变电站智能巡检方案金万码.docx
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变电站智能巡检方案金万码
变电站智能巡检系统
技术解决方案
（广域网版）
沈阳金万码高科技发展有限公司
GPS事业部
一．变电站智能巡检管理系统概述
随着社会的进步与发展，各行各业对其管理工作的要求越来越规范化、科学化。
对所辖区域内的重点设备、线路、财产安全的定时定点巡检及突发事件实时上传的要求也越来越高。
及时消除隐患、防患于未然是每一位企业领导、管理者的期望。
利用计算机进行变电站管理已经成为电力企业日常管理的一项重要手段。
多年来，电力系统依据自身条件和特点，对变电站内的基础设施的数据采集多为人工录入，而管理系统只担负了统计、查询功能。
通常人工录入数据时间长，漏录、错录机率大，人为出错的因素较多，电力改造后漏改，错改问题就更加突出。
而随着RFID/GPS应用技术的普及，使我们通过科学的技术手段来采集电力设施基础信息成为可能。
利用RFID/GPS采集的经纬度坐标，实时动态的生成GIS地理信息图层，显示巡检路径图，同时也保证了数据信息录入的准确性。
根据变电站每月采集的缺陷并结合手动录入的基础设施基础数据和动态数据如检修记录和设备变更记录等，生成变电站设施的实时运行资料。
使GIS，GPS及设备资料管理结合一起，使变电站设施的运行管理，检修管理和资料的保存、查询三位一体，形成一套完整、高效、实用的新模式。
我公司在全世界率先研发出了在线式GPS巡检管理系统，采用世界领先的RFID射频识别技术、GPS全球卫星定位技术、GPRS通用无线分组业务、GIS地理信息系统和计算机网络通信与数据处理技术，在GSM通讯平台上研发出适用于多种行业的巡检人员跟踪管理及监控系统。
通过本系统可以远程跟踪管理所有在GSM网络覆盖范围内的特定移动目标，从而记录巡检人员所巡路线及到达指定位置的时间，并记录现场实际情况，实时上传到监控中心，实现对巡检工作状态有效管理和现场突发事件的及时处理。
该系统极大地提高了各类巡检工作的规范化及科学化水平，杜绝了对巡检人员无法科学、准确的考核和被巡检对象有效的监控现象，有效地保障了被巡检设施处于正常工作状态。
并对突发事件的应急处理提供了最有效的解决方案。
1、系统设计目的
✧增强安全防范管理的科学化手段，技术实现具有先进性；
✧实现对变电站现场巡检人员实时监控，达到集中管理的目的；
✧解决传统在线巡检模式下布线的问题；
✧解决普通巡检模式下布点和数据无法实时上传的问题；
✧解决传统模式下无法使用地图显示巡检人员位置的问题；
✧解决感应式巡检模式下无法在电场及磁场条件下使用；
✧解决现场突发事件的应急处理实现对现场人员紧急调动；
✧实现巡检轨迹与巡检数据全部上传，提供轨迹回放与数据查询；
✧满足各行各业的需求，功能强大操作简单；
✧避免变电站资料的重覆录入，保证资料输入的一至性和准确性；
✧为电力企业的变电站设备状态检修提供资料基础；
2、系统设计原则
✧可靠性：
系统可保证长期安全地运行。
系统中的硬软件及信息资源应满足可靠性设计要求；
✧安全性：
系统具有必要的安全保护和保密措施，有很强的应对计算机犯罪和病毒的防范能力，支持多用户分级管理的要求；
✧容错性：
系统具有较高的容错能力，有较强的抗干扰性。
对各类用户的误操作应有提示或自动消除的能力；
✧适应性：
系统对不断发展和完善的统计核算方法、调查方法和指标体系具有广泛的适应性；
✧可扩充性：
系统的硬软件具有扩充升级的余地，不可因硬软件扩充、升级或改型而使原有系统失去作用；
✧实用性：
注重采用成熟而实用的技术，使系统满足用户业务需求；
✧先进性：
在实用的前提下，采用国际先进的GPS定位模块和RFID射频技术，跟踪国内外最先进的计算机硬软件技术、信息技术及网络通信技术，使系统具有较高的性能指标；
✧易操作性：
贯彻面向最终用户的原则，建立友好的用户界面，使用户操作简单直观，易于学习掌握；
✧多系统性：
系统支持windows各个操作系统及linux操作系统
✧系统结构采用当前流行的B/S架构，也就是Http模式，使之达到数据共享，又为以后的系统扩展做好铺垫。
3、应用技术介绍
✧RFID无线射频识别技术（RadioFrequencyIdentification）
RFID即射频识别，俗称电子标签。
RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境，操作快捷方便。
✧GPS全球卫星定位技术（GlobalPositioningSystem）
全球卫星定位系统是随着现代科学技术的发展建立起来的一个高精度、全天候和全球性的无线电导航定位、授时的多功能系统。
它利用位于距地球2万多公里高的、由24颗人造卫星组成的卫星网，向地球不断发射定位信号。
地球上的任何一个GPS接收机，只要接收到三颗以上卫星发出的信号，瞬间就可以解算出被测载体的运动状态，如：
经度、纬度、高度、时间、速度、航向等。
✧GPRS通用无线分组业务（GeneralPacketRadioService）
一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。
通俗地讲，GPRS是一项高速数据处理的技术，方法是以"分组"的形式传送资料到用户手上。
虽然GPRS是作为现有GSM网络向第三代移动通信演变的过渡技术，但是它在许多方面都具有显著的优势。
而GPRS的最大优势在于：
它的数据传输速度不是WAP所能比拟的。
目前的GSM移动通信网的传输速度为每秒9.6K字节，GPRS手机在今年年初推出时已达到56Kbps的传输速度，到现在更是达到了115Kbps。
✧GIS地理信息处理系统（GeophysicsInformationSystem）
本系统是为了获取、存储、显示、查询定位数据而建立起来的计算机数据库管理系统，将所需要的信息和资料直观、形象地在电子地图上以图形或表格的形式显示出来，为GPS卫星定位提供良好的地图环境，并能将空间信息和属性信息的处理完美结合起来，以直观的方式显示位置状态等信息。
实时型GPS巡检器通过GSM网络将卫星定位数据信息实时发送到监控管理中心，管理中心可以及时对巡检人员的工作状态进行有效监控。
在管理中心的电子地图上，实时跟踪显示巡检人员的的路线及位置信息。
从而达到对巡检人员工作状态和现场突发情况的有效管理的目的。
二、系统构成
系统由管理中心（数据库/WEB）服务器、客户端、在线式增强型GPS巡检器、感应式巡检点、GPRS无线通讯、GIS地理信息系统、巡检管理软件组成。
说明：
1）硬件产品WM-5000PH5，同时具有GPS定位、RFID读卡、GPRS在线、
WIFI传输、拍照、通话、一键报警等功能，选择工业级元器件，关键元器件达到军工级
2）管理软件采用BS网络架构，同时管理中心的计算机要有IP地址，用来
接收在线式GPS巡检器上传的数据信息，软件具备各级管理者可根据各自的管理权限来（单条件及多条件组合）查看人员、线路、时间、漏检等巡视结果的功能，并以颜色区分，同时自动分析巡检情况，以多种图表显示出来。
工作流程：
巡查人员携带GPS巡检器在线路上巡视，巡检器实时接收GPS卫星信息，按预先设定的时间间隔上传经纬度、时间信息到管理中心，在管理中心的电子地图上就可以实时看到巡查人员的行动轨迹，当在变电站内对电力设备进行巡查时，设备识读预先安装在设备上的感应点（对应设备设施），巡检器自动显示该点位的设备设施名称（与卡号对应），同时提示显示该设备需要巡查的对应事件（缺陷）项目，巡检人员检查完毕并一一录入确认后，还可以拍照备案，可以通过无线网络（3G/GPRS/WIFI）将人员的到达时间、事件、图片上传到管理中，在软件的示意图上可以看到该点位的颜色变化和现场信息。
三、系统应用流程图
四、产品功能介绍
1、增强型在线式GPS巡检器
型号：
WM-5000PH5
增强型GPS巡检器基于安卓操作系统，采用RFID技术、GPS全球卫星定位技术，在GSM/GPRS网络平台上实时传送定位信息（经度、纬度、时间），现场信息及图片信息，突发事件可以通过语音通话功能及时上报管理中心。
适用于多种行业大范围移动的巡检人员的跟踪管理及监控。
该巡检器可以在GSM网络覆盖范围内远程跟踪特定移动目标，从而记录移动目标的行走路线，并进行轨迹回放。
达到对巡检人员工作状态和现场工作事件的有效管理。
巡检器突出特点就是巡检现场减少布点，定位信息和图片即时传送，语音通话。
巡检器带有3.5寸TFT高清触摸屏。
在巡检过程当中，增强型的辅助功能有电量不足提示、定位信息经纬度显示、当前时间显示、GSM信号强度显示、记录短信条数显示、工作模式显示。
有定点巡检和移动轨迹两种工作方式，模式切换可通过巡检器来选择。
防尘防水等级IP65，1.5米防跌落，确保在各种恶劣环境下的工作。
✧备注说明：
每台GPS巡检器需要安装一个SIM卡（手机卡）。
1.1技术指标
技术指标
参数
产品图示
定位精度
≤10米
定位时间
冷启：
≤30s，热启：
≤1s
中断定位恢复时间：
≤2s，自动搜索：
≤100S
工作电压
3.3v
电池
3.7v锂电池，容量4000mAh
通讯方式
GPRS/WCDMA/WIFI/USB
读卡距离
3-5CM
待机时间
20-24小时
工作温度
-25－+55℃
相对湿度
5％～95%
外型尺寸
156×72×31mm
重量
312g（含电池）
1.2功能简介
✧采用GPS卫星定位技术，GPS导航：
内置GPS，支持A-GPS，全天侯，自动接收卫星定位信息。
自动卫星定位，记录时间信息，并进行轨迹记录及回传；
✧实时显示当前的经度、纬度、时间、信号强度、电池状态；
✧具有通话、拍照、发送图片、报警等功能，多媒体信息采集功能（拍照、录像、文字），自动记录位置坐标并实时上报；
巡检数据采集、记录、实时位置、图像视频回传、轨迹记录等功能；
紧急情况分类别一键报警；
✧安卓4.2.2操作系统；
✧采用800万像素AF拍照，可将现场图片上传至管理中心；
✧网络支持：
GSM/GPRS/WCDMA
✧CPU频率：
=1.4G（四核）；RAM容量：
=1G；ROM容量：
=4GB；
✧存储卡：
MicroSD卡；支持=32GB
✧电池：
4000mAh可拆卸式电池；
✧可识读13.56MHz电子标签（可选）；
✧防尘防水等级IP65，可承受1.5米高度跌落到地面的冲击，确保在各种恶劣环境下的工作。
✧数据自动实时回传，无需操作，方便巡查人员使用；
✧手持终端无信号或SIM卡欠费时可正常完成巡检工作，数据自动缓存，检测到信号时数据自动上报，无需要人为管理，即使在恶劣条件环境也可以保证数据的完整性；
✧随时在电子地图上查看自己的当前位置；
✧随时查看管理员发布的内部通知公告；
✧操作简单，方便巡检人员使用。
✧防退出功能：
退出系统需要输入授权密码，防止工作人员无意或故意退出系统，不正常工作。
1.3产品特点
✧GPS定位、射频识别技术以及无线传输技术相结合；
✧监控容量大，扩容方便，系统兼容性好的特点；
✧可实时掌握巡检人员的工作状态及所在巡检线路；
✧可利用电子地图回放行走路线，形象，逼真；
✧位置信息准确，数据传送及时；
✧采用语音通话功能，可将现场紧急情况上报管理中心；
✧GPRS数据传输模式，传输速度快费用低；
✧可将现场情况及图片信息编辑处理后上传管理中心；
✧针对巡检、巡逻、巡视行业特点研发设计，专业性极强；
2、感应式巡检点
型号：
WM-70A/EM
感应式巡给点无需电源，无需布线，具有防水、防尘、防腐蚀、耐高低温、使用寿命长且体积小等特点。
具有静电保护功能及唯一性无法复制，可隐蔽式安装在物体内部。
（安装在GPS无法定位的指定地点或必须要求到达的指定地点）
技术指标：
序号
技术指标
参数
图片
1
温度
-40℃～+85℃
2
湿度
100%
3
压力
200千克
4
尺寸
76mm×56mm
5
频率
13.56MHz
3、巡检系统软件介绍
软件版本基于Windows应用开发平台，数据库Server采用微软性价比高的SQLSERVER2008，可稳定的运行在X86架构下的服务器和PC机，全面兼容微软的MicrosoftWindows操作系统。
管理系统软件分为三层：
数据传送层、数据存储层和数据图形呈现层。
可以根据用户具体业务需求对管理系统软件进行二次开发。
3.3.1软件结构图
3.3.1.1数据采集层
通过GPRS无线传输获取巡检人员在变电站巡检的定位数据、巡检时间、现场情况等信息，获取的数据实时地存储到管理中心的数据库中。
3.3.1.2数据存储层
采用MicrosoftSQLserver数据库，存储巡检人员巡逻时的定位信息、日期和时间、巡检人员发送的关于变电站的信息等数据，实现变电站数据的集中管理和统一发布。
3.3.1.3数据图形呈现层
采取GIS图形管理方式显示巡检人员巡检路线、数据采集时间，均可在系统中动态、形象、直观地显示出来。
对巡检人员发回的变电站巡检的设备状态等信息，以特殊的符号显示出来，通过鼠标可以查看详细信息。
它还可以生成统计报表，定期统计和核定巡检人员的工作量，并上报上级监测中心。
3.3.2软件特点
Ø设计：
人性化，参数化，树型结构设计。
设置简单灵活实现智能化操作。
Ø计划：
智能排班，可实现任何方式的排班计划，排班可修改。
Ø查询：
单条件及多条件组合查询，人员、线路、时间、漏检等情况，不同颜色代表不同结果，一目了然。
Ø统计：
自动分析巡检巡更情况，扇形图表及多种图表显示，更清晰更明了。
Ø安全：
双重密码保护，数据自动备份，安全可靠。
Ø报警信息：
软件收到巡检器报警信息时，可触发声音或者报警器提示。
Ø电子地图：
巡检数据可直接显示在电子地图上，不同颜色代表不同巡检情况。
Ø实时数据：
软件实时接收巡检器上传的巡检数据，以报表和地图方式显示。
Ø二次开发：
系统软件支持二次开发，同时按照OPC标准可为客户提供SDK。
3.3.3软件主要功能模块
3.3.4软件界面介绍（标准版本）
1.在客户端电脑输入服务器相应网址就可登陆巡检软件进行数据上传。
2.进入巡检软件进行相应操作界面：
3.巡检数据查询（可查询相应时间断的数据）
4.巡检事件对应照片查询
5.巡检地点内容设置及录入（可针对不同点设置对应的参数信息）
6.巡检计划设定（针对不同地点执行相应的巡检计划，形成考核及查询依据）
7.巡检人员的录入（录入需要巡检人员的相关信息，使巡检考核精确到人）
3.4.3手持机巡检操作界面
1.进入巡检界面选择巡检人员
2.进入读卡界面，按键读卡。
3.
3.读卡后弹出输入参数对话框，输入对应参数，特殊情况可拍照并写备注。
五、系统配置表
管理中心软件硬件配置
软件配置
序号
产品名称
产品型号
数量
单位
单价/元
备注
1
GPS巡检管理软件
WM-GPS8.0
1
套
2
数据库软件
SQLSERVER2008
1
套
3
电子地图
1
套
指定区域
硬件配置
序号
产品名称
产品型号
数量
单位
单价/元
备注
1
服务器/Web服务器
1
台
数据库与Web共用服务器
2
管理计算机
1
3
增强型GPS巡检器
WM-5000PH5
台
防爆
4
感应式巡检点
WM-70A/EM
个
可选
客户端基本要求
1
浏览器（IE）
8.0版本及以上
2
合计：
六、电力行业应用案例说明
1、河南省电力公司信阳分公司信阳线路工区电力线路GPS巡检管理系统
中标时间：
2008年1月
应用产品：
WM-5000PH3
项目概况：
信阳电力公司线路工区管辖下属8县2区共50多条高压线路，全长6000多公里，3000多级电力杆塔的管理与维护。
每条电力高压线路分由工区各班组的近百名巡检员分工进行巡检。
针对不同的巡检段可制定不同的巡检计划，比如每月1次，或每周特巡1次等。
巡检员应在指定的时间段内完成该次巡检，通过步巡或者车巡到达指定的巡检路段。
应用情况：
利用GPS采集的经纬度坐标，可以动态的生成GIS地理信息图层，显示线路路径图。
同时根据GPS巡检设备上传的杆塔经纬度信息可计算线路长度，根据定位信息可计算杆塔数量和距双向变电站距离。
根据输入的杆塔类型，可自动判别铁塔数量、耐张塔数量、直线塔数量、水泥杆数量、耐张杆数量、直线杆数量。
这些数据根据定位信息改变，当线路因技改或改造后发生改变，只要重新定位数据自动更新。
并在GIS中显示出来新的线路路径图及线路道路图。
杆塔数据库可分月巡检记录，由GPS巡检设备上传，并根据月巡检记录统计杆塔缺陷记录，杆塔类型由数据判别，档距由经纬度换算数据，图纸由线路图纸调用，其它数据由高度，耐张段长度，盐密度，绝缘子检测，导线连接器测量，特巡检查，影像资料，交叉跨越测量，接地电阻测量，杆塔倾斜测量，混凝土杆裂缝检查，钢绞线及地埋金属部件锈蚀检查，检修维护，外部隐患处理，通道处理，设备变更数据筛选生成。
根据GPS巡线设备每月采集的线路缺陷并结合录入的电力线路基础数据和动态数据如线路检修记录和设备变更记录等，生成电力线路的实时运行资料。
使GIS，GPS及电力线路资料管理结合一起，使线路的运行管理、检修管理和资料的保存、查询三位一体，形成一套完整、高效、实用的新模式。
统计查询部分将杆塔资料部分的运行、测量、巡视、检修表格资料按线路汇总后分类、统计、查询、打印。
以上内容构成了整条线路运行资料，按线路来进行分类、统计、打印。
相关信息关联到该线路名称下的数据库中。
为线路的安全可靠运行及状态检修提供可靠，真实、有效的依据。
解决的问题：
1、通过设在信阳的管理中心，可以设置各级杆塔路段和巡检线路，并对各级电力线路的巡检任务进行部署。
2、实现对巡检员的监控，达到集中管理的目的。
3、核对电力线路资源数据，获得更科学的巡检资源数据。
4、可以与电力系统内的MIS系统相结合，进行巡检情况考核，并向上一级中心提供各种线路巡检工作报表。
2、中电广西防城港电力有限公司电力线路GPS巡检管理系统
中标时间：
2011年3月
应用产品：
WM-5000PH3
项目概况：
中电广西防城港电力有限公司是广西壮族自治区大型的中外合营电力企业，防城港电厂由香港中华电力（香港中电控股集团子公司）与广西水电集团公司（广西电网公司下属单位）共同投资建设，分别占70％和30％的权益。
该项目规划容量为240万千瓦，一期建设两台60万千瓦的燃煤超临界脱硫发电机组。
项目总投资约55亿元人民币，#1、#2机组分别于2007年9月和2008年1月投产发电。
一期工程建成后，每年的发电量约60亿千瓦时，除了满足广西沿海工业巨大的电力需求外，还可以向邻近地区输电。
公司二期项目工作已于2006年10月份启动。
应用情况：
主要针对于高压杆塔的巡检，按照计划对相应的线路巡检，GPS卫星定位与GIS、GPRS的完美结合，实时的将信息传输到管理中心，遇到一些事故情况，可以及时拍照，发送到管理中心；并可以实时与管理中心通话。
在管理中心可以对巡逻人员进行实现监控和调度。
利用GPS采集的经纬度坐标，可以动态的生成GIS地理信息图层，显示线路路径图。
同时根据GPS巡检设备实时上传的杆塔经纬度信息可计算线路长度，根据定位信息可计算杆塔数量和距双向变电站距离。
根据输入的杆塔类型，可自动判别铁塔数量、耐张塔数量、直线塔数量、水泥杆数量、耐张杆数量、直线杆数量。
这些数据根据定位信息改变，当线路因技改或改造后发生改变，只要重新定位数据自动更新。
并在GIS中显示出来新的线路路径图及线路道路图。
根据GPS巡线设备每日上传实时采集的线路缺陷并结合录入的电力线路基础数据和动态数据如线路检修记录和设备变更记录等，生成电力线路的实时运行资料。
使GIS，GPS、GPRS及电力线路资料管理结合一起，使线路的运行管理、检修管理和资料的保存、查询三位一体，形成一套完整、高效、实用的新模式。
统计查询部分将杆塔资料部分的运行、测量、巡视、检修表格资料按线路汇总后分类、统计、查询、打印。
解决问题：
1、可以设置各级杆塔路段和巡检线路，并对各级电力线路的巡检任务进行部署。
2、实现实时对巡检员的监控，达到集中管理的目的。
3、核对电力线路资源数据，获得更科学的巡检资源数据。
4、可以与电力系统内的MIS系统相结合，进行巡检情况考核，并向上一级中心提供各种线路巡检工作报表。
3、大亚湾核电坪核线电力线路GPS巡检管理系统
中标时间：
2011年5月
应用产品：
WM-5000PH3
项目概况：
大亚湾核电站是中国第一座大型商用核电站，坐落在深圳市的东部，离香港直线距离45公里，中国最大的中外合资企业。
大亚湾核电站位于：
北纬22°36′02.70″，东经114°32′57.75″。
座落在广东省深圳市龙岗区的大亚湾核电基地，是中国目前在运行核电装机容量最大的核电基地。
拥有大亚湾核电站、岭澳核电站一期两座核电站共四台百万千瓦级压水堆核电机组，年发电能力近300亿千瓦时。
其中，大亚湾核电站所生产的电力70%输往香港，约占香港社会用电总量的四分之一，30%输往南方电网；岭澳核电站一期所生产的电力全部输往南方电网。
220KV坪核线目前使用的4台接触式巡更器已老化严重，有2台已无法读取数据，现有的巡检器原设备厂家已停产。
此外目前使用的巡检系统安装在铁塔上的巡检信息钮经常被盗，导致无法采集数据。
为了满足线路质量要求，需要将现有巡检系统更换。
应用情况：
主要针对于高压杆塔的巡检，按照计划对相应的线路巡检，GPS卫星定位与谷歌地图的完美结合。
可以把巡检人员所走过的路线，完整的体现在电子地图上。
利用GPS采集的经纬度坐标，可以准确的掌握巡检人员的巡检情况。
220KV坪核线和坪核支线全长38千米，共112个铁塔，线路每个高压杆塔为一个巡检点，每月巡检次数可以根据计划进行设置。
安排4组巡线队员进行巡检，每组需要配备一台手持巡检器。
解决问题：
1、通过GPS对杆塔的定位，并且与电子地图相结合，可以清楚的知道杆塔的位置和高压线路的走向，并可以显示其周围环境状况和分布的其它高压线路情况。
2、记录巡检人员到达每基杆塔的时间，停留时间，巡检轨迹。
3、避免线路资料的重复录入，保证资料输入的一致性和准确性。
4、对巡检数据汇总和统计分析，进行巡检情况考核。
七、售后服务承诺
我们将一套功能卓越符合您需求的系统交到您手中的时候，实际上我们为您提供的服务才刚刚开始。
我们将为您培训出色的系统管理员，并随时提供技术咨询和技术服务，以保证您能正确的操作本系统。
即使世界顶级的产品也不能保证永远不出问题，但我们可以保证的是，您购买的产品有真正的质保和保修承
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