CN103197205A - 输电线路雷击危害的移动告警方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种输电线路雷击危害的移动告警方法，包括以下步骤：S1、录入所要监控的输电线路位置信息；S2、通过雷电信息处理服务器获取雷电监测数据信息；S3、将上述两步的数据放到运算服务器中进行计算，计算出落雷位置与输电线路位置的距离数据，并汇同落雷原始数据、输电线路原始位置数据一起保存到数据库服务器中；S4、落雷原始数据、输电线路数据、落雷与输电线路距离数据及地理地图数据四种数据进行叠加融合直观的显示给移动终端使用者，并存储在手持移动终端设备上。本发明提供一种对受雷击危害输电线路及时、准确的移动告警方法方法及系统，方便线路巡检工作的安排，解决了在野外无通讯信号情况下的设备能够正常提供巡检服务的问题。

Description

输电线路雷击危害的移动告警方法及系统

技术领域

本发明涉及一种输电线路雷击危害的移动告警方法及系统，尤指一种能准确定位受雷击危害的输电线路位置并能及时发出告警，从而有效提高输电线路巡检人员的工作效率的输电线路雷击危害移动告警方法及系统。

背景技术

现有技术下，雷电定位存在以下缺陷：1.电力线路巡检员无法确定应优先巡查哪些受雷电影响的输电线路，工作效率受较大影响。2.雷击发生时，电力线路巡检员无法第一时间获知雷击对哪些输电线路可能造成危害。3.电力线路巡检员在野外工作时无法直观的查询出自己身边的输电线路最近落雷情况。4.在野外山区里工作(无通讯信号时)，很难通过移动电话让同事在办公室电脑上帮自己确定需要巡检的电线杆塔及其位置。5.在野外工作携带笔记本电脑不方便工作。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种及时、准确获取雷电对线路的危害告警信息的方法及系统，方便线路巡检工作的安排，解决了在野外无通讯信号情况下的设备能够正常提供巡检服务的问题。

本发明是一种输电线路雷击危害的移动告警方法，包括以下步骤：

S1、录入所要监控的输电线路位置信息；

S2、通过雷电信息处理服务器获取雷电监测数据信息，包括雷电发生时的落雷位置、电流大小的数据；

S3、将上述两步的数据放到运算服务器中进行计算，计算出落雷位置与输电线路位置的距离数据，并汇同落雷原始数据、输电线路原始位置数据一起保存到数据库服务器中；

设雷电落雷位置点A(经度α、纬度β)，各条输电线路上的连续的两电线杆塔位置B(经度α1、纬度β1)与位置C(经度α2、纬度β2)之间输电线作为一个单独的直线线段，根据公式计算落雷位置点A与B、C间的距离AB、AC、BC；设地球半径为R，地心为0，球面上两点A、B的球面坐标为A(α，β)，B(α1，β1)，C(α2，β2)α、α1、α2∈[-π，π]，β、β1、β2∈[-π/2，π/2]，π取3.1415927，地球半径R取6400km，则：

AB＝R·arccos[cosβcosβ1cos(α-α1)+sinβsinβ1]

AC＝R·arccos[cosβcosβ1cos(α-α2)+sinβsinβ2]

BC＝R·arccos[cosβ1cosβ2cos(α1-α2)+sinβ1sinβ2]

设点A到点BC的垂直距离R2；设AB为c，AC为b，BC为a，则：cosB＝(a^2+c^2-b^2)/(2·a·c)；sinB^2＝1-cosB^2；

得到：R2＝sinB*c；

S4、手持移动终端设备从数据库服务器、GIS平台服务器内读取落雷原始数据、输电线路数据、落雷与输电线路距离数据及地理地图数据四种数据，并将这四种数据进行叠加融合直观的显示给移动终端使用者，并存储在手持移动终端设备上。

当手持移动终端设备通信信号通畅时，手持移动终端设备即时接收所述步骤S4的数据及GPS定位信息，并实时观察自己与目标输电线路的距离、位置。

当手持移动终端设备通信信号不通畅时，利用步骤S4中存储在手机移动终端设备中原有的存储信息进行展示工作。

当运算服务器中进行计算出的落雷与输电线路距离数据满足用户设定的危害程度时，系统便向具有畅通通讯讯号的手持移动终端设备主动推送告警信息。

用户根据日常工作经验值所总结的雷电电流大小及其影响范围半径设定不同级别的告警。设定严重告警级别：雷电电流大于某阀值时，关注其范围内的所有输电线路信息；设定一般告警级别：雷电电流大于某阀值小于严重告警级别所设阀值时，关注其范围内的所有输电线路信息。

以A为圆心，设定落雷周边范围半径为R1，情况一：当AB距离小于等于R1，则满足告警要求；情况二：当AC距离小于等于R1，则满足告警要求；情况三：当AB、AC距离都大于R1时，当R2小于R1时，则满足告警要求。

本方法采用多次轮询发送告警的方式，间断性的向手持移动终端推送告警信息，直至手持移动终端确认其已第一时间收到信息并返回确认信息。

一种输电线路雷击危害的移动告警系统统，包括系统服务器和手持终端，所述系统服务器中又包含有获取雷电监测数据信息的雷电信息处理服务器、进行数据加工、处理的运算服务器、GIS地理信息平台服务器、存储数据的数据库服务器以及相关网路链接、安全防护等网络设备；所述手持终端是具有Android系统或IOS系统的手持移动终端设备。

所述手持移动终端设备设置具有存储功能的小型数据库。

本发明的有益技术效果在于：

1、结合输电线路巡检人员工作场所和性质，提供了随时随地获取落雷信息和线路信息的工具；

2、第一时间自动获取雷电对线路的危害告警，方便线路巡检工作的安排。

3、实现落雷地理位置、线路地理位置、巡检人员地理位置的有机结合现实，确保了线路巡检人员快速到达现场的能力。

4、解决了在野外无通讯信号情况下的设备能够正常提供巡检所需雷电数据、受雷危害线路数据的问题。

附图说明

图1：本发明的输电线路雷击危害的移动告警系统结构示意图。

图2：本发明的输电线路雷击危害的移动告警方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明是一种输电线路雷击危害的移动告警系统，包括系统服务器和手持终端，所述系统服务器中又包含有获取雷电监测数据信息的雷电信息处理服务器、进行数据加工、处理的运算服务器、GIS地理信息平台服务器、存储数据的数据库服务器以及相关网路链接、安全防护等网络设备；所述手持终端是具有Android系统或IOS系统的手持移动终端设备。所述手持移动终端设备设置具有存储功能的小型数据库。

整个系统运行时，各个服务器所执行的工作是：雷电信息处理服务器通过南方电网雷电监测系统所提供的数据接口标准及网络获取到中国区域内实时的雷击发生位置、大小信息。获取该原始信息后，在内部网络中传送给运算服务器进行数据加工、处理，重点、优先确定巡查雷击影响线路的方法，具体方法为：

1.重点、优先确定巡查雷击影响线路的方法，其特征在于以下步骤：

(1)设定不同级别告警下的雷电电流大小，关注落雷周边范围内的输电线路。

具体步骤：

a)设定严重告警级别：雷电电流大于某阀值时，关注其周边范围内的所有输电线路信息；

b)设定一般告警级别：雷电电流大于某阀值小于严重告警级别所设阀值时，关注其周边范围内的所有输电线路信息。

即，关注的雷电电流可随时设定、关注的雷电周边范围可随时设定。

(2)查询出符合不同级别告警的输电线路信息。

具体步骤：

a)根据步骤1中的第(1)步所设定雷电电流值从雷电监测系统中获取到雷电测量数据，并取出其对应的雷电落雷位置点A(经度α、纬度β)。

b)将各条输电线路上的连续的两电线杆塔位置B(经度α1、纬度β2)与位置C(经度α2、纬度β2)之间输电线作为一个单独的直线线段。

c)根据公式计算落雷位置点A与B、C间的距离AB、AC、BC。

设地球半径为R，地心为0，球面上两点A、B的球面坐标为A(α，β)，B(α1，β1)，C(α2，β2)α、α1、α2∈[-π，π]，β、β1、β2∈[-π/2，π/2]，π取3.1415927，地球半径R取6400km。

则：AB＝R·arccos[cosβcosβ1cos(α-α1)+sinβsinβ1]

AC＝R·arccos[cosβcosβ1cos(α-α2)+sinβsinβ2]

BC＝R·arccos[cosβ1cosβ2cos(o1-α2)+sinβ1sinβ2]

利用勾股定理与正弦定理则可求出AB两点间的直线距离以A为圆心，步骤1的(1)所设定落雷周边范围半径为R1

情况一：AB距离小于等于R1，则满足告警要求。

情况二：AC距离小于等于R1，则满足告警要求。

情况三：AB、AC距离都大于R1，则计算点A到点BC的垂直距离R2；设AB为c，AC为b，BC为a.

cosB＝(a^2+c^2-b^2)/(2·a·c)；sinB^2＝1-cosB^2；

则在点A到BC的垂直距离R2＝s inB*c；

当R2小于R1时，则满足告警要求。

在运算服务器处理完信息后，将结果信息存储于数据库服务器。

输电线路雷击危害的移动告警系统利用GIS地理信息平台服务器上存储的地理地图信息，将数据库服务器内所存储的雷电信息、输电线路信息与地图信息进行融合形成雷电定位告警信息发送至手持移动终端设备上，利用Android系统或IOS系统手持终端所特有的移动网络接收、小数据量存储及声像功能进行报警提示与信息展示。同时，利用Android系统或IOS系统所特有的小数据量存储、可部署小应用、可主动监测网络链接状态等特点，系统第一时间向输电线路巡检员发出告警信息。因Android或IOS系统平台不一致，告警方式按平台类型进行区分，具体步骤如下：

(1)Android平台下，打开Android系统的“允许信息推送服务”设置；系统通过XMPP协议以TCP的方式向客户端传送XML格式的指令流；Android系统将指令流转换为文字信息提醒显示在手持移动终端设备上。

(2)IOS平台下，使用其系统平台专有的消息推送专有模式，实现信息的推送传达。

由于手持移动终端设备设置具有存储功能的小型数据库，实现了在无网络野外特殊情况下仍可单机执行雷电定位信息与地理地图信息融合的显示，并快速定位需要巡检输电线路。

实现Android系统或IOS系统的手持移动终端设备在无通讯信号的情况，快速定位需要巡检输电线路的的方法，具体步骤如下：

(1)在具有有通讯信号的情况下，线路巡检员通过步骤2所描述的方法获取告警信息后，启动系统，系统自动连接服务端获取最新的详细雷电数据经纬度坐标信息(经度a、纬度B)、步骤1的第(2)步所查询出的线路杆塔位置B(经度a1、纬度B1)与位置C(经度a2、纬度B2)信息。

(2)利用Android系统或IOS移动终端上的GPS定位功能、以及安装在系统上的GIS离线地图功能，共同构成一幅集移动终端位置定位坐标点、雷电落雷位置坐标点、巡查线路坐标点与地图集成显示的地理图形。该图形存储于手持移动终端设备上，可实时调用查看。

(3)移动终端系统每隔5分钟主动通过GPRS信号实现一次GPS定位更新，重新绘制一幅最新实时坐标图形进行保存。

本发明输电线路雷击危害的移动告警方法，将我们所要监控的输电线路位置信息(经纬度信息)输入雷电定位系统，在此基础上通过雷电信息处理服务器从南方电网雷电监测系统内获取雷电监测数据(即雷电发生时的落雷位置、电流大小数据)，将两者数据放到运算服务器中进行计算，计算出落雷位置与输电线路位置的距离数据汇同落雷原始数据、输电线路原始位置数据一起保存到了数据库服务器中。

此时，本系统配套的手持终端设备在网络畅通的情况下，可同时从数据库服务器、GIS平台服务器内读取落雷原始数据、输电线路数据、落雷与输电线路距离数据及地理地图数据四种数据，并将这四种数据进行叠加融合直观的显示给移动终端使用者。

因配套移动终端使用的是居于Android、IOS平台系统的设备，其平台系统支持构建属于自己平台的小型数据库，故在其终端上建立小型数据库用于存储落雷原始数据、输电线路数据、落雷与输电线路距离数据及地理地图数据四种数据，保证了手持终端在无通信讯号的情况下，可利用手持终端上存储的信息进行展示工作。

同时，本系统具备的第二大功能便是输电线路受雷击危害的告警功能。当运算服务器中进行计算出的落雷与输电线路距离数据满足用户设定的危害程度时，系统便向具有畅通通讯讯号的手持终端主动推送告警信息，情况一：AB距离小于等于R1，则满足告警要求。情况二：AC距离小于等于R1，则满足告警要求。情况三：当R2小于R1时，则满足告警要求。

因考虑到通讯讯号的不稳定性，本系统在服务端上采用多次轮询发送告警的方式，直到信号畅通后第一时间的接送到告警信息并返回确认信息。通过以上方式，确保手持终端使用者准确的获取告警信息并快速定位雷电落雷位置、大小及受危害输电线路的位置信息。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种输电线路雷击危害的移动告警方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、录入所要监控的输电线路位置信息；

S2、通过雷电信息处理服务器获取雷电监测数据信息，包括雷电发生时的落雷位置、电流大小的数据；

S3、将上述两步的数据放到运算服务器中进行计算，计算出落雷位置与输电线路位置的距离数据，并汇同落雷原始数据、输电线路原始位置数据一起保存到数据库服务器中；

设雷电落雷位置点A(经度α、纬度β)，各条输电线路上的连续的两电线杆塔位置B(经度α1、纬度β1)与位置C(经度α2、纬度β2)之间输电线作为一个单独的直线线段，根据公式计算落雷位置点A与B、C间的距离AB、AC、BC；设地球半径为R，地心为0，球面上两点A、B的球面坐标为A(α，β)，B(α1，β1)，C(α2，β2)α、α1、α2∈[-π，π]，β、β1、β2∈[-π/2，π/2]，π取3.1415927，地球半径R取6400km，则：

AB＝R·arccos[cosβcosβ1cos(α-α1)+sinβsinβ1]

AC＝R·arccos[cosβcosβ1cos(α-α2)+sinβsinβ2]

BC＝R·arccos[cosβ1cosβ2cos(α1-α2)+sinβ1sinβ2]

设点A到点BC的垂直距离R2；设AB为c，AC为b，BC为a，则：cosB＝(a^2+c^2-b^2)/(2·a·c)；sinB^2＝1-cosB^2；

得到：R2＝sinB*c；

S4、手持移动终端设备从数据库服务器、GIS平台服务器内读取落雷原始数据、输电线路数据、落雷与输电线路距离数据及地理地图数据四种数据，并将这四种数据进行叠加融合直观的显示给移动终端使用者，并存储在手持移动终端设备上。

2.根据权利要求1所述的输电线路雷击危害的移动告警方法，其特征在于，当手持移动终端设备通信信号通畅时，手持移动终端设备即时接收所述步骤S4的数据及GPS定位信息，并实时观察自己与目标输电线路的距离、位置。

3.根据权利要求1所述的输电线路雷击危害的移动告警方法，其特征在于，当手持移动终端设备通信信号不通畅时，利用步骤S4中存储在手机移动终端设备中原有的存储信息进行展示工作。

4.根据权利要求1所述的输电线路雷击危害的移动告警方法，其特征在于，当运算服务器中进行计算出的落雷与输电线路距离数据满足用户设定的危害程度时，系统便向具有畅通通讯讯号的手持移动终端设备主动推送告警信息。

5.根据权利要求4所述的输电线路雷击危害的移动告警方法，其特征在于，用户根据日常工作经验值所总结的雷电电流大小及其影响范围半径设定不同级别的告警。

6.根据权利要求5所述的输电线路雷击危害的移动告警方法，其特征在于，设定严重告警级别：雷电电流大于某阀值时，关注其周边特定公里内的所有输电线路信息；设定一般告警级别：雷电电流大于某阀值小于严重告警级别所设阀值时，关注其周边特定公里内的所有输电线路信息。

7.根据权利要求4所述的输电线路雷击危害的移动告警方法，其特征在于，以A为圆心，设定落雷周边范围半径为R1，情况一：当AB距离小于等于R1，则满足告警要求；情况二：当AC距离小于等于R1，则满足告警要求；情况三：当AB、AC距离都大于R1时，当R2小于R1时，则满足告警要求。

8.根据权利要求4所述的输电线路雷击危害的移动告警方法，其特征在于，本方法采用多次轮询发送告警的方式，间断性的向手持移动终端推送告警信息，直至手持移动终端确认其已第一时间收到信息并返回确认信息。

9.一种输电线路雷击危害的移动告警系统，其特征在于，包括系统服务器和手持终端，所述系统服务器中又包含有获取雷电监测数据信息的雷电信息处理服务器、进行数据加工、处理的运算服务器、GIS地理信息平台服务器、存储数据的数据库服务器以及相关网路链接、安全防护等网络设备；所述手持终端是具有Android系统或I0S系统的手持移动终端设备。

10.根据权利要求9所述的输电线路雷击危害的移动告警系统，其特征在于，所述手持移动终端设备设置具有存储功能的小型数据库。

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