理位置坐标信息；

数据存储单元通过数据总线Ⅰ将卫星遥感林火热点数据、电网GIS数据和矢量地图数据，提供给分析告警单元；

分析告警单元通过火情区域绘制模块和线路缓冲区绘制模块进行火点定位和相应的区域图绘制，其中线路缓冲区告警范围阈值由用户设置；

坐标校验模块对火情区域和线路缓冲区进行坐标数据校验，以减少因数据传输中可能出现的数据损坏对分析告警结果产生的影响；

分析告警模块结合GIS引擎对比分析火情区域图和线路缓冲区域图有无重叠以判断是否达到告警条件，从而决定是否生成相应的告警信息；

Web应用单元通过数据总线Ⅱ与分析告警单元相连，以获得林火分布状况和火情告警信息，一旦获取告警信息，则立即启动自动告警模块，将告警信息通过无线网络方式发送至移动客户端；通过Web展示模块实时查询告警信息，并实时关注火情发展的态势，同时实现对火情状况的准确定位和状态评估工作，以便在第一时间启动相应的应急预案，指导输电线路运维人员开展输电线路走廊火险防范措施，以提高电力系统安全稳定运行水平；

通过数据统计模块统计火情发生的相关信息，为输电网山火事故分析提供详实的数据；

4)输电线路走廊火情告警的流程如下：

步骤一：获取山林火情遥感数据；

步骤二：提取第i个火点的位置及其尺度信息，绘制相应的火情区域图；

步骤三：根据第i个火点的位置及其尺度信息，提取对应区域内距离最近的若干基输电线路杆塔坐标数据，并绘制相应范围内的输电线路缓冲区，其中输电线路缓冲区的阈值自行设置；

步骤四：判断火情区域和输电线路缓冲区是否存在交叠，若为否，则进行下一个火点的判别，进而转入步骤二；若存在交叠，则进入步骤五；

步骤五：提取火点i的全部信息，生成告警信息；

步骤六：发送告警信息。