CN115200570A - 一种电网巡视用导航设备及其导航方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电网巡视用导航设备及其导航方法，涉及电网信息化建设技术领域。导航设备包括数据接收与采集终端、数据发送终端和安全隔离装置，所述数据接收与采集终端通过无线的方式与数据发送终端连接，数据发送终端通过安全隔离装置与电网GIS系统相连接，所述电网GIS系统中包含图形数据以及定位数据，所述数据接收与采集终端包括接收端无线模块、接收端控制器、现场数据接口、键盘显示模块、拍摄相机和避障传感器。基于上述导航设备的导航方法，使得与现有单纯的人工巡视方法相比，巡检人员可通过本导航设备，快速有效地定位电力设备的待巡视位置，并通过定位功能快速且安全地到达检修目的地，从而提高了工作效率、极大地降低了运维成本。
Description
技术领域
本发明涉及电网信息化建设技术领域，具体为一种电网巡视用导航设备及其导航方法。
背景技术
电力从生产到使用需要经历发电、输变电、配电等环节。在输变电环节，输电线路相当于电力的“大动脉”，用于输送电能。在尽可能减少电能损耗的同时，保障电网供电的可靠性和安全性，成了电力人员巡检工作的重中之重。电力设备性能监测的实现主要依靠在电力设备上安装各类传感器（局部放电传感器、温度传感器、故障电流传感器等），以实时在线监测电力设备的运行情况，一旦有异常，及时提醒检修人员，现场排查故障。
在上述技术基础上，目前电力设备巡视的主要方式为单纯的人工巡视，即仅仅依靠巡检人员在没有导航辅助设备的情况下、定期进行人工巡视。但是这种方式易受气候条件、环境因素、人员素质等多方面因素的制约，导致巡视路线安全性、巡视质量和到位率无法保证。同时，由于人工传递信息的时差和延后，会出现运行状态和设备缺陷等信息得不到及时反馈和统计的情况发生，造成缺陷不能及时处理、设备隐患不能及时发现，从而引发设备故障。另外，利用这种传统的巡视管理方法难以有效监督巡视人员，因此由于巡视不到位使得电力设备缺陷未能及时被处理、从而导致设备事故的情况常有出现。
综上所述，提出一种能采集巡视现场数据信息、并辅助巡视人员安全快速到达巡视目的地的导航设备，是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电网巡视用导航设备及其导航方法，以解决传统的单纯人工巡视方法所存在的由于制约因素较多而使得巡视效率低、巡视效果差，从而导致电力设备故障无法及时被处理的问题。
本发明是采用以下技术方案实现的：
一种电网巡视用导航设备，包括数据发送终端、数据接收与采集终端和安全隔离装置，所述数据接收与采集终端通过无线的方式与数据发送终端连接，数据发送终端通过安全隔离装置与电网GIS系统相连接；所述电网GIS系统中包含图形数据以及定位数据；所述数据接收与采集终端包括接收端无线模块、接收端控制器、现场数据接口、键盘显示模块、拍摄相机和避障传感器。
进一步的，所述的数据接收与采集终端与现场数据采集站点基础设施和移动终端基础支撑无线连接。
进一步的，所述的数据发送终端由发送端控制器和发送端无线模块构成，所述安全隔离装置与发送端控制器相连接，发送端控制器与发送端无线模块相连接，发送端无线模块以无线通信的方式与数据接收与采集终端相连接。
进一步的，所述的接收端无线模块、拍摄相机、避障传感器分别与接收端控制器相连接，接收端控制器分别与现场数据接口和键盘显示模块相连接。
进一步的，所述的避障传感器包括红外传感器和超声波传感器。
进一步的，所述的电网GIS系统用于根据所选择的巡检目标建立相应的巡检任务，巡检任务数据通过安全隔离装置传送给发送端控制器，由发送端控制器通过发送端无线模块发送给数据接收与采集终端。
进一步的，所述的数据发送终端和数据接收与采集终端位于电网信息外网，电网GIS系统位于电网信息内网；所述的安全隔离装置用于将电网信息内网和信息外网进行隔离。即将数据发送终端、数据接收与采集终端与电网GIS系统进行安全隔离，从而保证数据的安全性。
一种电网巡视用导航设备的导航方法，应用于上述导航设备，包括如下步骤：
S1：电网GIS系统建立巡视任务；
S2：巡视任务数据导入数据接收与采集终端；
S3：数据接收与采集终端生成实际导航路径，并采集现场数据；
S4：实际导航路径显示给巡视人员。
进一步的，还包括步骤：
S5：电网GIS系统依托现场数据采集站点基础设施对采集到的现场数据进行管理，并通过移动终端基础支撑辅助移动终端作业。
具体来说，对于上述步骤S1至S5，所述电网GIS系统的图形数据、定位数据首先向数据接收与采集终端导入，而后电网GIS系统通过数据发送终端利用数据接收与采集终端生成实际导航路径并采集现场数据，实际导航路径通过导航设备的显示屏显示给巡视人员。并且，电网GIS系统可通过在现场建立的数据采集站点基础设施和移动终端基础支撑，实现对现场数据采集的有效管理，实现移动终端的断点续传、坐标系转换、数据回传等辅助作业以及数据处理、数据采集控制等一系列工作。其中，所述电网GIS系统对电网设备定位后，通过安全隔离装置将定位信息发送到数据接收与采集终端，数据接收与采集终端能通过实际导航路径和定位功能帮助巡检人员或抢修人员快速到达目的地，从而提高工作效率、降低运维成本。
其中，S3包括如下子步骤：
S31：拍摄相机拍摄环境图像，避障传感器检测障碍物信息；
S32：环境图像与障碍物信息发送至接收端控制器；
S33：接收端控制器根据环境图像与障碍物信息，不断修正巡视任务数据内的预定导航路径，生成实际导航路径。
具体来说，为避免预定导航路径上出现未被更新的特殊情况（环境不易巡视人员通过或出现障碍物等），在导航设备沿预定导航路径移动的过程中，拍摄相机会以一定的角度间隔进行图像环拍，并对得到的图像进行三维恢复、从而生成三维地形图；避障传感器中的红外传感器可探测临近或突发障碍、超声波传感器可计算障碍物距离。基于接收到的三维地形数据和传感器数据，接收端控制器会计算该地形的可通过性以及障碍的影响性，并据此判断是否需要对预定导航路径进行修正以及修正方向。具体来说，如果判断结果为不需要对预定导航路径进行修正，则预定导航路径即为实际导航路径；如果判断结果为需要修正，则接收端控制器会计算最优行进方案，生成区别于预定导航路径的实际导航路径。
本发明实现的有益效果是：
与现有单纯的人工巡视方法相比，本方案通过电网GIS系统、数据发送终端、数据接收与采集终端和安全隔离装置的配合工作，可具体地获取电力设备的各项现场数据信息，使巡视人员可预先掌握现场情况，以提前做好相应准备；并且，通过导航功能和定位功能可辅助巡视人员安全且快速地达到检修目的地，节省了就位时间、有效规避了各项不安全因素、保证了巡视效果，从而提高了工作效率、极大地降低了运维成本。
附图说明
图1是本发明中一种电网巡视用导航设备的组成框图；
图2是本发明实施例1中一种电网巡视用导航设备的数据接收与采集终端的组成框图；
如图所示：1、数据接收与采集终端；2、数据发送终端；3、安全隔离装置；4、电网GIS系统；5、发送端控制器；6、发送端无线模块；7、接收端控制器；8、接收端无线模块；9、现场数据接口；10、键盘显示模块。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。
实施例1
请参照图1至图2，一种电网巡视用导航设备，包括数据接收与采集终端1、数据发送终端2和安全隔离装置3，数据接收与采集终端1通过无线的方式与数据发送终端2连接，数据发送终端2通过安全隔离装置3与电网GIS系统4相连接，电网GIS系统4中包含图形数据和定位数据。其中：
数据接收与采集终端1还与现场数据采集站点基础设施和移动终端基础支撑无线连接；
数据发送终端2和数据接收与采集终端1位于电网信息外网，电网GIS系统4位于电网信息内网，安全隔离装置3用于将电网信息内网和信息外网进行隔离；
数据发送终端2由发送端控制器5和发送端无线模块6构成；安全隔离装置3与发送端控制器5相连接，发送端控制器5通过与发送端无线模块6相连接，发送端无线模块6以无线通信的方式与数据接收与采集终端1相连接；
数据接收与采集终端1由接收端无线模块8、接收端控制器7、现场数据接口9和键盘显示模块10构成，接收端无线模块8与接收端控制器7相连接，接收端控制器7分别与现场数据接口9和键盘显示模块10相连接；
电网GIS系统4能够根据所选择的巡检目标建立相应的巡检任务，巡检任务数据通过安全隔离装置3传送给发送端控制器5，由发送端控制器5通过发送端无线模块6发送给数据接收与采集终端1。
一种电网巡视用导航设备的导航方法，应用于上述导航设备，包括如下步骤：
S1：电网GIS系统4建立巡视任务；
S2：巡视任务数据导入数据接收与采集终端1；
S3：数据接收与采集终端1采集现场数据；
S4：导航路径显示给巡视人员；
S5：电网GIS系统4依托现场数据采集站点基础设施对采集到的现场数据进行管理，并通过移动终端基础支撑辅助移动终端作业。
具体来说，对于上述步骤S1至S5，所述电网GIS系统4的图形数据、定位数据首先向数据接收与采集终端1导入，而后电网GIS系统4通过数据发送终端2利用数据接收与采集终端1采集现场数据，导航路径通过导航设备的显示屏显示给巡视人员。并且，电网GIS系统4可通过在现场建立的数据采集站点基础设施和移动终端基础支撑，实现对现场数据采集的有效管理，实现移动终端的断点续传、坐标系转换、数据回传等辅助作业以及数据处理、数据采集控制等一系列工作。其中，所述电网GIS系统4对电网设备定位后，通过安全隔离装置3将定位信息发送到数据接收与采集终端1，数据接收与采集终端1能通过定位功能帮助巡检人员或抢修人员快速到达目的地，从而提高工作效率、降低运维成本。
实施例2
在实施例1的基础上，数据接收与采集终端1还包括拍摄相机与避障传感器，避障传感器包括红外传感器和超声波传感器，拍摄相机、避障传感器与接收端控制器7连接。
基于上述结构，一种电网巡视用导航设备的导航方法，包括如下步骤：
S1：电网GIS系统4建立巡视任务；
S2：巡视任务数据导入数据接收与采集终端1；
S3：数据接收与采集终端1生成实际导航路径，并采集现场数据；
S4：实际导航路径显示给巡视人员；
S5：电网GIS系统4依托现场数据采集站点基础设施对采集到的现场数据进行管理，并通过移动终端基础支撑辅助移动终端作业。
其中，S3包括如下子步骤：
S31：拍摄相机拍摄环境图像，避障传感器检测障碍物信息；
S32：环境图像与障碍物信息发送至接收端控制器7；
S33：接收端控制器7根据环境图像与障碍物信息，不断修正巡视任务数据内的预定导航路径，生成实际导航路径。
具体来说，为避免预定导航路径上出现未被更新的特殊情况（环境不易巡视人员通过或出现障碍物等），在导航设备沿预定导航路径移动的过程中，拍摄相机会以一定的角度间隔进行图像环拍，并对得到的图像进行三维恢复、从而生成三维地形图；避障传感器中的红外传感器可探测临近或突发障碍、超声波传感器可计算障碍物距离。基于接收到的三维地形数据和传感器数据，接收端控制器7会计算该地形的可通过性以及障碍的影响性，并据此判断是否需要对预定导航路径进行修正以及修正方向。因此，本实施例进一步的实现了对预定导航路径的修正，即具备了根据现场环境而进行导航路径优化的功能，从而实用性更强、导航效果更好、安全性更高。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，具体实施方式中所示的也只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式，均应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种电网巡视用导航设备，其特征在于：包括数据发送终端(2)、数据接收与采集终端(1)和安全隔离装置(3)，所述数据接收与采集终端(1)通过无线的方式与数据发送终端(2)连接，数据发送终端(2)通过安全隔离装置(3)与电网GIS系统(4)相连接；
所述电网GIS系统(4)中包含图形数据以及定位数据；
所述数据接收与采集终端(1)包括接收端无线模块(8)、接收端控制器(7)、现场数据接口(9)、键盘显示模块(10)、拍摄相机和避障传感器。
2.根据权利要求1所述的一种电网巡视用导航设备，其特征在于：所述数据接收与采集终端(1)与现场数据采集站点基础设施和移动终端基础支撑无线连接。
3.根据权利要求1所述的一种电网巡视用导航设备，其特征在于：所述数据发送终端(2)由发送端控制器(5)和发送端无线模块(6)构成，所述安全隔离装置(3)与发送端控制器(5)相连接，发送端控制器(5)与发送端无线模块(6)相连接，发送端无线模块(6)以无线通信的方式与数据接收与采集终端(1)相连接。
4.根据权利要求1所述的一种电网巡视用导航设备，其特征在于：所述接收端无线模块(8)、拍摄相机、避障传感器分别与接收端控制器(7)相连接，接收端控制器(7)分别与现场数据接口(9)和键盘显示模块(10)相连接。
5.根据权利要求1所述的一种电网巡视用导航设备，其特征在于：所述避障传感器包括红外传感器和超声波传感器。
6.根据权利要求1所述的一种电网巡视用导航设备，其特征在于：所述电网GIS系统(4)用于根据所选择的巡检目标建立相应的巡检任务，巡检任务数据通过安全隔离装置(3)传送给发送端控制器(5)，由发送端控制器(5)通过发送端无线模块(6)发送给数据接收与采集终端(1)。
7.根据权利要求1所述的一种电网巡视用导航设备，其特征在于：所述数据发送终端(2)和数据接收与采集终端(1)位于电网信息外网，电网GIS系统(4)位于电网信息内网；所述的安全隔离装置(3)用于将电网信息内网和信息外网进行隔离。
8.一种电网巡视用导航设备的导航方法，应用于权利要求1-7任一所述的一种电网巡视用导航设备，其特征在于，包括如下步骤：
S1：电网GIS系统(4)建立巡视任务；
S2：巡视任务数据导入数据接收与采集终端(1)；
S3：数据接收与采集终端(1)生成实际导航路径，并采集现场数据；
S4：实际导航路径显示给巡视人员。
9.根据权利要求8所述的一种电网巡视用导航设备的导航方法，其特征在于，还包括步骤S5：电网GIS系统(4)依托现场数据采集站点基础设施对采集到的现场数据进行管理，并通过移动终端基础支撑辅助移动终端作业。
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