周永林
国网山西省电力公司输电检修分公司 山西省太原市 030000
摘要：随着电网技术的不断发展，输电线路资产规模的不断扩大，线路的巡视工作对整个电网的安全与稳定起着至关重要的作用，而以人工为主的输电线路巡检模式由于巡视效果差、工作效率低等原因难以满足电力线路巡检的需求，因此机巡作业将成为电力巡检作业的主要手段。部署机巡电力作业技术支持系统平台，扩展智能化机巡作业和数据分析的手段，有利于对数据进行综合管理、多维度分析与多样化成果展示。
关键词：输电线路；巡检
1 总体方案
业务应用层与系统具体业务紧密相关，是为输电线路电力作业提供应用服务的核心，根据应用需求主要分为作业计划、实时监控、飞行调度管理、智能巡视、智能分析、台账管理、数据管理、交互管理及系统管理9个模块;应用系统平台层将业务应用系统后台服务封装成API服务，供业务应用层调用;数据存储层包括存储巡检元数据的信息库、存储地理空间信息的空间数据库及电网基础数据、人员和设备数据等数据信息;硬件资源层主要包括计算设备、存储设备、网络设备和显示设备等，是数据交互与共享及存储计算的支撑;外部数据接入层主要对省电网公司的数据及电力作业技术支持系统所采集的数据进行整合，实现各系统数据管理的同步与一致性。
2 系统建设
系统建设内容主要为建设一套输电线路智能机巡系统平台，模块化功能设计主要包含作业计划管理、实时监控、飞行调度、智能巡视、智能分析、数据管理、台账管理、交互管理和系统管理9个模块。其中，涉及关键技术包含无人机巡检飞行和拍照自主作业技术、激光点云数据智能分析技术和无人机巡检多源数据精细管理技术。将在项目建设过程中结合技术进步情况，对无人机巡检自主作业技术、点云自动分类技术进行升级，大幅降低现有作业人员在巡检飞行作业操控和三维数据分析方面的劳动强度，提升对输电通道走廊隐患的精准定量分析管控水平。
2.1 系统功能设计
系统中各模块相互协同，可完成如下功能。
(1)作业计划管理模块主要实现规范化、统一化的机巡作业任务流程管理，满足无人机电力作业规范化运作、任务状态控制、数据安全和权限控制等要求。基于无人机电力巡检需求，研究实现无人机电力作业年度计划、月度计划、周度计划、工作单的全过程管理及作业计划统计管理。
(2)实时监控模块主要包括业务信息展示、实时监控、历史回放、统计分析和禁飞区报警等功能，实现无人机的数据采集和传输系统回传的实时位置信息的显示，使相应权限的业务人员在指挥中心就能了解实时的作业状态。
(3)飞行调度管理模块主要实现对禁飞区、限高区和临时起降点的管理，作业管理相关人员可根据实际情况增减临时禁飞区、限高区、临时起降点。
(4)智能巡视模块对无人机进行简易操控，集任务下载、飞行操控等功能于一体，实现杆塔台账智能重定位、机巡数据智能化自动命名与分类、巡检数据一键上传到智能机巡系统平台等功能。
(5)智能分析模块配置激光点云智能分析模块，支持对巡检的激光雷达设备采集的激光点云数据以标准化.LAS格式导入智能机巡系统平台。平台嵌入激光点云智能分析模块，对输电线路树障、交跨等三维通道环境当前工况进行智能分析，对杆塔、导线、树木和其他地物进行分类，自动导出三维巡检报告。
(6)数据管理模块实现对原始图片数据、原始视频数据、雷达数据、缺陷信息成果数据的管理功能。
2.2系统数据流
首先普通用户登录系统进行登录验证，登录成功后，对输电线路基础台账数据、组织机构信息、用户权限信息进行录入或导入以完成基础信息的准备。
具备相应权限的用户发起制定年度计划、月度计划、周度计划及工作单的要求，由作业计划管理模块通过调用台账管理模块获取所需基础信息后完成各类计划的制定，提交后由审批人员进行逐级审批操作;审批通过后，作业人员按工作单，当日完成巡检作业后，通过单机版软件提交工作单完成报告，同时上传巡检数据，由数据管理模块对数据进行归档处理，将元数据进行入库，将巡检原始数据(影像、视频、图片)录入分布式文件系统中，完成一次任务执行的数据操作流程。用户通过统计分析模块可对数据库中的各类数据进行统计。
3 系统部署
3.1 网络集成部署
系统支持浏览器访问，主要通过内网访问和4G专网访问。内网访问主要应用于供电局内部的用户访问，4G专网访问主要应用于机巡作业现场数据的上传。为此，组网方案要综合考虑各方面因素，采用双机热备、双引擎电源架构的高可靠方式部署，采用星形网络拓扑结构展开连接。采用交换、虚拟技术，在主干网络提供万兆网络带宽，形成高速骨干网络;网络接入层利用高性能交换设备组建千兆带宽网络，保障平台生产池及用户海量数据处理交换的基本能力。
3.2 存储设备集成部署
存储设备集成部署主要实现文件级和块级数据、存储协议及平台管理界面的相互融合和统一，能满足大型数据库高性能计算、集中存储备份、数据迁移等不同业务应用需求。存储设备的阵列控制器和文件引擎基于统一的硬件平台开发，可同时提供SAN和NAS组网，并支持FCP、NFS、CIFS、HTTP、FTP协议。
3.3 系统软件服务部署
系统采用Linux操作系统，服务部署上数据库采用MySQL，支持大数据量备份和并发访问操作，具备完整的数据存储和管理功能，具有较强的安全性和稳定性，且支持海量数据存储和管理。可根据作业区域的不同将数据库进行业务分割，实现分布式存储，同时采用DB Link等技术提高数据处理速度，保证系统的查询响应速度。
3.4 安全防护集成部署
3.4.1 网络安全
输电线路智能机巡系统平台安全防护部署必须满足国家电力监管委员会的要求。除此之外还必须满足以下要求。
(1)访问控制。
在网络边界部署防火墙，对外来访问采用端口级的控制策略，对非法访问进行拒绝;对应用层访问者开放HTTP、FTP等标准协议，对管理员开放TELNET、SSH等远程管理协议，对其他不需要的服务协议进行封闭;采用防火墙针对网络流量和长连接进行有效控制;在系统中针对每个用户建立访问控制规则，明确允许访问的服务和范围，对非法用户拒绝访问。
(2)边界完整性检查。
系统内的交换设备具有接入物理地址绑定的功能，对每个用户终端和连入系统的其他设备进行检查，在遇到非授权设备接入时，交换设备能进行有效阻断。
3.4.2 应用安全
系统内用户名具备唯一性，登录时在验证用户名和密码时，密码符合复杂度要求，由10位字符、大小写英文字母和数字组成。对登录失败信息进行日志记录，用户尝试登录5次失败后，系统在1 h内禁止再次尝试，并退出登录界面。另外，对重要信息，严格控制用户访问权限，并对用户操作行为进行记录。
4 结语
输电线路智能机巡是针对输电线路无人机巡检作业特点和实际需求而开发的专有系统，主要侧重于公司各部门机巡作业全流程的计划管理，机巡原始数据的管理，作业人员、设备等台账的管理和统计分析等功能，并充分考虑了地理位置、气候环境等因素对无人机巡检的要求，可根据业务特定需求对模块管理功能进行灵活扩展，在作业计划流程的工单派发、作业闭环管理方面进行定制化研发，在无人机自主智能巡检现场作业等方面具有很好的创新性。该系统还借鉴和吸收了国内外先进理念和技术，具有一定的先进性。
参考文献
[1]冯智慧，张雪峰，方书博，等.基于三维GIS的无人机巡检航迹规划研究[J].高压电器，2017，53(8):81-86，93.
[2]卢洪杰.无人机应用于配电线路巡线的应用[J].装备维修技术，2019(4):157.
[3]安立伟.配电线路采用无人机巡线的应用[J].科学技术创新，2018(26):195-196.