CN105244805A - 一种基于激光雷达的输电线路智能预警评估方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于激光雷达的输电线路智能预警评估方法，包括：输电线路信息获取；输电线路三维图形建模；数据分析和判断；预警及输电线路安全评估。采用直升机平台搭载的激光雷达扫描系统获取超高压或高压输电线路上的高密度、高精度激光雷达点云和光学影像数据，实现输电线路快速、高精度三维量测和空间分析；并将分析应用于：弧垂计算、三维建模后校核线路风偏、线路隐患分析等具体的输电线路运维中的检查和管理工作。本发明还提供了一种基于激光雷达的输电线路智能预警评估系统，包括：输电线路信息获取单元；数据处理单元；数据存储单元；反馈单元，该系统可以快速准确地实现输电线路的巡检和预警，还可以向用户提供安全评价报告。

Description

一种基于激光雷达的输电线路智能预警评估方法和系统

技术领域

本发明涉及电力系统的输电线路运行维护领域，尤其涉及一种基于激光雷达的输电线路智能预警评估方法和系统。

背景技术

现行输电线路的运检管理模式是常规的人工作业方式，不仅劳动强度大、工作条件艰苦，而且劳动效率低，特别是在对山区和跨越大江大河的输电线路的巡查，以及在冰灾、水灾、地震、滑坡、夜晚期间等电网紧急故障和异常气候条件下，线路维护人员要依靠地面交通工具或徒步行走、利用普通仪器或肉眼来巡线检查、处理设备缺陷，所花时间长、人力成本高、危险性高。现有线路巡检工作还存在以下问题：智能巡检装置缺乏，传统巡检效率低；巡检信息反馈不及时，应急响应手段缺乏；存在巡检盲区；巡检信息管理自动化程度低。在当今智能电网急速发展过程中，急需高效率的输电线路巡检方式。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于激光雷达的输电线路智能预警评估方法，包括：

步骤1、输电线路信息获取。

步骤2、输电线路三维图形建模。

步骤3、数据分析和判断。

步骤4、预警及输电线路安全评估。

步骤1所述信息的获取方法为：利用直升机机载激光雷达扫描系统获取激光雷达点云和光学影像数据。

步骤2所述三维图形建模为：根据步骤1所得参数对点云进行处理，形成实际杆塔、线路弧垂、线路周围地质及障碍物形貌的三维图像；还可以结合光学影像数据形成实景图像。

步骤3所述数据分析包括如下步骤：

(1)根据基本信息、线路信息、气象信息和扫描信息形成最大工况计算信息。

(2)根据地质形貌选择状态方程。

(3)根据最大工况信息和状态方程计算导线各弧垂的最低点应力。

(4)根据最低点应力计算各点弧垂、各点应力和风偏角。

(5)根据各点弧垂形成安全输电线路。

(6)根据安全输电线路和预设的安全距离形成净空走廊。

步骤(1)所述：

基本信息主要包括：安全系数Kc、年平系数Kp、破断拉力系数。

线路信息主要包括：电压等级、导线型号、线径、截面积、线重、弹性系数、破断拉力、温度伸长系数。

气象信息主要包括：典型气象和扫描作业气象。

扫描信息主要包括：挂点、档距、每档弧垂最低点位置。

进一步的，悬挂于两悬挂点间的一档导线，当气象条件发生变化，其线长随之变化，进而引起应力、弧垂变化。步骤(3)所述最低点应力可以通过状态方程求解。

${\mathrm{\σ}}_n-\frac{{\mathrm{Eg}}_n^2{l}^2}{24{\mathrm{\σ}}_n^2}={\mathrm{\σ}}_m-\frac{{\mathrm{Eg}}_m^2{l}^2}{24{\mathrm{\σ}}_m^2}-\mathrm{\α}E(t_n-t_m)$

式中n下标表示已知状态，m下标表示待求状态。当已知一种状态时的应力可利用状态方程求出其他状态的应力。导线的弹性系数E由厂家试验提供数据。导线的温度线膨胀系数α由厂家试验提供数据。

进一步的，当悬挂点不等高，但高差Δh＜10％l时，状态方程采用上述方程，其计算精度可以满足工程要求。若悬挂点高差Δh＞10％l时，则应考虑高差影响，其状态方程如下：

式中：为导线悬挂点高差角。

进一步的，状态方程中的档距为耐张段的代表档距，其值按下式计算：

$l=\sqrt{\frac{l_1^3+l_2^3+l_3^3+\mathrm{...}}{l_1+l_2+l_3+\mathrm{...}}}=\sqrt{\frac{{\mathrm{\ΣI}}_i^3}{{\mathrm{\ΣI}}_i}}$

进一步的，步骤(4)所述导线上各点应力计算：导线上各点的应力是不相等的，但它们的水平分量均相等，且等于导线最低点的应力以σ₀表示，其值最大不得大于最大使用应力σ_m，任意点应力计算公式如下：

${\mathrm{\σ}}_x={\mathrm{\σ}}_0+\frac{g^2{x}^2}{2{\mathrm{\σ}}_0}={\mathrm{\σ}}_0+{\mathrm{gy}}_x$

其中，最大悬点应力比最低点应力大10％。

进一步的，步骤(4)所述各点的弧垂可表示为：

$f_x=\frac{{\mathrm{\σ}}_0}{g}(ch\frac{gl}{2{\mathrm{\σ}}_0}-ch\frac{gx}{2{\mathrm{\σ}}_0})=2\frac{{\mathrm{\σ}}_0}{g}\left(sh\frac{g}{2{\mathrm{\σ}}_0}{l}_{a}sh\frac{g}{2{\mathrm{\σ}}_0}{l}_b\right)$

式中l_a、l_b为导线任一点D(x,y)到悬挂点A、B的水平距离。

进一步的，步骤(4)所述风偏角的计算公式为：

式中：G_H为绝缘子串及附件的风压，单位N；G_V为绝缘子串及附件的重量，单位N；W_H为电线风力，单位N；W_V为电线自重，单位N。

步骤3所述数据判断可以是：

根据三维图像及国家标准和行业内输电线路运行安全规程关于安全距离的规定，判断输电线路在当前工况下与障碍物的距离是否符合安全距离要求。

根据三维图像及国家标准和行业内输电线路运行安全规程关于安全距离的规定，模拟判断输电线路在最大工况下安全距离是否符合要求。

步骤3所述数据判断还可以包括：拟合当前输电线路，分析当前输电线路是否超出安全输电线路范围；判断最低点应力是否超出最大使用应力；判断最大悬点应力是否超出安全范围；判断绝缘子的风偏角是否超出安全范围；判断是否有异物入侵净空走廊。

步骤4所述预警和输电线路安全评估方法包括：

预警：当步骤3得出当前输电线路处于不安全状态时于三维图像上做出预警提示，达到警报值时发出警报。

输电线路安全评估方法为：结合步骤2所得三维图形，采用步骤3数据分析和判断方法模拟极端气候条件下输电线路是否满足安全运行标准，根据模拟结果形成评估报告。

优选的，该方法适用于超高压或高压输电线路巡检

本发明的另一个目的是提供一种基于激光雷达的输电线路智能预警评估系统，包括：

输电线路信息获取单元：采用直升机机载激光雷达扫描系统获取激光雷达点云和光学影像数据。

数据处理单元：包括数据分析判断模块和模拟模块。

数据储存单元：包括实时数据库、历史数据库、模型数据库。

反馈单元：包括三维图像反馈、线路安全预警、线路安全评估报告。

所述数据分析判断模块包括：

实时数据分析：将获取的激光雷达点云和光学影像数据转化为三维地貌、三维线路图像信息。

线路信息分析：调取实时数据分析部分得到的数据和基本信息、线路信息、气象信息和扫描信息数据形成最大工况计算信息；根据最大工况计算信息计算导线最低点应力；根据导线最低点应力计算各点弧垂、各点应力和风偏角；根据各点弧垂形成安全输电线路。

线路安全分析：拟合当前输电线路，分析当前输电线路是否超出安全输电线路范围；判断最低点应力是否超出最大使用应力；判断最大悬点应力是否超出安全范围；判断绝缘子的风偏角是否超出安全范围；判断是否有异物入侵净空走廊。

所述模拟模块通过数据分析模块模拟极端气候条件下输电线路是否满足国家和行业内输电线路安全运行标准，根据模拟结果形成评估报告；或通过数据分析模块根据安全输电线路及国家标准和行业内输电线路运行安全规程关于安全距离的规定模拟输电线路净空走廊，形成当前输电线路净空走廊入侵及安全距离分析报告。

所述线路安全预警分为两级预警机制，其中：第一级预警为警告级，对可能出现危险运行的线路于三维线路图像上进行突出标记；第二级预警为报警级，对已经出现危险运行的线路于三维线路图像上进行强制突出显示并发出警报。

优选的，该系统适用于超高压或高压输电线路巡检。

本发明提供的一种基于激光雷达的输电线路智能预警评估方法和系统具有如下优点：

1.机载激光雷达测量系统是一种集激光测距技术、高精度全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)技术和高动态惯性导航系统(InertialNavigationSystem，INS)技术于一体的系统。结合建成的区域GPS连续跟踪站，机载激光雷达系统可以直接采集线路走廊高精度激光点云和高分辨率航空影像，数据经处理后可以获取高精度的输电线路走廊的三维地形地貌以及走廊中的地物空间信息，包括杆塔、挂线点位置、电线弧垂、树木、建筑物等。

2.利用机载激光雷达系统获取的高精度三维数据，通过快速精准的分析和判断及时发现和消除输电线路隐患，提高巡检的效率、节省巡检成本、提高电网管理水平。

3.拟合安全线路技术的运用不仅可以快速准确的判断当前线路存在的隐患，还可以模拟调整线路，为消除该隐患提供可行的模拟方案，极大的节约了输电线路管理成本。

4.自动进行的安全评估，以极端气象条件为分析基础，以保障输电线路在非极端气象条件下的安全连续运行。

附图说明

图1是基于激光雷达的输电线路智能预警评估方法的流程图；

图2是基于激光雷达的输电线路智能预警评估系统的结构图。

实施实例

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

发明人经研究发现：可以利用直升机平台搭载的激光雷达扫描系统获取超高压(或高压)输电线路上的高密度、高精度激光雷达点云和光学影像数据，实现输电线路快速、高精度三维量测和空间分析；并将分析应用于：弧垂计算、树障距离计算、相间距离量测、三维建模后校核线路风偏、线路隐患分析等具体的输电线路运维中的检查和管理工作。通过导线弧垂拟合分析，研究导线弧垂空间形态的数值拟合技术，利用悬链线方程计算导线应力并拟合导线弧垂，量测和计算所有地物点到线路的距离。

考虑不同气象、自然条件等情况，模拟气象、自然条件等对输电线路安全影响，进行输电线路安全性能模拟、评价和智能预警。具体包括：

1.研究覆冰、风力、高温等对输电线路安全可能造成的安全隐患分析。

2.按照输电线路运行规程设置各种地物到导线的安全距离，自动对各种安全距离进行计算和自动提示报警。

3.研究导线风偏、弧垂模拟、蠕变计算模型。

4.研究在不同的温度、风速、风向等气象条件下，风偏、弧垂等的变化状态，结合三维地形和三维模型，实现线路危险点智能预警分析。

5.基于分类的点云及扫描作业时的气象条件、导线材质、载荷水平，进行杆塔、导线、绝缘子三维模型重建，在此基础上系统能够模拟各种最大工况下不同的覆冰、温度、风速、风向等气候条件下，结合线路的导线材质、负荷水平等条件下导线风偏、弧垂的变化状态，结合三维地形和三维模型，实现线路安全运行净空距离检测，参考输电线路运行规程，计算并评估杆塔是否满足不同覆冰、温度、风速、风向及载荷下安全运行条件，并形成评估报告。

在不同的温度、风速、风向等气象条件下，风偏、弧垂等的变化状态有差异。在三维地形和三维模型中，通过计算不同的模拟态导线到地物的空间距离，结合指定的安全距离规范，实现线路危险点智能预警分析。

根据本发明一个实施例，提供一种基于激光雷达的输电线路智能预警评估方法，如图1所示，该方法包括：

S1、输电线路信息获取；

输电线路信息获取的方法为：利用直升机机载激光雷达扫描系统巡检输电线路，获取输电线路及周围地貌、障碍物的激光雷达点云和光学影像数据。

S2、输电线路三维图形建模；

对所得激光雷达点云进行处理，形成实际杆塔、线路弧垂、线路周围地质及障碍物形貌的三维图像；可选择光学影像数据进行补充，也可以结合光学影像数据形成实景图像。

S3、数据分析和判断；

根据一定的预设分析流程和判断标准对采集得到的激光雷达点云和光学影像数据进行分析，结合预设安全值进行判断，得到当前输电线路的运行状态，该分析判断流程可以采用弧垂曲线模拟拟合法或安全距离法。

S4、预警及输电线路安全评估；

预警：当步骤S3得出当前输电线路处于不安全状态时于三维图像上做出预警提示，达到警报值时发出警报。

输电线路安全评估方法为：结合步骤S2所得三维图形，采用步骤S3数据分析和判断方法模拟极端气象条件或气象、地质灾害时输电线路是否满足安全运行标准，根据模拟结果形成评估报告。

根据本发明一个实施例，步骤S3所述数据分析可以包括如下步骤：

(1)根据基本信息、线路信息、气象信息和扫描信息形成最大工况计算信息；其中：

基本信息主要包括：安全系数Kc、年平系数Kp、破断拉力系数。

线路信息主要包括：电压等级、导线型号、线径、截面积、线重、弹性系数、破断拉力、温度伸长系数。

气象信息主要包括：典型气象和扫描作业气象。

扫描信息主要包括：挂点、档距、每档弧垂最低点位置。

(2)根据地质形貌选择状态方程；

导线应力分为水平应力和垂直应力，导线上各点的应力是不相等的，但它们的水平分量均相等，且等于导线最低点的应力以σ₀表示，水平应力随气象条件的变化规律可以用导线状态方程来描述，导线状态方程受到多种因素的影响，因此需要根据需要选择适当的状态方程。

(3)根据最大工况信息和状态方程计算导线各弧垂的最低点应力；

悬挂于两悬挂点间的一档导线，当气象条件发生变化，其线长随之变化，进而引起应力、弧垂变化，针对上述问题，本发明选用下述状态方程：

${\mathrm{\σ}}_n-\frac{{\mathrm{Eg}}_n^2{l}^2}{24{\mathrm{\σ}}_n^2}={\mathrm{\σ}}_m-\frac{{\mathrm{Eg}}_m^2{l}^2}{24{\mathrm{\σ}}_m^2}-\mathrm{\α}E(t_n-t_m)$

式中n下标表示已知状态，m下标表示待求状态。当已知一种状态时的应力可利用状态方程求出其他状态的应力。导线的弹性系数E由厂家试验提供数据。导线的温度线膨胀系数α由厂家试验提供数据。

当悬挂点不等高，但高差Δh＜10％l时，状态方程采用上述方程，其计算精度可以满足工程要求。若悬挂点高差Δh＞10％l时，则应考虑高差影响，其状态方程如下：

式中：为导线悬挂点高差角。

状态方程中的档距为耐张段的代表档距，其值按下式计算：

$l=\sqrt{\frac{l_1^3+l_2^3+l_3^3+\mathrm{...}}{l_1+l_2+l_3+\mathrm{...}}}=\sqrt{\frac{{\mathrm{\ΣI}}_i^3}{{\mathrm{\ΣI}}_i}}$

(4)根据最低点应力计算各点弧垂、各点应力和风偏角；

受外部条件的影响，导向上任意点的应力和弧垂以及绝缘子风偏角的状态是不一样的，在维护输电线路安全时，各点的应力、弧垂及各绝缘子风偏角状态是重要的判断标准，本发明采用下述方程对导线上各点的应力、弧垂及各绝缘子风偏角状态进行模拟。

导线上任意点应力计算公式为：

${\mathrm{\σ}}_x={\mathrm{\σ}}_0+\frac{g^2{x}^2}{2{\mathrm{\σ}}_0}={\mathrm{\σ}}_0+{\mathrm{gy}}_x$

导线上各点的弧垂可表示为：

$f_x=\frac{{\mathrm{\σ}}_0}{g}(ch\frac{gl}{2{\mathrm{\σ}}_0}-ch\frac{gx}{2{\mathrm{\σ}}_0})=2\frac{{\mathrm{\σ}}_0}{g}\left(sh\frac{g}{2{\mathrm{\σ}}_0}{l}_{a}sh\frac{g}{2{\mathrm{\σ}}_0}{l}_b\right)$

式中l_a、l_b为导线任一点D(x,y)到悬挂点A、B的水平距离；

风偏角的计算公式为：

式中：G_H为绝缘子串及附件的风压，单位N；G_V为绝缘子串及附件的重量，单位N；W_H为电线风力，单位N；W_V为电线自重，单位N。

(5)根据各点弧垂形成安全输电线路范围；

将最大工况下计算得到的各点弧垂连接，形成最大工况下的弧垂曲线，即为安全输电线路范围。

(6)根据安全输电线路和预设的安全距离形成净空走廊和输电线路安全距离分析报告。

输电线路需要距离周围障碍物一定的距离，以避免放电短路现象的发生，因此在安全输电线路外加设安全距离即可形成输电线路的净空走廊，安全距离与输电线路的电压及线路材质等因素有关。

根据本发明一个实施例，步骤S3所述数据判断可以是：根据三维图像及国家标准和行业内输电线路运行安全规程关于安全距离的规定，判断输电线路在当前工况下与障碍物的距离是否符合安全距离要求；同时根据三维图像及国家标准和行业内输电线路运行安全规程关于安全距离的规定，模拟判断输电线路在最大工况下安全距离是否符合要求。

根据本发明一个实施例，步骤S3所述数据判断还可以是：拟合当前输电线路，分析当前输电线路是否超出安全输电线路范围；判断最低点应力是否超出最大使用应力；判断最大悬点应力是否超出安全范围；判断绝缘子的风偏角是否超出安全范围；判断是否有异物入侵净空走廊。

根据本发明一个实施例，提供一种基于激光雷达的输电线路智能预警评估系统，如图2所示，该系统包括：

输电线路信息获取单元100：采用直升机机载激光雷达扫描系统获取激光雷达点云和光学影像数据。

数据处理单元200：包括数据分析判断模块201和模拟模块202。

数据储存单元300：包括实时数据库301、历史数据库302、模型数据库303。

反馈单元400：包括三维图像反馈、线路安全预警、线路安全评估报告。

数据分析判断模块201包括：

实时数据分析部分：将获取的激光雷达点云和光学影像数据转化为三维地貌、三维线路图像信息。

实时数据分析部分：将获取的激光雷达点云和光学影像数据转化为三维地貌、三维线路图像信息；

线路信息分析部分：调取实时数据分析部分得到的数据和基本信息、线路信息、气象信息和扫描信息数据形成最大工况计算信息；根据最大工况计算信息计算导线最低点应力；根据导线最低点应力计算各点弧垂、各点应力和风偏角；根据各点弧垂形成安全输电线路；

线路安全分析部分：拟合当前输电线路，分析当前输电线路是否超出安全输电线路范围；判断最低点应力是否超出最大使用应力；判断最大悬点应力是否超出安全范围；判断绝缘子的风偏角是否超出安全范围；判断是否有异物入侵净空走廊。

模拟模块202通过数据分析模块模拟极端气象条件或气象、地质灾害时输电线路是否满足国家和行业内输电线路安全运行标准，根据模拟结果形成评估报告；或通过数据分析模块根据安全输电线路及国家标准和行业内输电线路运行安全规程关于安全距离的规定模拟输电线路净空走廊，形成当前输电线路净空走廊入侵及安全距离分析评价报告。

例如：

根据基本信息、线路信息、和扫描信息模拟判断10级风力、10毫米覆冰、40℃温度和-40℃温度条件下线路是否可以满足安全运行标准，形成线路运行安全评价报告。

根据基本信息、线路信息、和扫描信息模拟线路能够满足安全运行标准的最高级台风和最高级地震，形成线路运行安全评价报告。

根据基本信息、线路信息、和扫描信息模拟判断当前线路在安全运行标准内可以单独承受的最大风力、最大覆冰厚度、最高和最低温度或可以综合承受的最大风力、最大覆冰厚度、最高和最低温度，形成极限气象条件安全评价报告。

根据安全输电线路及国家标准和行业内输电线路运行安全规程关于安全距离的规定模拟输电线路净空走廊，形成当前输电线路净空走廊被入侵情况及线路各点安全距离分析评价报告。

实时数据库301、历史数据库302、模型数据库303分别储存实时数据、历史数据、模型数据，其中，实时数据为机载雷达采集得到的激光雷达点云和光学影像数据；历史数据为经过数据分析判断模块判断为异常点的输电线路信息；模型数据为经过数据分析判断模块模拟生成的各输电线路计算模型。

线路安全预警分为两级预警机制，其中：第一级预警为警告级，对可能出现危险运行的线路于三维线路图像上进行突出标记；第二级预警为报警级，对已经出现危险运行的线路于三维线路图像上进行强制突出显示并发出警报。

例如：当前输电线路弧垂曲线为安全输电线路弧垂曲线的95％至100％时或有异物入侵净空走廊但异物与当前线路的距离未超出安全距离时，该段线路的三维图像由正常运行的绿色变为警告级别的黄色；当前输电线路弧垂曲线超出安全输电线路弧垂曲线时或当前输电线路与障碍物的距离低于安全距离时，该段线路的三维图像由正常的绿色变为警报级的红色，并发出警报声。

该输电线路智能预警评估方法和系统具有如下优点：

1.机载激光雷达测量系统是一种集激光测距技术、高精度全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)技术和高动态惯性导航系统(InertialNavigationSystem，INS)技术于一体的系统。结合建成的区域GPS连续跟踪站，机载激光雷达系统可以直接采集线路走廊高精度激光点云和高分辨率航空影像，数据经处理后可以获取高精度的输电线路走廊的三维地形地貌以及走廊中的地物空间信息，包括杆塔、挂线点位置、电线弧垂、树木、建筑物等。

2.利用机载激光雷达系统获取的高精度三维数据，通过快速精准的分析和判断及时发现和消除输电线路隐患，提高巡检的效率、节省巡检成本、提高电网管理水平。

3.拟合安全线路技术的运用不仅可以快速准确的判断当前线路存在的隐患，还可以模拟调整线路，为消除该隐患提供可行的模拟方案，极大的节约了输电线路管理成本。

4.自动进行的安全评估，以极端气象条件为分析基础，以保障输电线路在非极端气象条件下的安全连续运行。

应该注意到并理解，在不脱离本发明权利要求所要求的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。

Claims (10)

1.一种基于激光雷达的输电线路智能预警评估方法，其特征在于，包括：

步骤1、输电线路信息获取；

步骤2、输电线路三维图形建模；

步骤3、数据分析和判断；

步骤4、预警及输电线路安全评估；

步骤1所述信息的获取方法为：利用直升机机载激光雷达扫描系统获取激光雷达点云和光学影像数据；

步骤2所述三维图形建模为：根据步骤1所得参数对点云进行处理，形成实际杆塔、线路弧垂、线路周围地质及障碍物形貌的三维图像；还可以结合光学影像数据形成实景图像。

2.根据权利要求1所述基于激光雷达的输电线路智能预警评估方法，其特征在于，步骤3所述数据分析包括如下步骤：

(1)根据基本信息、线路信息、气象信息和扫描信息形成最大工况计算信息；

(2)根据地质形貌选择状态方程；

(3)根据最大工况计算信息和状态方程计算导线各弧垂的最低点应力；

(4)根据最低点应力计算各点弧垂、各点应力和风偏角；

(5)根据各点弧垂形成安全输电线路；

(6)根据安全输电线路和预设的安全距离形成净空走廊。

3.根据权利要求2所述基于激光雷达的输电线路智能预警评估方法，其特征在于，步骤(1)所述：

基本信息主要包括：安全系数Kc、年平系数Kp、破断拉力系数；

线路信息主要包括：电压等级、导线型号、线径、截面积、线重、弹性系数、破断拉力、温度伸长系数；

气象信息主要包括：典型气象和扫描作业气象；

扫描信息主要包括：挂点、档距、每档弧垂最低点位置。

4.根据权利要求1所述基于激光雷达的输电线路智能预警评估方法，其特征在于，步骤3所述数据判断包括：

根据三维图像及国家标准和行业内输电线路运行安全规程关于安全距离的规定，判断输电线路在当前工况下与障碍物的距离是否符合安全距离要求；

根据三维图像及国家标准和行业内输电线路运行安全规程关于安全距离的规定，模拟判断输电线路在最大工况下安全距离是否符合要求。

5.根据权利要求2所述基于激光雷达的输电线路智能预警评估方法，其特征在于，步骤3所述数据判断包括：

拟合当前输电线路，分析当前输电线路是否超出安全输电线路范围

判断最低点应力是否超出最大使用应力；

判断最大悬点应力是否超出安全范围；

判断绝缘子的风偏角是否超出安全范围；

判断是否有异物入侵净空走廊。

6.根据权利要求1所述基于激光雷达的输电线路智能预警评估方法，其特征在于，步骤4所述预警和输电线路安全评估方法包括：

预警：当步骤3得出当前输电线路处于不安全状态时于三维图像上做出预警提示，达到警报值时发出警报；

输电线路安全评估方法为：结合步骤2所得三维图形，采用步骤3数据分析和判断方法模拟极端气象条件或气象、地质灾害时输电线路是否满足安全运行标准，根据模拟结果形成评估报告。

7.一种基于激光雷达的输电线路智能预警评估系统，其特征在于，包括：

输电线路信息获取单元：采用直升机机载激光雷达扫描系统获取激光雷达点云和光学影像数据；

数据处理单元：包括数据分析判断模块和模拟模块；

数据储存单元：包括实时数据库、历史数据库、模型数据库；

反馈单元：包括三维图像反馈、线路安全预警、线路安全评估报告。

8.根据权利要求7所述基于激光雷达的输电线路智能预警评估系统，其特征在于，所述数据分析判断模块包括：

实时数据分析部分：将获取的激光雷达点云和光学影像数据转化为三维地貌、三维线路图像信息；

线路信息分析部分：调取实时数据分析部分得到的数据和基本信息、线路信息、气象信息和扫描信息数据形成最大工况计算信息；根据最大工况计算信息计算导线最低点应力；根据导线最低点应力计算各点弧垂、各点应力和风偏角；根据各点弧垂形成安全输电线路；

线路安全分析部分：拟合当前输电线路，分析当前输电线路是否超出安全输电线路范围；判断最低点应力是否超出最大使用应力；判断最大悬点应力是否超出安全范围；判断绝缘子的风偏角是否超出安全范围；判断是否有异物入侵净空走廊。

9.根据权利要求8所述基于激光雷达的输电线路智能预警评估系统，其特征在于，所述模拟模块通过数据分析模块模拟极端气候条件下输电线路是否满足国家和行业内输电线路安全运行标准，根据模拟结果形成评估报告；或通过数据分析模块根据安全输电线路及国家标准和行业内输电线路运行安全规程关于安全距离的规定模拟输电线路净空走廊，形成当前输电线路净空走廊入侵及安全距离分析报告。

10.根据权利要求7所述基于激光雷达的输电线路智能预警评估系统，其特征在于，所述线路安全预警分为两级预警机制，其中：第一级预警为警告级，对可能出现危险运行的线路于三维线路图像上进行突出标记；第二级预警为报警级，对已经出现危险运行的线路于三维线路图像上进行强制突出显示并发出警报。