CN109406941B - 基于北斗定位***的故障监察*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于北斗定位***的故障监察***，属于电力维护设备技术领域，包括中央控制模块、无人机组、维护组终端、位于输电线路节点并用于检测线路故障的故障检测终端和通讯模块。本发明通过中央控制模块、无人机组、维护组终端和故障检测终端及通讯模块的配合，能够有效利用无人机的速度优势和不受道路等环境影响的特点，极大地节省排查时间和人力；而且由于无人机的飞行不受地形影响，能够轻松地完成对高处和复杂地形的线路的排查，有利于降低排查难度；同时，无人机直接受到控制平台的自动控制，避免人力控制的影响，既有利于节省人力，又能够提高飞行稳定性，提高排查效率，缩短排查时间。
Description
技术领域
本发明属于电力维护设备技术领域技术领域，更具体地说，是涉及一种基于北斗定位***的故障监察***。
背景技术
供电线路是电力***输变电的重要环节，因此一旦供电线路发生故障，就需要进行抢修。通常抢修工作主要包括故障的排查和故障的维修。由于大多数的供电线路都处于无人区或人们不经常活动的区域，而且有的供电线路架设环境复杂，人力巡查困难，一旦发生故障，往往会造成大面积停电等故障，实际抢修时间一般比较长。一方面是由于故障不容易被发现，用户受到影响后才会联系报修，因此造成故障发生后的响应时间比较长；另一方面由于故障区域面积大，往往需要大量人力和时间排查故障发生的原因和位置。而且一旦排查时间过长，很容易造成如烟尘、起火、高温、周边磁场变化等能够明显指示故障的标志消失，导致排查和维修难度加大，而且故障时间过长还容易增加造成人或动物的触电风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于北斗定位***的故障监察***，以解决现有技术中存在的存在的电力抢修时故障排查困难、容易耗费大量的人力物力的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种基于北斗定位***的故障监察***，包括：中央控制模块；
无人机组，设有用于采集故障区域数据的数据采集模块和第一定位模块；
第一通讯模块，用于连接中央控制模块和无人机组；
维护组终端，用于供维护组获取中央控制模块发出的信息；
第二通讯模块，用于连接中央控制模块和维护组终端；
故障检测终端，位于输电线路节点并用于检测线路故障；
第三通讯模块，用于连接中央控制模块和故障检测终端。
进一步地，前述的基于北斗定位***的故障监察***中，中央控制模块包括数据处理模块和数据存储模块，第三通讯模块、第二通讯模块、第一通讯模块、数据存储模块均和数据处理模块通讯连接。
进一步地，前述的基于北斗定位***的故障监察***中，无人机组还设有第一控制模块，第一通讯模块、数据采集模块和第一定位模块分别与第一控制模块通讯连接。
进一步地，前述的基于北斗定位***的故障监察***中，数据采集模块包括第一摄像模块、第一热感应模块或第一电磁感应模块中的一种或多种。
进一步地，前述的基于北斗定位***的故障监察***中，还包括用于无人机组停放的机库以及用于连接中央控制模块和机库的第四通讯模块，机库包括保护无人机组的防护罩、设置在防护罩上的库门和用于控制库门开闭的库门控制模块，库门控制模块与第四通讯模块通讯连接。
进一步地，前述的基于北斗定位***的故障监察***中，维护组终端包括第二控制模块、显示模块和第二定位模块，第二通讯模块、第二定位模块和显示模块分别与第二控制模块通讯连接。
进一步地，前述的基于北斗定位***的故障监察***中，故障检测终端包括第三控制模块、用于检测线路故障的故障检测模块和第三定位模块，第三通讯模块、故障检测模块、第三定位模块分别和第三控制模块通讯连接。
进一步地，前述的基于北斗定位***的故障监察***中，故障检测模块包括第二摄像模块、第二热感应模块、第二电磁感应模块、电压测量模块、电流测量模块或电阻率测量模块中的一种或多种
进一步地，前述的基于北斗定位***的故障监察***中，第一通讯模块、第二通讯模块、第三通讯模块和第四通讯模块均包括中继站。
进一步地，前述的基于北斗定位***的故障监察***中，第一定位模块为北斗定位***的定位终端；当维护组终端包括第二控制模块时，第二控制模块为北斗定位***的定位终端；当故障检测终端包括第三控制模块时，第三控制模块为北斗定位***的定位终端。
本发明提供的基于北斗定位***的故障监察***的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过中央控制模块、无人机组、维护组终端和故障检测终端及通讯模块的配合，替代了大量人力，使得电力抢修故障排查的自动化程度大大提高，有利故障响应速度和排查速度的提高，节省抢修时间和人力，且能够有效利用无人机的速度优势和不受道路等环境影响的特点，极大地节省排查时间和人力；而且由于无人机的飞行不受地形影响，能够轻松地完成对高处和复杂地形的线路的排查，有利于降低排查难度；同时，无人机直接受到控制平台的自动控制，避免人力控制的影响，既有利于节省人力，又能够提高飞行稳定性，提高排查效率，缩短排查时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于北斗定位***的故障监察***的连接示意图。
其中，图中各附图标记：
10-中央控制模块；11-数据处理模块；12-数据存储模块；
20-无人机组；21-第一控制模块；22-数据采集模块；23-第一定位模块；
24-第一摄像模块；25-第一热感应模块；26-第一电磁感应模块；
30-第一通讯模块；
40-维护组终端；41-第二控制模块；42-显示模块；43-第二定位模块；
50-第二通讯模块；
60-故障检测终端；
61-第三控制模块；62-故障检测模块；63-第三定位模块；
64-第二摄像模块；65-第二热感应模块；66-第二电磁感应模块；
67-电压测量模块；68-电流测量模块；69-电阻率测量模块；
70-第三通讯模块；
80-机库；81-库门控制模块；
90-第四通讯模块。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1，现对本发明提供的一种基于北斗定位***的故障监察***进行说明。所述基于北斗定位***的故障监察***，包括中央控制模块10、设有第一定位模块23和用于采集故障区域数据的数据采集模块22的无人机组20、用于连接中央控制模块10和无人机组20的第一通讯模块30、用于供维护组获取中央控制模块10发出的信息的维护组终端40、用于连接中央控制模块10和维护组终端40的第二通讯模块50、位于输电线路节点并用于检测线路故障的故障检测终端60以及用于连接中央控制模块10和故障检测终端60的第三通讯模块70。维护组是指维护的人员和维护设备，维护设备可以是维护车辆或其他维护维修设备。维护组可以是一组，也可以是若干组。中央控制模块10可以是控制平台。无人机组20可以是一架无人机，也可以是由若干架无人机组成的无人机集群。
在进行抢修排查时，先通过故障检测终端60确定故障范围，再派出无人机组20进行故障具***置的排查，同时派出维护组前往故障范围，当无人机组20找到故障具***置后，维护组直接前往维修即可。
本发明提供的基于北斗定位***的故障监察***，与现有技术相比，通过中央控制模块10、无人机组20、维护组终端40和故障检测终端60及通讯模块的配合，替代了大量人力，使得电力抢修故障排查的自动化程度大大提高，有利故障响应速度和排查速度的提高，节省抢修时间和人力，且能够有效利用无人机的速度优势和不受道路等环境影响的特点，极大地节省排查时间和人力；而且由于无人机的飞行不受地形影响，能够轻松地完成对高处和复杂地形的线路的排查，有利于降低排查难度；同时，无人机直接受到控制平台的自动控制，避免人力控制的影响，既有利于节省人力，又能够提高飞行稳定性，提高排查效率，缩短排查时间。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的基于北斗定位***的故障监察***的一种具体实施方式，中央控制模块10包括数据处理模块11和数据存储模块12，第三通讯模块70、第二通讯模块50、第一通讯模块30、数据存储模块12均和数据处理模块11通讯连接。数据存储模块12主要用于存储其他模块的回传数据以及关于线路本身的数据，以便于数据处理模块11调取计算。本文所指的通讯连接包括有线连接或无线连接，其具体连接是各功能模块间的电连接。
无人机组20还设有第一控制模块21，第一通讯模块30、数据采集模块22和第一定位模块23分别与第一控制模块21电连接。数据采集模块22包括第一摄像模块24、第一热感应模块25或第一电磁感应模块26中的一种或多种。
维护组终端40包括第二控制模块41、显示模块42和第二定位模块43，第二通讯模块50、第二定位模块43和显示模块42分别与第二控制模块41通讯连接。
故障检测终端60包括第三控制模块61、用于检测线路故障的故障检测模块62和第三定位模块63，第三通讯模块70、故障检测模块62、第三定位模块63分别和第三控制模块61通讯连接。故障检测模块62包括第二摄像模块64、第二热感应模块65、第二电磁感应模块66、电压测量模块67、电流测量模块68或电阻率测量模块69中的一种或多种。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的基于北斗定位***的故障监察***的一种具体实施方式，基于北斗定位***的故障监察***还包括用于无人机组20停放的机库80以及用于连接中央控制模块10和机库80的第四通讯模块90，机库80包括保护无人机组20的防护罩、设置在防护罩上的库门和用于控制库门开闭的库门控制模块81，库门控制模块81与第四通讯模块90通讯连接。机库80主要用于停放无人机组20，并对无人机进行防护和维护。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的基于北斗定位***的故障监察***的一种具体实施方式，第一通讯模块30、第二通讯模块50、第三通讯模块70和第四通讯模块90均包括中继站，以增强信号强度。第一定位模块23、第二控制模块41和第三控制模块61均为北斗定位***的定位终端。由于北斗定位***的定位终端具有精度高、性能稳定的特点，因此尤其适宜快速移动的无人机等的定位使用。
本发明还提供了一种利用上述基于北斗定位***的故障监察***的线路故障抢修方法，包括以下步骤：
S100、控制平台获取第一故障信息，第一故障信息包括发生故障的故障区域范围信息；
S200、控制平台指示第一维护组前往故障区域，第一维护组包括第一维护人员和/或第一维护设备；
S300、控制平台指示无人机组20飞行至故障区域；
S400、控制平台指示无人机组20采集故障区域数据并回传，控制平台对故障区域数据进行处理分析，获得第二故障信息，并将第二故障信息发送给第一维护组，第二故障信息包括故障的位置信息，第一维护组接收第二故障信息后前往故障的位置。
无人机组20可以是一架无人机，也可以是由若干架无人机组成的无人机集群。第一维护设备是指维护车辆或其他维护维修设备。
进一步地，作为本发明提供的线路故障抢修方法的一种具体实施方式，步骤S400之后还包括：S500、控制平台对第二故障信息进行处理分析，判断是否需要指示第二维护组前往故障的位置，第二维护组包括第二维护人员和/或第二维护设备。
在第一维护人员和/或第一维护设备还未到达故障位置时，就预先判断第一维护组能否满足维修要求，如第一维护组可能无法满足时，立即派出第二维护组，以缩短维修的等待时间，进而缩短抢修时间。
具体地，作为本发明提供的线路故障抢修方法的一种具体实施例，步骤S100包括：
S110，控制平台接收预设在输电线路上的若干检测装置在发生故障时均生成并发送的警报信息，警报信息用于表征检测装置的特征信息；
S120，控制平台调取预先存储的检测装置信息，并与特征信息进行比对，确定检测装置的特征数据，特征数据包括检测装置的位置和所处的线路或者检测装置的位置和和所处的线路以及故障类型；
S130，控制平台对若干检测装置的特征数据进行分析，生成第一故障信息，确定发生故障区域范围。
具体地，作为本发明提供的线路故障抢修方法的一种具体实施例，步骤S100包括：S110，若干预设在输电线路上的检测装置在检测到故障后通过检测装置上搭载的第一北斗定位模块与北斗定位***进行信息交互，获取检测装置的位置信息；
S120，检测装置将检测装置的位置信息发送至控制平台；
S130，控制平台对若干检测装置的位置进行分析，生成第一故障信息，确定发生故障区域范围。
步骤S200包括：S210，控制平台向若干维护组发送用于指示维护组回传维护组的位置信息的第一指令，每个维护组接收第一指令后，通过维护组上搭载的第二北斗定位模块与北斗定位***进行信息交互，获取维护组的位置信息，并回传至控制平台；
S220，控制平台接收若干维护组的位置信息后，进行比较分析，选择距离故障区域范围最近的维护组为第一维护组，并向第一维护组发送故障区域范围信息和用于指示第一维护组前往故障区域的第二指令，第一维护组接收故障区域范围信息和第二指令，并前往故障区域。
步骤S300包括：S310，控制平台向若干无人机发送用于指示维护组回传无人机的位置信息的第三指令，每个无人机接收第三指令后，通过无人机上搭载的第三北斗定位模块与北斗定位***进行信息交互，获取无人机的位置信息，并回传至控制平台；
S320，控制平台接收若干维护组的位置信息后，进行比较分析，选择距离故障区域范围最近的无人机为无人机组20，并确定无人机组20向故障区域飞行的第一飞行路线；
S330，控制平台按照飞行路线生成第一飞行指令，并发送给无人机组20，无人机组20接收第一飞行指令，并按第一飞行指令飞行；
S340，控制平台接收无人机组20在飞行过程中向控制平台发送的无人机组20的位置信息，并将位置信息与故障区域范围和飞行路线对比，判断无人机组20是否到达故障区域以及是否偏航，如果偏航，则进行校准，如果到达故障区域，则进入步骤S400。
步骤S400包括：S410，控制平台调取预先存储的线路信息，并获取故障区域范围内的n条故障线路，对比分析得出n条故障线路之间的m个交叉连接点，n、m均为正整数，对m个交叉连接点依次排序，获得沿故障线路通过m个交叉连接点的最短路径；
S420，控制平台根据最短路径生成第二飞行指令，并发送给无人机组20，无人机组20接收第二飞行指令按最短路径行进，采集最短路径上的故障区域数据，并回传至控制平台；
S430，控制平台对故障区域数据进行处理分析，确定故障区域数据中异常的数据，并确定该数据对应的故障线路的位置或交叉连接点的位置，故障线路的位置或交叉连接点的位置为第二故障信息。
S440，控制平台将第二故障信息发送给第一维护组；
S450，第一维护组前往第一维护组接收第二故障信息后前往故障的位置进行抢修。
步骤S500包括：S510，控制平台调取预先存储的第一维护组信息，第一维护组信息包括第一维护人员的工种和/或第一维护设备的类型；
S520，对第二故障信息进行抢修需求的评估，并与第一维护组信息进行对比，判断第一维护组是否能够满足抢修要求；如果第一维护组不能够满足抢修要求，则指示第二维护组前往故障的位置；如果第一维护组能够满足抢修要求，则暂不指示第二维护组前往故障的位置，等待第一维护组的回传信息。第一维护组的回传信息是指第一维护组到达故障的位置后回传的信息，包括请求支援信息、维修过程信息或维修结果信息。如果第一维护组的回传信息为请求支援信息，则控制平台示第二维护组前往故障的位置；如果第一维护组的回传信息为维修过程信息或维修结果信息，则控制平台示对于无人机组20发出指令，将其召回。
进一步地，作为本发明提供的线路故障抢修方法的一种具体实施方式，步骤S400中故障区域数据包括，具有无人机组20的位置信息的照片数据、视频数据、热成像数据或电磁感应数据中的一种或多种，以便于能够更为全面准确地获取故障区域数据。
进一步地，作为本发明提供的线路故障抢修方法的一种具体实施方式，无人机与控制平台之间的信息交互通过基站进行传递，以避免信号缺失或失真，影响控制平台的分析结果及无人机的排查效果。
本发明提供的线路故障抢修方法，与现有技术相比，先划定大的故障区域，同时派出第一维护组及无人机组20前往大的故障区域，由于无人机组20具有明显的速度优势且不受道路等环境的影响，可以提前到达故障区域，先对故障区域进行排查，确定故障的位置后可以指示第二维护组设备直接前往故障的位置进行维修，能够极大地节省排查时间和人力；而且无人机的飞行不受地形影响，能够轻松地完成对高处和复杂地形的线路的排查，有利于降低排查难度；同时，无人机直接受到控制平台的自动控制，避免人力控制的影响，既有利于节省人力，又能够提高飞行稳定性，提高排查效率，缩短排查时间。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于北斗定位***的故障监察***，其特征在于，用于无人区或人们不经常活动的区域，包括：
中央控制模块；
无人机组，设有用于采集故障区域数据的数据采集模块和第一定位模块；
第一通讯模块，用于连接所述中央控制模块和所述无人机组；
维护组终端，用于供维护组获取所述中央控制模块发出的信息；
第二通讯模块，用于连接所述中央控制模块和所述维护组终端；
故障检测终端，位于输电线路节点并用于检测线路故障；
第三通讯模块，用于连接所述中央控制模块和所述故障检测终端；
在进行抢修排查时，包括以下步骤：
S110，若干预设在输电线路上的检测装置在检测到故障后通过检测装置上搭载的第一北斗定位模块与北斗定位***进行信息交互，获取检测装置的位置信息；
S120，检测装置将检测装置的位置信息发送至中央控制模块；
S130，中央控制模块对若干检测装置的位置进行分析，生成第一故障信息，确定发生故障区域范围；
S210，中央控制模块向若干维护组发送用于指示维护组回传维护组的位置信息的第一指令，每个维护组接收第一指令后，通过维护组上搭载的第二北斗定位模块与北斗定位***进行信息交互，获取维护组的位置信息，并回传至中央控制模块；
S220，中央控制模块接收若干维护组的位置信息后，进行比较分析，选择距离故障区域范围最近的维护组为第一维护组，并向第一维护组发送故障区域范围信息和用于指示第一维护组前往故障区域的第二指令，第一维护组接收故障区域范围信息和第二指令，并前往故障区域；
S310，中央控制模块向若干无人机发送用于指示维护组回传无人机的位置信息的第三指令，每个无人机接收第三指令后，通过无人机上搭载的第三北斗定位模块与北斗定位***进行信息交互，获取无人机的位置信息，并回传至中央控制模块；
S320，中央控制模块接收若干维护组的位置信息后，进行比较分析，选择距离故障区域范围最近的无人机为无人机组20，并确定无人机组20向故障区域飞行的第一飞行路线；
S330，中央控制模块按照飞行路线生成第一飞行指令，并发送给无人机组20，无人机组20接收第一飞行指令，并按第一飞行指令飞行；
S340，中央控制模块接收无人机组20在飞行过程中向中央控制模块发送的无人机组20的位置信息，并将位置信息与故障区域范围和飞行路线对比，判断无人机组20是否到达故障区域以及是否偏航，如果偏航，则进行校准，如果到达故障区域，则进入步骤S400；
S410，中央控制模块调取预先存储的线路信息，并获取故障区域范围内的n条故障线路，对比分析得出n条故障线路之间的m个交叉连接点，n、m均为正整数，对m个交叉连接点依次排序，获得沿故障线路通过m个交叉连接点的最短路径；
S420，中央控制模块根据最短路径生成第二飞行指令，并发送给无人机组20，无人机组20接收第二飞行指令按最短路径行进，采集最短路径上的故障区域数据，并回传至中央控制模块；
S430，中央控制模块对故障区域数据进行处理分析，确定故障区域数据中异常的数据，并确定该数据对应的故障线路的位置或交叉连接点的位置，故障线路的位置或交叉连接点的位置为第二故障信息；
S440，中央控制模块将第二故障信息发送给第一维护组；
S450，第一维护组前往第一维护组接收第二故障信息后前往故障的位置进行抢修；
S510，中央控制模块调取预先存储的第一维护组信息，第一维护组信息包括第一维护人员的工种和/或第一维护设备的类型；
S520，对第二故障信息进行抢修需求的评估，并与第一维护组信息进行对比，判断第一维护组是否能够满足抢修要求；如果第一维护组不能够满足抢修要求，则指示第二维护组前往故障的位置；如果第一维护组能够满足抢修要求，则暂不指示第二维护组前往故障的位置，等待第一维护组的回传信息。
2.如权利要求1所述的基于北斗定位***的故障监察***，其特征在于：所述中央控制模块包括数据处理模块和数据存储模块，所述第三通讯模块、所述第二通讯模块、所述第一通讯模块、所述数据存储模块均和所述数据处理模块通讯连接。
3.如权利要求1所述的基于北斗定位***的故障监察***，其特征在于：所述无人机组还设有第一控制模块，所述第一通讯模块、所述数据采集模块和所述第一定位模块分别与所述第一控制模块通讯连接。
4.如权利要求1或3所述的基于北斗定位***的故障监察***，其特征在于：所述数据采集模块包括第一摄像模块、第一热感应模块或第一电磁感应模块中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的基于北斗定位***的故障监察***，其特征在于：还包括用于所述无人机组停放的机库以及用于连接所述中央控制模块和所述机库的第四通讯模块，所述机库包括用于保护所述无人机组的防护罩、设置在所述防护罩上的库门和用于控制所述库门开闭的库门控制模块，所述库门控制模块与所述第四通讯模块通讯连接。
6.如权利要求5所述的基于北斗定位***的故障监察***，其特征在于：所述第一通讯模块、所述第二通讯模块、所述第三通讯模块和所述第四通讯模块均包括中继站。
7.如权利要求1所述的基于北斗定位***的故障监察***，其特征在于：所述维护组终端包括第二控制模块、显示模块和第二定位模块，所述第二通讯模块、所述第二定位模块和所述显示模块分别与所述第二控制模块通讯连接。
8.如权利要求1所述的基于北斗定位***的故障监察***，其特征在于：所述故障检测终端包括第三控制模块、用于检测线路故障的故障检测模块和第三定位模块，所述第三通讯模块、所述故障检测模块、所述第三定位模块分别和所述第三控制模块通讯连接。
9.如权利要求8所述的基于北斗定位***的故障监察***，其特征在于：所述故障检测模块包括第二摄像模块、第二热感应模块、第二电磁感应模块、电压测量模块、电流测量模块或电阻率测量模块中的一种或多种。
10.如权利要求1、3、7或8所述的基于北斗定位***的故障监察***，其特征在于：所述第一定位模块为北斗定位***的定位终端；当所述维护组终端包括第二控制模块时，所述第二控制模块为北斗定位***的定位终端；当所述故障检测终端包括第三控制模块时，所述第三控制模块为北斗定位***的定位终端。
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