林洪文
国网福建省电力有限公司龙岩供电公司 福建龙岩 364000
摘要：输电线路可视化是将输电线路杆塔、走廊环境等信息以及输电设备的缺陷、隐患综合到一个管理系统上，具有图形、数据的显示、查询等功能，并直观体现在LED屏幕上，使得输电运行人员和管理人员能及时、准确地掌握线路的实际运行情况。近年来，架空输电线路规模日益扩大，且绝大部分线路偏远，巡线工作环境恶劣。随着数据采集技术的进步以及遥感技术的发展，利用无人直升机多传感器获取多源数据，为输电线路巡线提供了新的途径。无人机输电线路巡检系统不仅可以大幅提高工作效率，还能减少野外工作，降低巡线成本；在成果方面，可提供常用的电网台帐数据，以及基于该数据进行3D可视化管理，为电网管理和维护提供更多的数据支持。
关键词：输电线路；巡检可视化；管理系统；应用
引言
输电线路数据获取途径的增加使得输电线路的信息量与日倶增，从而对输电线路的运维管理提出了新的要求。构建输电线路巡检可视化管理系统可以很好地解决输电线路运行维护中遇到的难题，提高电力管理效率和水平，具有较好的社会效益和经济效益。但是目前大部分电网输电线路巡检管理系统都是基于传统的2D地理信息系统技术，不能满电线路巡检数据可的工作要求。
一、系统架构设计
可视化管理系统对输电线路巡检数据进行管理面临较多的技术难点，系统设计需要满足项目管理和可视化等多方面的需要。在数据方面，输电线路巡检数据量庞大，类型多，主要包括传感器状态数据、点云数据、影像、数字高程模型（digitalele-vationmodel，DEM)、数字表面模型(digitalsur-facemodel，DSM)、3D模型数据、线路隐患诊断的缺陷数据等。首先，可视化管理系统需要对海量、多源的数据进行统筹处理，以实现对线路缺陷的协同分析，并管理各类巡检诊断结果。其次，需整合不同的数据处理模块，以实现不同类型数据的转换和衔接，满足结果输出的多样化需要。根据上述分析，从数据服务层、内部处理层和分析表示层3个层次对输电线路巡检可视化管理系统的逻辑架构进行划分。
核心构件层为系统提供底层的基础处理算法，包括基础数学库、图像处理库、地图投影库、3D引擎、点云处理库；应用程序层为本平台数据处理和综合应用核心模块，在窗口系统支持下实现对机载巡线数据分析和处理，还包括各种可视化显示、查询、分析；数据对象层提供数据模型管理，报表存储、数据操作接口以及空间数据管理引擎，能够显著提高空间数据操作的效率。
.png)
二、系统功能设计
输电线路可视化管理系统以设备的运行检测为着眼点，侧重于设备的运维与线路可视化管理，可根据定位信息浏览实际杆塔线路图或根据相应的巡检点、巡检线路、定位信息进行查询分析；可基于高精度点云数据对输电线路本体建模与可视化，准确模拟输电线路及走廊内的设施、地形地貌等3D信息，并可对其进行3D操作、量测、图－属互动查询和编辑。可视化管理系统需处理的数据主要有可见光影像数据、点云数据、红外数据和可见光视频数据。系统中预先对各类数据建立了统一模型协同管理，集成了针对激光点云、红外视频、可见光的智能诊断模块和3D查询与浏览的管理模块。3D数据浏览包括3D点云数据浏览和3D模型可视化浏览，包括对配准和处理好的点云的快速可视化，以及3D模型仿真与浏览。根据应用需求分析，将基于平面图的操作和3D浏览操作集成在系统中，使对象（电力线、杆塔等）操作能够关联2D图形和3D模型，并采用八叉树索引结构，以适应2D、3D场景下的对象查询和编辑等操作。
三、关键技术
3.1工程数据管理
输电线路无人机巡检原始数据包括可见光影像、红外视频、激光点云和可见光视频数据，以及定位与定姿（positioningandorientationsystem，POS）数据。本文采用文件管理模式（如图所示），工程文件记载了该工程的根目录及巡检信息。
.png)
对于以电子文档或文件夹形式保存的巡线资料库存在查询困难、数据冗余、版本不一致等一系列不利于项目管理的问题。该可视化管理系统在新建工程时，由管理系统自动生成名为“Inspection”数据库和“PowerLine”数据表，并通过设置路径参数和相关管理信息元数据提交给系统，将工程信息存入表中，解决了数据冗余等项目管理难题。
3.2点云索引构建与可视化
针对海量3D激光点云高效管理与快速智能化处理的挑战，建立了一种融合内外存调度以及空间覆盖密度的多级动态索引机制，突破了物理内存对显示数据量的限制。提出了多线程分时加载策略，采用OpenGL提供的缓冲区对象加速点云渲染，加快了激光点云数据外存到内存的实时传输与绘制，确保仅需加载浏览点云数据到内存，从而实现海量点云数据的快速可视化；实现了基于可变3D体元的空间索引，有效克服了固定3D体元大小导致空白节点和查询效率低的缺陷，奠定了TiB级点云高效统一管理的技术基础。基于组织管理方案对视场范围内的数据进行动态调度实现对海量激光点云数据与地形数据的实时可视化。
参考文献：
[1]李建峰,段宇涵,王仓继,等.无人机在输电线路巡检中的应用[J].
电网与清洁能源,2017,33(08):62-65,70.
[2]陈利明,刘伟东,李源源,等.无人机系统在架空输电线路巡检业务
中的应用[J].测绘通报,2017,(S1):169-172.
[3]刘洋宇[1].基于机器视觉的输电线路巡检应用发展趋势[J].自动化与仪器仪表,2020(4):183-186.
[4]汤丹[1],方挺[1].基于核相关滤波的多尺度绝缘子目标跟踪[J].电瓷避雷器,2019,0(6):205-209.
[5]孙宏彪[1].500kv架空输电线路无人机单线激光雷达智能巡检系统研究[J].产业科技创新,2020(5):60-61.
[6]田驰航.轻便绞磨机在架空输电线路检修中的应用[J].低碳世界,2017,0(35):65-66.
林洪文（1987.09.02），男，福建永定，汉，本科、硕士，高级工程师， 职务：班长，研究方向：输电线路巡检。