摘要：针对特殊区域输电线路运维的要求，介绍智能图像识别技术和运维管理相结合，以图像识别技术为基础的输电线路运维管理系统。详细阐述了本系统的总体架构和各个子模块主要功能，对图像识别技术在输电线路管理中的应用进行分析和建模，实现输电线路的数字化和智能化，并在实际工程中实践。
关键词：输电线路运维需求；智能运维管理系统；图像识别技术；在线监控
引言
输电线路是电力系统末端，是整个电网系统的重要组成部分。如果输电线路中出现故障又不能被及时发现和检修，影响着用户正常用电，给生产生活带来了不便。当前，单一的输电线路供电逐渐被输电线路集群供电所取代，城市综合体的供电系统呈现出由一个或多个开闭所带几个甚至几十个输电线路的方式，形成了区域性的用户输电线路络，单纯的微机综自系统和配网自动化系统的相关技术和设备已经难以保障输电线路群集的安全、可靠、高效运行。
由于用户输电线路集群的运行具有统一的电源、统一的运行方式和控制策略、统一的保护体系的特征，从而需要新型智能电网技术，将智能变电站技术和智能配网技术有机整合，构成智能输电线路的相关技术和设备，实现输电线路的智能化，才能满足不断提高的供电可靠性和供电效率的要求。未来各类新能源的应用，如分布于社区的微型太阳能发电、微型风力发电、以及电动汽车充电等等，都对输电线路化提出了更高的要求，输电线路的智能化不仅是现实的需要，也将成为未来发展的方向。
目前，我国输电线路的工程建设普遍以二维设计图纸为核心，数据与图纸分离的设计手段。由于二维图纸的直观性较差，数据与图纸信息表达不一致，从而易导致变电站数据的错误或不完整展现。而图像识别技术的应用使输电线路的三维模型与工程数据产生关联，数据可以不断的进行更新和完善，保证了数据信息的继承性，图像识别技术的应用很大程度上提升了输电线路建设中存储数据的质量。
1.输电线路运维管理系统的功能要求
输电线路运维管理系统主要由输电线路测量装置和运维管理软件平台两部分组成，利用图像识别技术、硬件处理技术、网络传输技术、通讯技术、物联网相关技术实现对输电线路的远程监测和控制。可视化线路危险点分析管理系统，能够对线路危险点进行各类电参量和环境参量在线监，同并通过固定机位的现场图像、视频数据进行图像识别分析出线路及线路走廊有关电网输电安全的隐患信息。可视化线路危险点分析管理系统通过后台数据分析实现：1、线路导/地线倾角变化、树障变化及线路受外力破坏的监测分析功能；2、线路危险点的定级报警及人工确认功能；3、全方位可视化监测数据和图像监控数据的管理功能；4、通过对比历史图形图像数据实现线路定性观测和分析功能；5、敏捷灵活的移动应用和微信功能。
2.输电线路运维管理系统的工作模式思考
本系统通过收集整理了线路自身及输电线路走廊的日常运维管理的需求，并调研了目前线路管理已有系统的特性。并结合了目前敏捷运维管理的特性，从而形成了5+7工作模式（如下图）。可以看出该系统内在的数据计算、深度学习、值守机器人是系统改进的关键。
5+7工作模式
5维可视化（前端）、7层应用（后端）。在5+7工作模下，后端云平台和大数据系统依次完成信息采集、环境与设备状态评价、环境与设备风险评估、现场作业策略制定、现场作业计划制定、现场作业与计划实施、绩效评价7层应用，并在7层应用的过程中，在前端通过物联网和移动通信技术实现5个可视化：通道环境可视化、患部位可视化、设备状态可视化、人车工况可视化、现场作业可视化。
在信息采集环节（第1层），对基础数据的建设及信息采集（信息来源以在线可视化装置为主，其次包括人工巡检），实现3个可视化：通道环境可视化、隐患部位可视化、设备状态可视化；在此基础上进行环境与设备状态评价（第2层）及风险评估（第3层），根据风评估结果进行现场作业的策略选择（4层）和计划制定（第5层），借助移动物联网智能一終端及现场作业管理应用软件，实现另外2个可视化。人车工况可视化、现场作业可视化，并完成现场作业计划的实施（第6层），最后进行现场作业及线路运行安全成效评估监督（第7层）。
3应用意义
该系统建设后能让线路运维人员对线路运维犹如亲临现场，能对线路及时故障排除具有重要参考价值，系统自身通过能通过积累长期运行的监测数据进行学习，通过积累了一定量的监测数据和图像，系统将对能有效防止大面积线路杆塔危险事故的发生具有重要意义。
而该系统的开发研制将是长期积累了电网输电线路日常运行维护的需求，不断攻关了深度学习算法、图像智能识别、数学建模、无人历史数据管理、丰富的线路可视化展示应用以及移动应用等技术才得以完善，能够适合电网行业日常运行维护的需求，有效的辅助一线线路巡视管理人员对线路可视化管理，可将现场线路危险点以及嫌疑人的活动准确完整、安全地把报警传送至监测平台和移动应用中。系统对业务应用管理可根据使用人群，划分为：辅助日常生产的业务应用、数据信息的信息管理应用；系统对数据应用管理可根据应用环境，选择设置地市公司级别的在线路集控站、省公司级别的区域线路集中管理中心；系统的信息化管理具有完善的报警、记录以及数据存储、查询和数据接口等功能，能方便与供电局其他系统内的管理网络相连，实现信息的共享；无人值守通过数据自学习、自分析的简易信息化方案可以选择使用PC、手机应用、短信等方式通知到线路管理人员，同时系统后台自动过滤95%以上的无危险点隐患的信息从而减轻人工查阅的劳动力，随着系统监测数据越来越多从而实现精确报警、确保无误报。因此，该系统是一种简单实用、敏捷、可视化的服务与输电线路安全生产的在线监测及危险点分析系统。
4结语
输电线路的运行情况及设备状态监测在电力安全生产及运行中起着重要作用。系统通过将前端的监控数据进行汇总后，实时了解输电线路运行情况的环境状况，对超出指标值的进行自动告警和记录，并通过图像识别建模，将数据和设备信息直观的展示给管理人员，为减少输电线路事故、设备安全运行等奠定了基础。
参考文献：
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作者简介：
刘招帅（1994-02），男，本科，云南电网有限责任公司瑞丽供电局，从事输电线路运行维护检修工作。
论文作者:刘招帅
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/13
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