摘要：近年来，受工农业生产和人们生活习俗影响，输电线路因山火跳闸事故频发，严重影响电网的安全稳定运行，需要对输电线路山火采取有效的监测，提前发布山火预警，提高山火灾害防控。
关键词：输电线路；电网安全稳定；山火预警
1输电线路山火监测系统
输电线路山火监测系统硬件由卫星接收装置、前端接收服务器、后端应用服务器和山火预警服务器组成。卫星通过红外遥感传感器获取地面温度数据，然后发送给地面卫星接收装置。卫星接收装置将数据传输给数据处理服务器，进行图片预处理，再将图片传输给后端火点判识与预警服务器，进行火点的判识与线路告警计算。最后将监测与预警信息发布给输电线路运行维护单位，进行山火应急处置。前端接收服务器主要进行快视、投影和传输。快视即将获取的卫星数据显示为包含经纬度信息的原始卫星云图。投影是将获得的卫星图片投影到监测目标地理范围。后端应用服务器是山火监测的核心，主要进行图像处理、与其他资料融合叠加和山火判识等，可同时处理多颗卫星数据。图像处理环节将图片进行过滤（去除斑点、滤波、锐化等）、几何变换（快速傅立叶变换、离散余弦变换、沃尔什变换等）、点运算（线性变换、阈值变换、灰度均衡等）、颜色处理（颜色调整、灰度化、反色）等一系列处理，消除各种干扰因素，以便于火点判识。经处理后的图片可以叠加地理信息，经火点判识处理后，得到火点的经纬度坐标及其地理信息。山火预警服务器将接收的火点信息导入包含地理和线路杆塔信息的预警系统，计算火点与线路距离，给出告警结果，并将告警进行发布。山火预警信息具有信息存储、历史查询、统计分析等功能。
2输电预警系统关键技术实现
2.1空间数据库技术
采用关系数据库或对象关系数据库管理空间数据，可以充分利用RDBMS数据管理的功能，利用SQL语言对空间与非空间数据进行各项数据库操作，同时可以利用关系数据库的海量数据管理、事务处理（Transaction）、记录锁定、并发控制、数据仓库等功能，使空间数据与非空间数据一体化集成。采用关系数据库管理空间数据库是GIS发展的潮流，增加了空间数据的互操作性。输电线路山火预警监测系统地理空间数据库沿用成熟的Arc SDE结合SQL Server的空间数据管理模式，将空间数据存储在关系型数据库中，通过空间数据引擎以及应用服务器对空间数据进行有效管理，并通过专用开发包进行数据库功能开发，实现数据库系统的集成管理。
2.2Arc GIS Server技术
Arc GIS Server是ESRI公司的服务器端产品，是一套用于开发Web企业级GIS应用的服务器端Arc Object组件集，是一个用于构建集中管理、支持多用户的企业级GIS应用的平台。Arc GIS Server提供了丰富的GIS功能，例如地图、定位器和用在中央服务器应用的软件对象。开发者使用Arc GIS Server可以构建Web应用、Web服务，以及其他运行在标准的.NET和J2EEWeb服务器上的企业应用。它可以让开发者和系统设计人员实现一个集中的GIS，支持多用户访问。集中的GIS服务器可以通过Web浏览器向用户提供GIS功能，简化了系统和应用程序的管理。
2.3Flex技术
Flex是一个高效、免费的开源框架，可用于构建具有表现力的Web应用程序。这些应用程序利用Adobe Flash Player和Adobe AIR，运行时跨浏览器、桌面和操作系统实现一致的部署。使用Flex创建的RIA可运行于使用Adobe Flash Player软件的浏览器中。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前，Flex技术已经被越来越多的用户和程序员所采用。山火监测预警子模块基于Flex框架搭建，利用Arc GIS Flex API和Flex framework来完成地图渲染、绘制及客户端数据处理，系统用户界面丰富、体验性强、功能完善、操作灵活。
2.4组件式GIS开发技术
组件式软件是新一代GIS的重要基础，Com GIS的出现为传统GIS面临的多种问题提供了全新的解决思路。Com GIS的基本思想是把GIS的各大功能模块划分为几个控件，每个控件完成不同的功能。各个GIS控件之间，以及GIS控件与其他非GIS控件之间，可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终的GIS应用。组件式GIS摆脱了传统GIS自带的二次开发语言的束缚，可以利用通用的计算机语言进行应用开发，便于与其他系统集成，易于开发新系统和新应用。数据管理维护子模块采用ArcEngine9.3.1技术开发，完全脱离Arc Gis的桌面环境。
3线路杆塔与火点距离优化
输电线路杆塔数量众多，多达数十万基，在出现大范围山火，火点数多达数百个时，如进行遍历搜索，则计算火点与输电线路距离费时非常长，且严重影响到服务器的工作效率。本文提出一种基于数据库引擎和网格索引的火点最近杆塔距离优化算法。通过在数据库引擎端将地图区域网格化，优先搜索火点所在网格内的最近杆塔，如未找到则扩展至临近网格，直至找到离火点最近的杆塔，实现快速计算火点与输电线路距离，当距离小于门槛值时，及时发布输电线路山火告警信息，指导线路运维人员尽快赶赴现场处置输电线路山火。
4系统应用
系统成功应用于国家电网湖南、湖北、四川、安徽等11省市跨区输电线路的山火监测与预警工作。2013年初清明节期间，4月1日至4月17日，共监测到869个火点，其中跨区电网输电线路山火一级告警29个，27个得到验证确有山火。如4月2日上午11时，系统监测到安徽铜陵地区朱桂2882线24#东南侧422m处有一级告警火点，火点亮温值为329，高于火点判断阈值320，经安徽电力公司线路运维人员现场验证，朱桂2882线24#东南侧约500m处确有山火发生，线路转冷备用状态。4月2日15时，系统监测到湖北省电力公司磁永线181#杆塔西侧952m处发生一级告警山火，火点亮温值为330，高于火点判断阈值321，经现场人员核实，磁永线181#杆塔西侧约1000m处确实发生山火；4月13日9时，系统监测到咸梦II回湖北段34#杆塔西南侧965m处发生山火一级告警，火点亮温值为328，高于火点判断阈值，经现场人员核实现场确有山火，火场面积较大。现场应用结果表明系统能有效监测到较大地理区域范围的山火，及时对输电线路进行山火预警。
5结论
由上所述，利用空间数据访问技术，基于Flex框架、Arc G IS Server技术、组件式GIS开发技术等，开发了数据线路山火预警监测系统，预测大面积山火可能对电力设备产生的影响，为电力部门提供科学决策，保证电网的安全稳定运行。
参考文献：
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[2]胡湘，陆佳政，曾祥君，等.输电线路山火跳闸原因分析及其防治措施探讨[J].电力科学与技术学报，2010，25（2）：73-78
作者简介：
张生生（1980.05-），男，辽宁省本溪人，沈阳工程学院电气工程及其自动化专业，本科学历，单位：国网本溪供电公司，研究方向：输电线路。邮编：117000
论文作者:张生生,赵帅科,胡旭,周彬,张建军
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/17
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