CN110570081A - 一种输电线路地震响应方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路地震响应方法及装置，通过网络爬虫技术，自动获取地震信息，根据运维线路杆塔坐标计算距离，结合已建立的风险评估模型，利用程序算法开展自动评估，实现震后快速响应，提高了电力系统灾难应急响应效率和精度，且准确率高，实时性好。

Description

一种输电线路地震响应方法及装置

技术领域

本发明涉及输电线路故障响应技术领域，尤其是指一种输电线路地震响应方法及装置。

背景技术

地震是地球上所有自然灾害中给人类社会造成损失最大的一种地质灾害，地震常常能引起滑坡、崩塌、地裂缝等次生灾害，对电网运行造成极大的影响和破坏，严重威胁电网安全运行。随着我国西部水电的不断开发投产，大量的输电线路穿越地震烈度区，由于输电线路设备数量庞大，通过全面提高每个设备的抗震性能来改善整个系统的抗震能力是不可行的。在现有条件下，如何在震后快速开展应急响应，确保电网损失降低到最小范围，是电力运维单位必须考虑的问题。

当地震发生时，传统的震后响应为运维人员通过护线员反馈、现场作业人员报告，经中国地震台网查询详细的地震信息获取经纬度坐标，在查找运维资料，经过人工计算，获取震源与杆塔的距离。由于信息逐步获取，且各环节存在不同程序延迟，导致信息严重滞后。由于目前震后提供坐标位置为WGS84(World Geodetic System 1984)坐标，在获取地震信息后，手动逐点计算震源与输电线路铁塔空间位置关系过程复杂。当前主要采用在地图软件中对震源进行标记后进行选点量测，因选点受人为因素影响难以实现最近位置判断。为实现震后快速响应，运维人员在完成震源与输电线路位置分析后，通常采用电话或短信的方式进行快速逐级汇报，信息在各级人员之间传递必将耗费大量时间，且信息内容一旦不完全需重新核实后再汇报，必将耗费大量时间，影响人员快速开展应急排查。由于没有数据库的支持，无法对管辖线路范围内地震信息和已发送的应急信息进行综合管理，无法存储、查询、浏览信息发送内容，导致对震后分析和总结工作难以开展，无法准确的编制设备运维策略。

因此，现有技术中的地震响应方案存在信息获取不及时、计算位置不准确、信息发布效率低的缺点。

发明内容

针对上述背景技术中的问题，提供了一种输电线路地震响应方法及装置，可以第一时间自动获取震源设定范围内输电线路杆塔信息，并结合地震风险评估矩阵开展评估，自动发布输电线路与震源信息，为管理人员提供决策，指导运维人员快速开展隐患排查，为隐患消除争取时间，从而有效预防电力系统运行故障。

本发明所述的一种输电线路地震响应方法，包括：

S1实时抓取地震信息网站最新的震源信息；

S2获取所述震源在设定范围内的输电线路杆塔坐标；

S3计算所述震源与所述输电线路杆塔坐标的距离；

S4以所述距离和地震烈度建立巡视风险矩阵；

S5依据所述巡视风险矩阵设置应急响应与设备巡检信息；

S6推送所述应急响应和设备巡检信息至线路运维客户端。

本发明通过网络爬虫技术，自动获取地震信息，根据运维线路杆塔坐标计算距离，结合已建立的风险评估模型，利用程序算法开展自动评估，实现震后快速响应。

具体地，实时抓取地震信息网站最新的震源信息的步骤包括：

在爬取队列中添加地震数据库的网站地址；

以网络爬虫技术依次读取网站地址；

根据网页源代码解析网站内容；

抽取网页中的目标数据，传入地震对象；

判断解析出的所述网站内容中是否有未抓取的其他网址，如有未抓取的其他网址，放入爬取队列中继续以网络爬虫技术读取；如所述网站内容中的其他网址被抓取过，放入已抓取网址队列中，并循环抓取直至爬取队列为空。

进一步地，所述设定范围内的输电线路杆塔坐标为按照地震影响半径划分为不同级别的距离范围内的本地数据库中的输电线路杆塔坐标。

进一步地，所述地震影响半径分为20km、60km、100km、200km四个级别；依次对应震级分为微震、弱震、中强震、强震。

进一步地，计算所述震源与所述输电线路杆塔坐标的距离的步骤包括：

将输电线路杆塔坐标与震源坐标统一到WGS84坐标系中；记录震源坐标为A(ja,wa),杆塔坐标为B(jb,wb),根据三角推导两点距离AB的公式为：

AB＝R×Arccos(sin(wa)×sin(wb)+cos(wa)×cos(wb)×cos(ja-jb))

其中，R为地球半径。

进一步地，所述地震烈度分布为扁长的椭圆形，依据震级和地震影响半径求地震烈度沿所述椭圆形长轴方向的计算公式为：

Ia＝5.772+1.237M-4.118log(Ra+25)

其中，Ia为地震烈度，M为震级，Ra为地震影响半径。

进一步地，以所述距离和地震烈度建立巡视风险矩阵，其步骤包括：

以地震影响半径由小到大为横轴，以震级由小到大为纵轴，建立二维平面单位矩阵图；将灾害影响等级从低到高分为绿、蓝、黄、橙、红五级颜色方块区分；根据计算出的震源与所述输电线路杆塔坐标的距离确定横坐标，根据震级确定纵坐标，在矩阵图中找出该次地震落入的方块颜色，对应五种颜色矩阵设置应急响应与设备巡检级别。

具体地，所述应急响应与设备巡检级别包括：

绿色级别：结合正常巡视过程中对地震易产生隐患或缺陷设备进行关注，并做好地震信息记录；

蓝色级别：震后72小时内开展巡视；

黄色级别：震后48小时内开展巡检，并根据抽查结果评估是否扩大或缩小巡检范围；

橙色级别：震后24小时内开展巡检，并根据抽查结果评估是否扩大或缩小巡检范围；

红色级别：震后2小时内完成现场巡查作业风险评估，在保障人员安全的前提下方可开展巡检工作，并根据抽查结果评估是否扩大或缩小巡检范围；同时联系外部应急抢修单位做好应急抢修准备，确保随时参与设备抢修。

进一步地，推送所述应急响应和设备巡检信息至线路运维客户端的步骤包括：

将震源坐标、输电线路杆塔坐标、两者距离信息、巡视风险矩阵中该次地震的地震烈度、震级和灾害影响等级和对应的应急响应和设备巡检信息，以添加标注的方式动态加载入输电线路地震信息快报地图中；并按地震发生频率对线路运维客户端进行实时推送。

本发明还提供一种输电线路地震响应装置，包括：

用于实时抓取地震信息网站最新的震源信息的装置；

用于获取所述震源在设定范围内的输电线路杆塔坐标的装置；

用于计算所述震源与所述输电线路杆塔坐标的距离的装置；

用于以所述距离和地震烈度建立巡视风险矩阵的装置；

用于依据所述巡视风险矩阵设置应急响应与设备巡检信息的装置；

用于推送所述应急响应和设备巡检信息至线路运维客户端的装置。

为了能更清晰的理解本发明，以下将结合附图说明阐述本发明的具体实施方式。

附图说明

图1为本发明实施例的一种输电线路地震响应方法流程图。

图2为本发明实施例的爬虫技术抓取网站信息的流程图。

图3为本发明实施例的震源与输电线路杆塔坐标的距离计算示意图。

图4为本发明实施例的灾害影响等级巡视风险矩阵示意图。

具体实施方式

请参阅图1，其为本发明实施例的一种输电线路地震响应方法流程图。

本发明所述的一种输电线路地震响应方法，包括：

S1实时抓取地震信息网站最新的震源信息；

S2获取所述震源在设定范围内的输电线路杆塔坐标；

S3计算所述震源与所述输电线路杆塔坐标的距离；

S4以所述距离和地震烈度建立巡视风险矩阵；

S5依据所述巡视风险矩阵设置应急响应与设备巡检信息；

S6推送所述应急响应和设备巡检信息至线路运维客户端。

所述震源是地震发生的起始位置，断层开始破裂的地方，震源向上投影到地表即为震中。它是有一定大小的区域，又称震源区或震源体。它是地震能量积聚和释放的地方。震源在地球表面上的垂直投影，叫震中。人为因素引起的地震的震源称人工震源，如人工爆破等。

所述地震烈度表示地震对地表及工程建筑物影响的强弱程度。或释为地震影响和破坏的程度。是在没有仪器记录的情况下，凭地震时人们的感觉或地震发生后器物反应的程度，工程建筑物的损坏或破坏程度、地表的变化状况而定的一种宏观尺度。因此烈度的鉴定主要依靠对上述几个方面的宏观考察和定性描述。

本发明通过网络爬虫技术，自动获取地震信息，根据运维线路杆塔坐标计算距离，结合已建立的风险评估模型，利用程序算法开展自动评估，实现震后快速响应。

请参阅图2，其为本发明实施例的爬虫技术抓取网站信息的流程图。

具体地，实时抓取地震信息网站最新的震源信息的步骤包括：

在爬取队列中添加地震数据库的网站地址；

以网络爬虫技术依次读取网站地址；

根据网页源代码解析网站内容；

抽取网页中的目标数据，传入地震对象；

判断解析出的所述网站内容中是否有未抓取的其他网址，如有未抓取的其他网址，放入爬取队列中继续以网络爬虫技术读取；如所述网站内容中的其他网址被抓取过，放入已抓取网址队列中，并循环抓取直至爬取队列为空。

所述网络爬虫技术是从网站某一个页面开始，读取网页的内容，找到在网页中的其它链接地址，然后通过这些链接地址寻找下一个网页，这样一直循环下去，直到把这个网站所有的网页都抓取完为止。如果把整个互联网当成一个网站，那么网络爬虫就可以用这个原理把互联网上所有的网页都抓取下来。网络爬虫技术是一个自动地抓取网页信息的程序或者脚本，可以自动采集所有其能够访问到的页面内容，以获取或更新这些网站的内容和检索方式。从一个或若干初始网页的URL开始，获得初始网页上的URL，在抓取网页的过程中，不断从当前页面上抽取新的URL放入队列,直到满足系统的一定停止条件。在提取的过程中选择不同的搜索策略就是爬取算法实现的过程，根据需求可以选择不同的爬取算法、不同的停止条件，这样获取的结果就会有所不同。

网络爬虫通过搜索引擎，筛选网页加入爬取队列，为提高网页筛选效率，人工添加中国地震台网和国家地震科学数据共享中心的地址，然后依次读取网站地址，根据网页源代码解析网站内容，结构化抽取网页中的目标数据，传入地震对象，并且根据当前元素下标设置对应的属性值。另一方面解析出网页内容里包含的其他网址，并判断是否己经抓取过，如果网址未曾抓取过，则将其放入爬取队列中继续爬取，如果网址曾被抓取过，则放入已抓取网址队列中，如此循环，直到爬取队列为空停止。

设置解析字段和取值元素，利用爬虫机制对目标网页数据进行定时查找；对web页面相关数据进行分析，判断信息的属性，并对信息进行分类，确定取值字段，对数据格式进行调整；把经过分析得到的有效数据按照需要的格式存储到本地数据库中，为下一步数据计算做准备。

进一步地，所述设定范围内的输电线路杆塔坐标为按照地震影响半径划分为不同级别的距离范围内的本地数据库中的输电线路杆塔坐标。

进一步地，所述地震影响半径分为20km、60km、100km、200km四个级别；依次对应震级分为微震、弱震、中强震、强震。

微震为震级小于3级的地震；弱震为震级等于或大于3级、小于4.5级的地震；中强震为震级等于或大于4.5级、小于6级的地震；强震为震级等于或大于6级的地震。

请参阅图3，其为本发明实施例的震源与输电线路杆塔坐标的距离计算示意图。

计算所述震源与所述输电线路杆塔坐标的距离的步骤包括：

将输电线路杆塔坐标与震源坐标统一到WGS84坐标系中；基于计算精度，假设地球是一个完美的球体，则它的半径就是地球的平均半径，记为R。以本初子午线为基准，根据地球表面任意两点的经纬度可以计算出这两点之间的地表距离。

记录震源坐标为A(ja,wa),杆塔坐标为B(jb,wb),根据三角推导两点距离AB的公式为：

AB＝R×Arccos(sin(wa)×sin(wb)+cos(wa)×cos(wb)×cos(ja-jb))

其中，R为地球半径。

进一步地，所述地震烈度分布为扁长的椭圆形，依据震级和地震影响半径求地震烈度沿所述椭圆形长轴方向的计算公式为：

Ia＝5.772+1.237M-4.118log(Ra+25)

其中，Ia为地震烈度，M为震级，Ra为地震影响半径。

求得地震烈度区间：

震级为3时，20km内Ia＝3,20km-60km内Ia＝2,60km-100km内Ia＝1,100km-200km内Ia＝0；

震级为4.5时，20km内Ia＝5,20km-60km内Ia＝3,60km-100km内Ia＝3,100km-200km内Ia＝2；

震级为6时，20km内Ia＝6,20km-60km内Ia＝5,60km-100km内Ia＝5,100km-200km内Ia＝4；

请参阅图4，其为本发明实施例的灾害影响等级巡视风险矩阵示意图。

进一步地，以所述距离和地震烈度建立巡视风险矩阵，其步骤包括：

以地震影响半径由小到大为横轴，以震级由小到大为纵轴，建立二维平面单位矩阵图；将灾害影响等级从低到高分为绿、蓝、黄、橙、红五级颜色方块区分；根据计算出的震源与所述输电线路杆塔坐标的距离确定横坐标，根据震级确定纵坐标，在矩阵图中找出该次地震落入的方块颜色，对应五种颜色矩阵设置应急响应与设备巡检级别。

具体地，所述应急响应与设备巡检级别包括：

绿色级别：结合正常巡视过程中对地震易产生隐患或缺陷设备进行关注，并做好地震信息记录；

蓝色级别：震后72小时内开展巡视；

黄色级别：震后48小时内开展巡检，并根据抽查结果评估是否扩大或缩小巡检范围；

橙色级别：震后24小时内开展巡检，并根据抽查结果评估是否扩大或缩小巡检范围；

红色级别：震后2小时内完成现场巡查作业风险评估，在保障人员安全的前提下方可开展巡检工作，并根据抽查结果评估是否扩大或缩小巡检范围；同时联系外部应急抢修单位做好应急抢修准备，确保随时参与设备抢修。

本地数据库中已存储了管辖范围内输电线路的杆塔坐标，计算出杆塔与震源之间的距离。结合灾害影响等级巡视风险矩阵，得出地震响应等级，指导震后巡视及救灾工作。

进一步地，推送所述应急响应和设备巡检信息至线路运维客户端的步骤包括：

将震源坐标、输电线路杆塔坐标、两者距离信息、巡视风险矩阵中该次地震的地震烈度、震级和灾害影响等级和对应的应急响应和设备巡检信息，以添加标注的方式动态加载入输电线路地震信息快报地图中；并按地震发生频率对线路运维客户端进行实时推送。

本发明所述的输电线路地震响应方法及装置工作的过程是一个动态过程,它是随着地震灾害快速评估系统的不断修正而动态进行有关的对策分析。通过灾害影响等级巡视风险矩阵，将其灾害快速评估的结果，包括地震影响范围、塔基可能受损情况，自动分发到该系统指定位置之后,结合地震灾害基础数据,动态自动生成应急响应与设备巡检级别方案,作为建议性和提示性的信息提供给线路运维人员。

为便于快速大范围评估，程序调用百度地图开发平台提供API SDK开发接口，将从中国地震台网站抓取的地震信息与数据库中获取输电线路杆塔坐标信息，以添加标注方式实现地图动态加载。运维人员即可通过查询界面快速获取地震快报信息，并可对历史数据实现动态查询。

本发明通过大量数据积累，研究地震对输电线路影响评估维度矩阵，为后期地震分析提供数据支撑。

在传统的震后输电线路应急响应技术中，需进行地震信息和线路杆塔位置查询，经过计算距离后，评估地震影响范围，如此耗时较长，且评估不准确。

本发明研究一种输电线路地震快速响应技术，通过网络爬虫技术，自动获取地震信息，根据运维线路杆塔坐标计算距离，结合已建立的风险评估模型，利用程序算法开展自动评估，实现震后快速响应。通过计算机网络爬虫技术，实时抓取地震信息网站最新地震信息，通过后台解析，获得所需数据，再与数据库存量数据计算，获得所有杆塔距离，地震预警信息，响应级别等内容。

相对于现有技术，本发明研究地震信息数据接收和自动解析，较好的解决了当前输电线路震后响应效率低的难题，通过利用地震应急关键信息抓取，可自动计算震源与线路位置关系，结合已固化到系统中的地震评估模型，可将震后危害评估快速推的送给线路运维人员，提高了震后特巡响应速度。同时，借助于该平台，可实现地震信息数据快速共享与历史数据查询，对于指导输电线路防震减灾必将具有广阔的应用前景。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也一同包含这些改动和变形。

Claims (10)

1.一种输电线路地震响应方法，包括：

实时抓取地震信息网站最新的震源信息；

获取所述震源在设定范围内的输电线路杆塔坐标；

计算所述震源与所述输电线路杆塔坐标的距离；

以所述距离和地震烈度建立巡视风险矩阵；

依据所述巡视风险矩阵设置应急响应与设备巡检信息；

推送所述应急响应和设备巡检信息至线路运维客户端。

2.根据权利要求1所述的一种输电线路地震响应方法，其特征在于，实时抓取地震信息网站最新的震源信息的步骤包括：

在爬取队列中添加地震数据库的网站地址；

以网络爬虫技术依次读取网站地址；

根据网页源代码解析网站内容；

抽取网页中的目标数据，传入地震对象；

判断解析出的所述网站内容中是否有未抓取的其他网址，如有未抓取的其他网址，放入爬取队列中继续以网络爬虫技术读取；如所述网站内容中的其他网址被抓取过，放入已抓取网址队列中，并循环抓取直至爬取队列为空。

3.根据权利要求1所述的一种输电线路地震响应方法，其特征在于，所述设定范围内的输电线路杆塔坐标为按照地震影响半径划分为不同级别的距离范围内的本地数据库中的输电线路杆塔坐标。

4.根据权利要求3所述的一种输电线路地震响应方法，其特征在于，所述地震影响半径分为20km、60km、100km、200km四个级别；依次对应震级分为微震、弱震、中强震、强震。

5.根据权利要求1所述的一种输电线路地震响应方法，其特征在于，计算所述震源与所述输电线路杆塔坐标的距离的步骤包括：

将输电线路杆塔坐标与震源坐标统一到WGS84坐标系中；记录震源坐标为A(ja,wa),杆塔坐标为B(jb,wb),根据三角推导两点距离AB的公式为：

AB＝R×Arccos(sin(wa)×sin(wb)+cos(wa)×cos(wb)×cos(ja-jb))

其中，R为地球半径。

6.根据权利要求1所述的一种输电线路地震响应方法，其特征在于，所述地震烈度分布为扁长的椭圆形，依据震级和地震影响半径求地震烈度沿所述椭圆形长轴方向的计算公式为：

Ia＝5.772+1.237M-4.118log(Ra+25)

其中，Ia为地震烈度，M为震级，Ra为地震影响半径。

7.根据权利要求1所述的一种输电线路地震响应方法，其特征在于，以所述距离和地震烈度建立巡视风险矩阵，其步骤包括：

以地震影响半径由小到大为横轴，以震级由小到大为纵轴，建立二维平面单位矩阵图；将灾害影响等级从低到高分为绿、蓝、黄、橙、红五级颜色方块区分；根据计算出的震源与所述输电线路杆塔坐标的距离确定横坐标，根据震级确定纵坐标，在矩阵图中找出该次地震落入的方块颜色，对应五种颜色矩阵设置应急响应与设备巡检级别。

8.根据权利要求7所述的一种输电线路地震响应方法，其特征在于，所述应急响应与设备巡检级别包括：

绿色级别：结合正常巡视过程中对地震易产生隐患或缺陷设备进行关注，并做好地震信息记录；

蓝色级别：震后72小时内开展巡视；

黄色级别：震后48小时内开展巡检，并根据抽查结果评估是否扩大或缩小巡检范围；

橙色级别：震后24小时内开展巡检，并根据抽查结果评估是否扩大或缩小巡检范围；

红色级别：震后2小时内完成现场巡查作业风险评估，在保障人员安全的前提下方可开展巡检工作，并根据抽查结果评估是否扩大或缩小巡检范围；同时联系外部应急抢修单位做好应急抢修准备，确保随时参与设备抢修。

9.根据权利要求1所述的一种输电线路地震响应方法，其特征在于，推送所述应急响应和设备巡检信息至线路运维客户端的步骤包括：

将震源坐标、输电线路杆塔坐标、两者距离信息、巡视风险矩阵中该次地震的地震烈度、震级和灾害影响等级和对应的应急响应和设备巡检信息，以添加标注的方式动态加载入输电线路地震信息快报地图中；并按地震发生频率对线路运维客户端进行实时推送。

10.一种输电线路地震响应装置，包括：

用于实时抓取地震信息网站最新的震源信息的装置；

用于获取所述震源在设定范围内的输电线路杆塔坐标的装置；

用于计算所述震源与所述输电线路杆塔坐标的距离的装置；

用于以所述距离和地震烈度建立巡视风险矩阵的装置；

用于依据所述巡视风险矩阵设置应急响应与设备巡检信息的装置；

用于推送所述应急响应和设备巡检信息至线路运维客户端的装置。