CN108470044A - 一种基于三维gis技术的输电线路管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统，涉及输电线路智能管理领域，该装置包括数据库、地理模型展现模块、输电线路展现模块和现场显示模块。数据库用于存储地理信息，地理信息包括高清地形影像和高精度地形数据还用于存储输电线路的子部件的模型以及模型的电学信息；还用于存储输电线路的地理位置信息还用于存储现场图片、现场视频和现场监测数据，现场监测数据包括温度、湿度、大气压强。地理模型展现模块用于根据高清地形影像和高精度地形数据生成地理模型。输电线路展现模块用于根据地理位置信息，在地理模型的基础上生成输电线路模型。现场显示模块用于显示和地理模型以及输电线路模型对应的现场图片以及现场视频。

Description

一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统

技术领域

本发明涉及输电线路智能管理领域，具体涉及一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统。

背景技术

近些年来，围绕电网运检业务建设的各个系统均得到了长足发展，如生产PMS系统、电能质量检测系统、运营监测系统等，无不是将生产业务流程化、数字化，提高了电网运营管理能力。电网设备具有广、散、多等特点，尤其是输电线路设备，规模化、有效的可视化管控手段是目前电网运检管理的空白。因此目前在电网外力破坏防治以及线路设备正常巡视等领域中仍然采用密集人力型巡检、周期汇报、不定期和定期检修的作业方式，然而随着社会的发展，输电设备运检部门面临着人员短缺、老龄化严重，传统运检工作体力工作量大、强度高，工作条件恶劣、环境危险等等问题。

因此亟须一种智能管理输电线路的管理系统，通过监管设备结合少量人力即可完成电网的巡视工作。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统，其包括：

数据库，所述数据库包括：

-用于存储地理信息，所述地理信息包括高清地形影像和高精度地形数据；

-用于存储输电线路的子部件的模型以及所述模型的电学信息；

-用于存储输电线路的地理位置信息；

-用于存储现场图片、现场视频和现场监测数据，所述现场监测数据包括温度、湿度、大气压强；

地理模型展现模块，所述地理模型展现模块用于根据高清地形影像和高精度地形数据生成地理模型；

输电线路展现模块，所述输电线路展现模块用于根据地理位置信息，在地理模型的基础上生成输电线路模型；

现场显示模块，所述现场显示模块用于显示和地理模型以及输电线路模型所对应的现场图片以及现场视频。

在上述技术方案的基础上，其还包括：

监控模块，所述地形监测模块包括无人机监测子模块和实时监测模块，所述无人机监测子模块通过无人机在输电线路相关地理位置实时巡航并拍摄输电线路的现场视频，并将拍摄视频存储至数据库；所述实时监测模块用于通过输电线路上的传感设备获取现场视频和现场监测数据并存储于数据库。

在上述技术方案的基础上，其还包括：

分析模块，所述分析模块包括人工分析子模块和系统自动分析子模块，所述人工分析子模块用于根据地理模型和输电模型和人工预设的查询要求进行计算并输出计算结果，所述系统自动分析子模块读取现场照片、现场视频和现场监测数据并进行险情预分析。

在上述技术方案的基础上，其还包括：

报警模块，所述报警模块与分析模块连接，用于发出报警信息。

在上述技术方案的基础上，其还包括：

地面巡检模块，所述地面巡检模块用于设定地面人员巡检输电线路的巡检路径、巡检周期并存储巡检结果。

在上述技术方案的基础上，其还包括：

移动模块，所述移动模块用于连接地面巡检人员，使地面巡检人员能够查询数据库、汇报巡检结果。

在上述技术方案的基础上，所述移动模块为安装在移动端上的APP。

在上述技术方案的基础上，其还包括：

编辑模块，所述编辑模块用于编辑地理模型以及输电线路模型。

在上述技术方案的基础上，其还包括：

数据库还用于保存输电线路的电子文档、设备资料以及台帐信息。

在上述技术方案的基础上，其还包括：

环境模拟模块，所述环境模拟模块用于通过预设的参数模拟输电线路的环境。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统能够以三维图形展现输电线路与地理的关系，并展现现场照片和现场视频，使得用户通过现场照片和现场视频就能够巡检输电线路。

(2)本发明一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统设有地形监测模块能够实时通过实时监测子模块、无人机监测子模块和架设于输电线路上的摄像头，获取和输电线路相关的现场照片和现场视频，使得用户更加方便的了解输电线路的状态。

(3)本发明一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统设有分析模块，能够帮助用户分析输电线路状态，还能够自动分析输电线路可能出现的险情，并及时通过报警模块发出报警。

(4)本发明一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统设有分析模块，设有地面巡检模块，通过三维图形更加形象的展现输电线路相关地理信息，使得用户能够更加合理的设置巡检线路、巡检周期，并存储巡检结果。

(5)本发明一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统设有移动模块，该移动模块可以与安装在移动端上的APP进行数据连接，使得现场的巡检人员能够更加迅速的查询数据并汇报巡检结果。

(6)本发明一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统设有编辑模块，在输电线路的地理信息或者输电线路设备发生变化后，用户能够通过编辑模块编辑地理模型和输电线路模型及时更新发生变化的内容，并分析现状。

(7)本发明一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统的数据库还存储有输电线路的电子文档和设备资料，方便用户及时查阅不能通过三维图形展现的数据。

(8)本发明一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统的数据库还存储有环境模拟模块，所述环境模拟模块方便用户模拟输电线路运行的环境，便于用户及时发现和避免输电线路的险情。

附图说明

图1为本发明一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统实施例结构示意图；

图2为本发明一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统显示效果图；

图3为本发明一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统另一实施例的结构示意图；

图4为本发明一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明实施例提供一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统，包括数据库、地理模型展现模块、输电线路展现模块和现场显示模块。

其中数据库存储有地理信息，该地理信息包括高清地形影像和高精度地形数据；存储有输电线路的子部件的模型以及所述模型的电学信息；存储有输电线路地理位置信息，其地理位置信息包括经纬度和海拔高度；存储有现场图片、现场视频和现场监测数据，其现场监测数据包括温度、湿度、大气压强等。其中高清地形影像和高精度地形数据除了地形数据中高低状态等等，还可以包括地表建筑、地面植被等等相关数据。记录了地表建筑和地面植被后，数据能够更加全面的反应该地理位置下的输电线路所处的地理环境，方便用户观测以及缝隙。优选的，数据库中地形数据使用无人机航拍的0.1米左右的高精度DEM(Digital Elevation Model，地形数据)输电线路模型包括杆塔模型，导线模型和金具模型。其中杆塔和金具模型按照输电线路实际的输电线路杆塔和输电线路的金具(电性设备)使用三维建模工具(如3DMAX软件)，按照系统定义的建模规范完成建模；导线模型则根据杆塔之间的跨度和其他因素，自动分析并生成。通过上述精细化数据采集以及模型建设，使得用户观测以及分析能够更加精确。此外，本系统在输电线路新增设备后以及线路路段能够通过在数据库中添加相关数据，来添加新的模型，具有良好的互操作性和可移植性、可扩展性。

如图2所示，地理模型展现模块用于根据地理信息生成地理模型。优选的，地理模型通过对WGS84坐标系下的TIF格式的地形数据进行切片生成。这种方式生成的地理模型能够大幅提升数据的加载及预览性能，同时在计算分析时候，能够更加精准。

如图2所示，输电线路展现模块用于根据子部件之间关系和子部件和地形数据的关系，在地理模型的基础上生成输电线路模型。数据库中建设有的输电线路的相关模型，如杆塔和金具，并针对各个杆塔和金具的类型独立建模，通过读取输电线路相关模型的地理位置信息，在地理模型的基础上生成输电线路模型。这种先单独建模，然后整体生成建模的方式使得用户能够在了解输电线路独立模型的相关数据时，还能够分析其与周围的设备以及地理环境之间，展现的输电线路相关模型更加直观，摆脱过去那种面对大量枯燥的表格、文字信息进行数据挖掘的状况，更加全面，且更容易操作以及分析。

现场显示模块用于显示地理模型以及输电线路模型对应的现场图片以及现场视频。用户通过本系统能够直接从三维的画面看到模拟出来的地理地形地貌和输电线路模型，而用户通过现场显示模块则能够直接获取各个模型实际的现场照片以及现场视频，即节省了巡检人员在巡检路上巡检的时间，同时替代了巡检人员通过语言和现场拍照传达现场状况的情况，使得用户能够更加迅速和直观的查看输电线路以及其环境。

优选的，如图2所示，本基于三维GIS技术的输电线路管理系统还包括有监控模块，本系统通过监控模块获取现场照片、现场视频和现场监测数据。通过监控模块数据库能够实时获取现场照片、现场视频和现场监测数据并存储，同时在用户需要查询历史数据时候，能够通过数据库查询到监控模块监控到的历史照片、视频和数据，在对输电线路的险情、异常等等状态的分析时，能够提供更加全面的数据给客户。

进一步的，监控模块包括有实时监测子模块、无人机监测子模块无人机监测子模块通过无人机在输电线路相关地理位置实时巡航并拍摄输电线路的现场制品，并将拍摄视频存储至数据库。优选的，无人机监控子模块能够人工设置或系统自动生成无人机的飞行路径。进一步的，系统或用户通过添加巡检节点，引导无人机飞行通过这些巡检节点来完成巡检路线。无人机在输电线路附近进行巡航并拍摄视频，能够拍摄到人工在地面无法观测到的信息，并反馈给用户，同时由于无人机在空中飞行，受地形影响较小，能够从多个角度，多种飞行路线获取输电线路的相关状态，并且相较于地面行驶，不需要寻找道路、绕过地面障碍，使得观测能够更加的快速。进一步的，数据库保存无人机飞行过程中持续拍摄的巡航视频，在用户需要查询特定输电线路的历史状态时候，能够在输电线路段的历史巡航视频中进行查找。实时监测子模块现场监测数据能够利用输电线路上的各种传感器(温度，湿度，盐灰密等)，实时监测输电线路区域的各项环境指标，并将监测数据实时传送回系统数据库，便于监控人员实时了解掌握周边环境情况。

进一步的，如图4所示，本基于三维GIS技术的输电线路管理系统还包括有分析模块，其包括有人工分析子模块和系统自动分析子模块，人工分析子模块能够根据地理模型和输电模型和人工预设的查询要求进行计算并输出计算结果。如用户需要测量每一个杆塔之间的水平间距，通过水平方向上的测量即可得到；如用户需要确认杆塔上金具之间是否有漏电风险，通过各个金具模型的电学数据以及金具之间的连接和空间关系，系统帮助用户进行计算和评测。系统自动分析子模块则能够读取现场照片、现场视频和现场监测数据并进行险情预分析。如某高压电塔下方不允许人通过，系统自动分析子模块读取该高压电塔上架设的摄像头拍摄的视频，能够分析出是否有活动物体靠近电塔，且活动物体是否为人类的体征。如某金具之间距离设定不可以超过特定值，系统自动分析子模块持续读取该金具的监控视屏分析其距离是否因为附近施工、地震状况而产生变化。通过分析模块，用户能够在三维图形中更加深入的了解和监控输电线路以及其环境的状况

更进一步的，本基于三维GIS技术的输电线路管理系统设置了报警模块和分析模块连接，当分析模块分析出输电线路有险情和异常时候，本系统能够及时的发出警告以告知相关人员排出险情。

输电线路在运行中仍然需要人员进行定期的在现场对其相关设备和状况进行测试和检查，即仍然需要部分人员进行输电线路巡检。通过本基于三维GIS技术的输电线路管理系统设置的地面巡检模块，用户能够设定地面人员巡检输电线路的巡检路径、巡检周期并存储巡检结果。在基于三维GIS技术的输电线路管理系统，用户能够更加直观的观察到输电线路的地理环境、植被、河流状态，不再需要通过询问具有多年巡检经验人员的口述来了解巡检路径的设置等等。用户能够直接在三维图形中进行设置巡检路径，并能够直观的连接巡检路径上能够巡检的设备以及巡检障碍等等信息，同时在计算设备的检修周期，人力物力情况等等后，用户能够设置巡检的周期，告知现场人员巡检需要进行的周期。优选的，地面巡检模块还能够存储和查询巡检结果。用户能够通过查阅历史巡检结果了解输电线路历史状况。

优选的，本基于三维GIS技术的输电线路管理系统还包括有移动模块，该移动模块能够连接地面巡检人员，使地面巡检人员能够查询数据库、汇报巡检结果。通过移动模块地面巡检人员不再需要通过电话和摄像机在现场通过口头询问或描述以及照片接受以及发送告知巡检数据，通过移动模块巡检人员能够直接查询相关数据，并汇报巡检结果，更加效率和直观。进一步，该移动模块为安装在移动端上的APP，如手机上的应用。

进一步的，本基于三维GIS技术的输电线路管理系统还包括有编辑模块，编辑模块能够编辑地理模型以及输电线路模型；包括导入地形，删除地形，地形上下移动显示层级，地形勾选控制显隐，地形定位，通过编辑模块，用户能够模拟输电线路周围地理信息变化后的状况，如附近施工、泥土滑坡后地形变化等等。

优选的，本基于三维GIS技术的输电线路管理系统还包括有保存输电线路的电子文档、设备资料以及台账信息，通过本系统能够更加直观的查询到输电线路的电子文档和设备资料，不再需要在一堆堆纸质资料中翻找可能已经遗失的资料。进一步的，设备资料中保存有台账信息，用户能够通过台账信息查阅设备历史缺陷、检修历史。更加直观的判断设备是否需要更换和升级。

进一步的，基于三维GIS技术的输电线路管理系统还包括有环境模拟模块，环境模拟模块能够通过预设的参数模拟输电线路的环境。如输电线路需要考虑附近河流因为暴雨上涨影响，用户可以通过设置河流的高度，达到设定的上涨位置，并对输电线路以及周边环境进行分析。通过环境模拟模块用户能够预测环境对输电线路的可能的影响，并提前制定对策，使得输电线路更加安全。

本发明不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本发明相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统，其特征在于，其包括：

数据库，所述数据库包括：

-用于存储地理信息，所述地理信息包括高清地形影像和高精度地形数据；

-用于存储输电线路的子部件的模型以及所述模型的电学信息；

-用于存储输电线路的地理位置信息；

-用于存储现场图片、现场视频和现场监测数据，所述现场监测数据包括温度、湿度、大气压强；

地理模型展现模块，所述地理模型展现模块用于根据高清地形影像和高精度地形数据生成地理模型；

输电线路展现模块，所述输电线路展现模块用于根据地理位置信息，在地理模型的基础上生成输电线路模型；

现场显示模块，所述现场显示模块用于显示和地理模型以及输电线路模型所对应的现场图片以及现场视频。

2.如权利要求1所述的一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统，其特征在于，其还包括：

监控模块，所述地形监测模块包括无人机监测子模块和实时监测模块，所述无人机监测子模块通过无人机在输电线路相关地理位置实时巡航并拍摄输电线路的现场视频，并将拍摄视频存储至数据库；所述实时监测模块用于通过输电线路上的传感设备获取现场视频和现场监测数据并存储于数据库。

3.如权利要求1所述的一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统，其特征在于，其还包括：

分析模块，所述分析模块包括人工分析子模块和系统自动分析子模块，所述人工分析子模块用于根据地理模型和输电模型和人工预设的查询要求进行计算并输出计算结果，所述系统自动分析子模块读取现场照片、现场视频和现场监测数据并进行险情预分析。

4.如权利要求3所述的一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统，其特征在于，其还包括：

报警模块，所述报警模块与分析模块连接，用于发出报警信息。

5.如权利要求1所述的一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统，其特征在于，其还包括：

地面巡检模块，所述地面巡检模块用于设定地面人员巡检输电线路的巡检路径、巡检周期并存储巡检结果。

6.如权利要求5所述的一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统，其特征在于，其还包括：

移动模块，所述移动模块用于连接地面巡检人员，使地面巡检人员能够查询数据库、汇报巡检结果。

7.如权利要求6所述的一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统，其特征在于：所述移动模块为安装在移动端上的APP。

8.如权利要求1所述的一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统，其特征在于，其还包括：

编辑模块，所述编辑模块用于编辑地理模型以及输电线路模型。

9.如权利要求1所述的一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统，其特征在于，其还包括：

数据库还用于保存输电线路的电子文档、设备资料以及台帐信息。

10.如权利要求1所述的一种基于三维GIS技术的输电线路管理系统，其特征在于，其还包括：

环境模拟模块，所述环境模拟模块用于通过预设的参数模拟输电线路的环境。