CN114626131A - 一种电网电力基础设施安全性评估分析方法、***及存储介质 - Google Patents

一种电网电力基础设施安全性评估分析方法、***及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种电网电力基础设施安全性评估分析方法、***及存储介质，通过将目标输电铁塔划分为塔头结构、塔身结构和塔腿结构，进而对各组成结构进行单体架构稳定性分析，评估各组成结构对应的单体架构失稳指数，同时对各组成结构进行连接承载稳定分析，评估塔身对塔头的承载失稳指数及塔腿对塔身的承载失稳指数，从而结合上述评估结果综合判断目标输电铁塔是否适合继续运营，实现了输电电塔运营安全性的综合评估分析，克服了现有技术中对输电电塔运营安全性评估过于片面化的弊端，且通过该评估方式判断目标输电铁塔是否适合继续运营，能够有效提高判断结果的可靠度。

Description

一种电网电力基础设施安全性评估分析方法、***及存储 介质
技术领域
本发明属于电力设施安全评估技术领域，具体而言是一种电网电力基础设施安全性评估分析方法、***及存储介质。
背景技术
在电力***架构中,架空线路因具有建设期一次性投资费用低，易于施工，建设周期短等优势，已经成为最主要的输电线路类型,但架空线路由于需要高空架设，因此输电导线的架空固定成为架空线路建设的重点建设方面，目前对输电导线的架空固定基本是采用输电铁塔进行固定，输电铁塔作为架空线路的基础设施，其承担着保护和支撑作用，一旦输电铁塔支撑不稳，就会引发架空线路的输电故障，甚至造成输电中断，严重影响架空线路的输电稳定性。由此可见对输电铁塔的运营安全性进行评估分析是非常有必要的。
输电铁塔在组成结构上是由塔头结构、塔身结构和塔腿结构构成，且由于各组成结构的位置关系，组成结构之间是存在承载连接关系的，其中塔头结构与塔身结构相连接，塔身结构对塔头结构具有承载功能，塔身结构与塔腿结构相连接，塔腿结构对塔身结构具有承载功能。现有技术中，输电铁塔运营安全性的评估关注点大多落在输电铁塔各组成结构本身的稳定性上，忽视了组成结构之间的承载稳定性，当组成结构之间承载稳定性不佳时，被承载的一方就容易出现断裂，甚至倒塌，不仅会影响架空线路的输电稳定性，其倒塌的组成结构还会对下方的过往人员造成巨大的生命财产损失。
综上可见，单纯只对输电铁塔的各组成结构进行稳定性评估，很显然过于片面，其评估结果无法全面反映输电铁塔的运营安全性。
发明内容
本发明的技术任务是针对上述存在的问题，提供一种集各组成结构单体架构稳定性评估和组成结构之间承载稳定性评估为一体的一种电网电力基础设施安全性评估分析方法、***及存储介质，能够有效弥补现有技术中对输电铁塔运营安全性评估存在的不足。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
第一方面，本发明提供一种电网电力基础设施安全性评估分析方法，包括以下步骤：
S1：将当前处于运营状态下的输电铁塔记为目标输电铁塔，进而对目标输电铁塔进行组成结构划分，划分为塔头结构、塔身结构和塔腿结构；
S2：对目标输电铁塔划分的各组成结构进行单体架构稳定性分析，并根据分析结果评估各组成结构对应的单体架构失稳指数；
S3：对目标输电铁塔划分的各组成结构进行连接承载稳定分析，并根据分析结果评估塔身对塔头的承载失稳指数和塔腿对塔身的承载失稳指数；
S4：获取目标输电铁塔对应的当前运营年限，进而确定目标输电铁塔当前运营年限对应的结构失稳参考参数；
S5：将目标输电铁塔各组成结构对应的单体架构失稳指数、塔身对塔头的承载失稳指数和塔腿对塔身的承载失稳指数与目标输电铁塔当前运营年限对应的结构失稳参考参数进行对比，进而根据对比结果判断目标输电铁塔是否适合继续运营。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述S1中对目标输电铁塔进行组成结构划分具体包括如下步骤：
S1-1:对目标输电铁塔进行三维图像采集；
S1-2:从采集的目标输电铁塔三维图像中提取整体外观轮廓形状；
S1-3:将提取的外观轮廓形状与各种输电铁塔塔型对应的整体外观轮廓形状进行匹配，从中确定目标输电铁塔对应的塔型，并将该塔型记为指定塔型；
S1-4:从结构数据库中挑选出输电铁塔指定塔型三维图像，并从中提取各组成结构的外形轮廓；
S1-5:将输电铁塔指定塔型中各组成结构的外形轮廓在目标输电铁塔三维图像上进行对比匹配，若某组成结构的外形轮廓与目标输电铁塔三维图像上某部分结构匹配成功，则该部分结构即为该组成结构，由此将目标输电铁塔划分为塔头结构、塔身结构和塔腿结构，同时获取塔头结构与塔身结构的连接区域和塔身结构与塔腿结构的连接区域。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述S2中评估各组成结构对应单体架构失稳指数的具体评估方法参见以下步骤：
S2-1:获取目标输电铁塔对应塔头结构的固定角度，以此评估塔头结构对应的单体架构失稳指数，具体步骤如下：
S2-1-1:将目标输电铁塔三维图像聚焦于塔头结构，并从中提取塔头结构的中心轴线；
S2-1-2:测量塔头结构的中心轴线与水平线之间的角度，将其作为目标输电铁塔对应塔头结构的固定角度；
S2-1-3:将目标输电铁塔对应塔头结构的固定角度与标准固定角度进行对比，评估塔头结构对应的单体架构失稳指数，其评估公式为
Figure BDA0003560648480000041
η塔头表示为塔头结构对应的单体架构失稳指数，δ表示为目标输电铁塔对应塔头结构的固定角度，δ0表示为标准固定角度；
S2-2:分析目标输电铁塔对应塔身结构的角钢构件变形度，以此评估塔身结构对应的单体架构失稳指数，具体步骤如下：
S2-2-1:将目标输电铁塔三维图像聚焦于塔身结构，进而统计塔身结构存在的角钢构件数量，并将各角钢构件依次编号为1,2,...,i,...,n；
S2-2-2:从目标输电铁塔三维图像中获取各角钢构件的长度，记为Li，并定位出各角钢构件对应的首端和末端，进而分别以各角钢构件对应的首端和末端为两端端点作一条线段，作为各角钢构件对应的设定结构线段；
S2-2-3:沿着各角钢构件的自身结构走向作一条线段，记为各角钢构件对应的自身结构线段；
S2-2-4:将各角钢构件对应的自身结构线段对应与各角钢构件对应的设定结构线段进行重合对比，从中获取非重合部分的长度，将其作为变形部分长度，并记为li；
S2-2-5:将各角钢构件的长度与变形部分长度进行对比，评估塔头结构对应的单体架构失稳指数，其评估公式为
Figure BDA0003560648480000051
表示为塔头结构对应的单体架构失稳指数，li表示为第i个角钢构件对应的变形部分长度，Li表示为第i个角钢构件的长度；
S2-3:获取目标输电铁塔对应塔腿结构的倾斜度，以此评估塔腿结构对应的单体架构失稳指数，具体步骤如下：
S2-3-1:将目标输电铁塔三维图像聚焦于塔腿结构，并统计塔腿数量，进而将各塔腿依次编号为1,2,...,j,...,m；
S2-3-2:从目标输电铁塔三维图像中获取各塔腿与地面之间的倾斜角度，记为θj；
S2-3-3:将各塔腿与地面之间的倾斜角度与目标输电铁塔建造完成时各塔腿与地面之间的初始倾斜角度进行对比，计算塔腿结构对应的单体架构失稳指数，其计算公式为
Figure BDA0003560648480000052
η塔腿表示为塔腿结构对应的单体架构失稳指数，θj表示为第j个塔腿与地面之间的倾斜角度，θ′j表示为目标输电铁塔建造完成时第j个塔腿与地面之间的初始倾斜角度。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述S3中评估塔身对塔头的承载失稳指数和塔腿对塔身的承载失稳指数具体包括:
S3-1:将目标输电铁塔三维图像聚焦于塔头结构与塔身结构的连接区域，并统计该连接区域存在的连接点数量，同时定位各连接点所在位置，进而采集各连接点的承载压力；
S3-2:将塔头结构与塔身结构之间连接区域中各连接点的承载压力进行相互对比，从中筛选出最大承载力和最小承载力，其中最大承载力记为f塔头-塔身max，最小承载力记为f塔头-塔身min；
S3-3:将塔头结构与塔身结构之间连接区域中最大承载力与最小承载力进行对比，评估塔身对塔头的承载失稳指数，其计算公式为
Figure BDA0003560648480000061
σ1表示为塔身对塔头的承载失稳指数，Δf0表示为最小允许承载力差值；
S3-4:将目标输电铁塔三维图像聚焦于塔身结构与塔腿结构的连接区域，并统计该连接区域存在的连接点数量，同时定位各连接点所在位置，进而采集各连接点的承载压力；
S3-5:将塔身结构与塔腿结构之间连接区域中各连接点的承载压力进行相互对比，从中筛选出最大承载力和最小承载力，其中最大承载力记为f塔身-塔腿max，最小承载力记为f塔身-塔腿min；
S3-6:将塔身结构与塔腿结构之间连接区域中最大承载力与最小承载力进行对比，评估塔腿对塔身的承载失稳指数，其计算公式为
Figure BDA0003560648480000062
σ2表示为塔腿对塔身的承载失稳指数，Δf0表示为最小允许承载力差值。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述结构失稳参考参数包括各组成结构的单体架构失稳指数最大允许值、塔身对塔头的承载失稳指数最大允许值和塔腿对塔身的承载失稳指数最大允许值。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述确定目标输电铁塔当前运营年限对应结构失稳参考参数的确定方法执行以下步骤：
第一步：获取目标输电铁塔对应的设计运营年限，并据此将设计运营年限划分为若干运营阶段，其中各运营阶段是由初始运营年限和结束运营年限构成的运营年限区间；
第二步：将目标输电铁塔当前运营年限与各运营阶段对应的运营年限区间进行对比，若目标输电铁塔当前运营年限落在某运营阶段对应的运营年限区间内，则目标输电铁塔当前运营年限属于该运营阶段，并将该运营阶段记为指定运营阶段；
第三步：将指定运营阶段与参考数据库中各运营阶段对应的结构失稳参考参数进行对比，从中筛选出指定运营阶段对应的结构失稳参考参数。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述判断目标输电铁塔是否适合继续运营对应的判断方法参见如下步骤：
步骤1：分析目标输电铁塔对应各组成结构的单体运营安全系数；
步骤2:分析目标输电铁塔中塔身对塔头的承载运营安全系数和塔腿对塔身的承载运营安全系数；
步骤3：若目标输电铁塔对应各组成结构的单体运营安全系数、塔身对塔头的承载运营安全系数和塔腿对塔身的承载运营安全系数均为1，则判断目标输电铁塔适合继续运营，反之则判断目标输电铁塔不适合继续运营。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述步骤1对应的具体分析方式为若某组成结构对应的单体架构失稳指数小于或等于该组成结构对应的单体架构失稳指数最大允许值，则将该组成结构的单体运营安全系数记为1，反之将该组成结构的单体运营安全系数记为0，步骤2对应的具体分析方式参见步骤1。
第二方面，本发明提供一种电网电力基础设施安全性评估分析***，包括以下模块：
目标输电铁塔组成结构划分模块，用于对目标输电铁塔进行结构划分；
组成结构单体架构稳定分析模块，用于对目标输电铁塔划分的各组成结构进行单体架构稳定性分析，并根据分析结果评估各组成结构对应的单体架构失稳指数；
组成结构连接承载稳定分析模块，用于对目标输电铁塔划分的各组成结构进行连接承载稳定分析，并根据分析结果评估塔身对塔头的承载失稳指数和塔腿对塔身的承载失稳指数；
结构失稳参考参数确定模块，用于基于目标输电铁塔对应的当前运营年限确定目标输电铁塔当前运营年限对应的结构失稳参考参数；
参考数据库，用于存储目标输电铁塔各运营阶段对应的结构失稳参考参数；
结构数据库，用于存储各种输电铁塔塔型对应的三维图像；
目标输电铁塔运营判断终端，用于将目标输电铁塔各组成结构对应的单体架构失稳指数、塔身对塔头的承载失稳指数和塔腿对塔身的承载失稳指数与目标输电铁塔当前运营年限对应的结构失稳参考参数进行对比，进而根据对比结果判断目标输电铁塔是否适合继续运营。
第三方面，本发明提供一种存储介质，所述存储介质烧录有计算机程序，所述计算机程序在服务器的内存中运行时实现本发明所述的一种电网电力基础设施安全性评估分析方法。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为
本发明通过将目标输电铁塔划分为塔头结构、塔身结构和塔腿结构，进而对各组成结构进行单体架构稳定性分析，评估各组成结构对应的单体架构失稳指数，同时对各组成结构进行连接承载稳定分析，评估塔身对塔头的承载失稳指数及塔腿对塔身的承载失稳指数，从而结合上述评估结果综合判断目标输电铁塔是否适合继续运营，实现了输电电塔运营安全性的综合评估分析，克服了现有技术中对输电电塔运营安全性评估过于片面化的弊端，且通过该评估方式判断目标输电铁塔是否适合继续运营，能够有效提高判断结果的可靠度。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的方法实施步骤流程图；
图2为本发明的***模块连接示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1所示，第一方面，本发明提供一种电网电力基础设施安全性评估分析方法，包括以下步骤：
S1：将当前处于运营状态下的输电铁塔记为目标输电铁塔，进而对目标输电铁塔进行组成结构划分，划分为塔头结构、塔身结构和塔腿结构，其中组成结构的划分具体包括如下步骤：
S1-1:对目标输电铁塔进行三维图像采集；
S1-2:从采集的目标输电铁塔三维图像中提取整体外观轮廓形状；
S1-3:将提取的外观轮廓形状与各种输电铁塔塔型对应的整体外观轮廓形状进行匹配，从中确定目标输电铁塔对应的塔型，并将该塔型记为指定塔型；
在一些可选的方案中，上述输电铁塔塔型包括酒杯型塔、猫头型塔、干字型塔、鼓型塔等；
S1-4:从结构数据库中挑选出输电铁塔指定塔型三维图像，并从中提取各组成结构的外形轮廓；
S1-5:将输电铁塔指定塔型中各组成结构的外形轮廓在目标输电铁塔三维图像上进行对比匹配，若某组成结构的外形轮廓与目标输电铁塔三维图像上某部分结构匹配成功，则该部分结构即为该组成结构，由此将目标输电铁塔划分为塔头结构、塔身结构和塔腿结构，同时获取塔头结构与塔身结构的连接区域和塔身结构与塔腿结构的连接区域；
S2：对目标输电铁塔划分的各组成结构进行单体架构稳定性分析，并根据分析结果评估各组成结构对应的单体架构失稳指数，其评估方法参见以下步骤：
S2-1:获取目标输电铁塔对应塔头结构的固定角度，以此评估塔头结构对应的单体架构失稳指数，具体步骤如下：
S2-1-1:将目标输电铁塔三维图像聚焦于塔头结构，并从中提取塔头结构的中心轴线；
上述需要说明的是任何一个物体，都有其对应的中心轴线，特别是中心对称物体，中心轴线一旦出现倾斜，就会造成整个物体倾斜失稳；
S2-1-2:测量塔头结构的中心轴线与水平线之间的角度，将其作为目标输电铁塔对应塔头结构的固定角度；
S2-1-3:将目标输电铁塔对应塔头结构的固定角度与标准固定角度进行对比，评估塔头结构对应的单体架构失稳指数，其评估公式为
Figure BDA0003560648480000111
η塔头表示为塔头结构对应的单体架构失稳指数，δ表示为目标输电铁塔对应塔头结构的固定角度，δ0表示为标准固定角度；
需要说明的是，输电铁塔的塔头结构一般是垂直固定的，当塔头结构的固定角度与标准固定角度之间偏差越大时，表明塔头结构倾斜程度越大，这对于整个输电铁塔来说，越容易造成头重脚轻现象，进而影响整个输电铁塔的稳定性；
S2-2:分析目标输电铁塔对应塔身结构的角钢构件变形度，以此评估塔身结构对应的单体架构失稳指数，具体步骤如下：
S2-2-1:将目标输电铁塔三维图像聚焦于塔身结构，进而统计塔身结构存在的角钢构件数量，并将各角钢构件依次编号为1,2,...,i,...,n；
需要交待的是构成输电铁塔塔身的角钢构件基本都是直线形的，本发明也是以直线形角钢构件进行塔身结构对应的单体架构失稳指数评估，曲线形角钢不构件不适应于本发明；
S2-2-2:从目标输电铁塔三维图像中获取各角钢构件的长度，记为Li，并定位出各角钢构件对应的首端和末端，进而分别以各角钢构件对应的首端和末端为两端端点作一条线段，作为各角钢构件对应的设定结构线段；
S2-2-3:沿着各角钢构件的自身结构走向作一条线段，记为各角钢构件对应的自身结构线段；
S2-2-4:将各角钢构件对应的自身结构线段对应与各角钢构件对应的设定结构线段进行重合对比，从中获取非重合部分的长度，将其作为变形部分长度，并记为li；
需要说明的是，对于直线形的角钢构件来说，在不存在变形弯曲的情况下，其设定结构线段与自身结构线段是完全重合的，当角钢构件某一部分存在弯曲变形时，其设定结构线段与自身结构线段之间就会存在非重合部分，其中非重合部分的长度越长，变形度就越大；
S2-2-5:将各角钢构件的长度与变形部分长度进行对比，评估塔头结构对应的单体架构失稳指数，其评估公式为
Figure BDA0003560648480000131
表示为塔头结构对应的单体架构失稳指数，li表示为第i个角钢构件对应的变形部分长度，Li表示为第i个角钢构件的长度；
S2-3:获取目标输电铁塔对应塔腿结构的倾斜度，以此评估塔腿结构对应的单体架构失稳指数，具体步骤如下：
S2-3-1:将目标输电铁塔三维图像聚焦于塔腿结构，并统计塔腿数量，进而将各塔腿依次编号为1,2,...,j,...,m；
S2-3-2:从目标输电铁塔三维图像中获取各塔腿与地面之间的倾斜角度，记为θj；
S2-3-3:将各塔腿与地面之间的倾斜角度与目标输电铁塔建造完成时各塔腿与地面之间的初始倾斜角度进行对比，计算塔腿结构对应的单体架构失稳指数，其计算公式为
Figure BDA0003560648480000132
η塔腿表示为塔腿结构对应的单体架构失稳指数，θj表示为第j个塔腿与地面之间的倾斜角度，θ′j表示为目标输电铁塔建造完成时第j个塔腿与地面之间的初始倾斜角度，其中各塔腿与地面之间的倾斜角度与初始倾斜角度相差越大，塔腿结构对应的单体架构失稳指数越大，表明塔腿结构的失稳程度越高；
S3：对目标输电铁塔划分的各组成结构进行连接承载稳定分析，并根据分析结果评估塔身对塔头的承载失稳指数和塔腿对塔身的承载失稳指数，具体包括:
S3-1:将目标输电铁塔三维图像聚焦于塔头结构与塔身结构的连接区域，并统计该连接区域存在的连接点数量，同时定位各连接点所在位置，进而采集各连接点的承载压力；
S3-2:将塔头结构与塔身结构之间连接区域中各连接点的承载压力进行相互对比，从中筛选出最大承载力和最小承载力，其中最大承载力记为f塔头-塔身max，最小承载力记为f塔头-塔身min；
S3-3:将塔头结构与塔身结构之间连接区域中最大承载力与最小承载力进行对比，评估塔身对塔头的承载失稳指数，其计算公式为
Figure BDA0003560648480000141
σ1表示为塔身对塔头的承载失稳指数，Δf0表示为最小允许承载力差值，其中最大承载力与最小承载力之间的差值越大，表明塔身对塔头的承载均匀性越差，其承载失稳程度越高；
S3-4:将目标输电铁塔三维图像聚焦于塔身结构与塔腿结构的连接区域，并统计该连接区域存在的连接点数量，同时定位各连接点所在位置，进而采集各连接点的承载压力；
S3-5:将塔身结构与塔腿结构之间连接区域中各连接点的承载压力进行相互对比，从中筛选出最大承载力和最小承载力，其中最大承载力记为f塔身-塔腿max，最小承载力记为f塔身-塔腿min；
S3-6:将塔身结构与塔腿结构之间连接区域中最大承载力与最小承载力进行对比，评估塔腿对塔身的承载失稳指数，其计算公式为
Figure BDA0003560648480000151
σ2表示为塔腿对塔身的承载失稳指数，Δf0表示为最小允许承载力差值；
需要说明的是，无论是塔身结构对塔头结构的承载还是塔腿结构对塔身结构的承载，其落脚点都在对应连接区域的连接点上，当处于稳定承载的情况下时，各连接点的承载力应当是一致的，但当各连接点的承载力出现偏差时，承载结构对被承载结构的承载功能就会失衡，且各连接点之间承载力偏差越大，其承载功能失衡程度越高，导致稳定性越差；
S4：获取目标输电铁塔对应的当前运营年限，其获取方式为将当前日期减去目标输电铁塔对应的建造完成日期，进而确定目标输电铁塔当前运营年限对应的结构失稳参考参数，其中结构失稳参考参数包括各组成结构的单体架构失稳指数最大允许值、塔身对塔头的承载失稳指数最大允许值和塔腿对塔身的承载失稳指数最大允许值，且结构失稳参考参数对应的确定方法执行以下步骤：
第一步：获取目标输电铁塔对应的设计运营年限，并据此将设计运营年限划分为若干运营阶段，其中各运营阶段是由初始运营年限和结束运营年限构成的运营年限区间；
第二步：将目标输电铁塔当前运营年限与各运营阶段对应的运营年限区间进行对比，若目标输电铁塔当前运营年限落在某运营阶段对应的运营年限区间内，则目标输电铁塔当前运营年限属于该运营阶段，并将该运营阶段记为指定运营阶段；
第三步：将指定运营阶段与参考数据库中各运营阶段对应的结构失稳参考参数进行对比，从中筛选出指定运营阶段对应的结构失稳参考参数；
S5：将目标输电铁塔各组成结构对应的单体架构失稳指数、塔身对塔头的承载失稳指数和塔腿对塔身的承载失稳指数与目标输电铁塔当前运营年限对应的结构失稳参考参数进行对比，进而根据对比结果判断目标输电铁塔是否适合继续运营，其判断方法参见如下步骤：
步骤1：分析目标输电铁塔对应各组成结构的单体运营安全系数，其分析方式为若某组成结构对应的单体架构失稳指数小于或等于该组成结构对应的单体架构失稳指数最大允许值，则将该组成结构的单体运营安全系数记为1，反之将该组成结构的单体运营安全系数记为0；
步骤2:分析目标输电铁塔中塔身对塔头的承载运营安全系数和塔腿对塔身的承载运营安全系数，其分析方式为将目标输电铁塔中塔身对塔头的承载失稳指数与塔身对塔头的承载失稳指数最大允许值进行对比，若塔身对塔头的承载失稳指数小于或等于塔身对塔头的承载失稳指数最大允许值，则将塔身对塔头的承载运营安全系数记为1，反之则将塔身对塔头的承载运营安全系数记为0，再将目标输电铁塔中塔腿对塔身的承载失稳指数与塔腿对塔身的承载失稳指数最大允许值进行对比，若塔腿对塔身的承载失稳指数小于或等于塔腿对塔身的承载失稳指数最大允许值，则将塔腿对塔身的承载运营安全系数记为1，反之则将塔腿对塔身的承载运营安全系数记为0；
步骤3：若目标输电铁塔对应各组成结构的单体运营安全系数、塔身对塔头的承载运营安全系数和塔腿对塔身的承载运营安全系数均为1，则判断目标输电铁塔适合继续运营，反之则判断目标输电铁塔不适合继续运营。
参照图2所示，第二方面，本发明提供一种电网电力基础设施安全性评估分析***，该***包括以下模块：
目标输电铁塔组成结构划分模块，用于对目标输电铁塔进行结构划分；
组成结构单体架构稳定分析模块，与目标输电铁塔组成结构划分模块连接，用于对目标输电铁塔划分的各组成结构进行单体架构稳定性分析，并根据分析结果评估各组成结构对应的单体架构失稳指数；
组成结构连接承载稳定分析模块，与目标输电铁塔组成结构划分模块连接，用于对目标输电铁塔划分的各组成结构进行连接承载稳定分析，并根据分析结果评估塔身对塔头的承载失稳指数和塔腿对塔身的承载失稳指数；
结构失稳参考参数确定模块，用于基于目标输电铁塔对应的当前运营年限确定目标输电铁塔当前运营年限对应的结构失稳参考参数；
参考数据库，用于存储目标输电铁塔各运营阶段对应的结构失稳参考参数；
结构数据库，用于存储各种输电铁塔塔型对应的三维图像；
目标输电铁塔运营判断终端，分别与组成结构单体架构稳定分析模块、组成结构连接承载稳定分析模块和结构失稳参考参数确定模块连接，用于将目标输电铁塔各组成结构对应的单体架构失稳指数、塔身对塔头的承载失稳指数和塔腿对塔身的承载失稳指数与目标输电铁塔当前运营年限对应的结构失稳参考参数进行对比，进而根据对比结果判断目标输电铁塔是否适合继续运营。
第三方面，本发明提供一种存储介质，所述存储介质烧录有计算机程序，所述计算机程序在服务器的内存中运行时实现本发明所述的一种电网电力基础设施安全性评估分析方法。
本发明通过将目标输电铁塔划分为塔头结构、塔身结构和塔腿结构，进而对各组成结构进行单体架构稳定性分析，评估各组成结构对应的单体架构失稳指数，同时对各组成结构进行连接承载稳定分析，评估塔身对塔头的承载失稳指数及塔腿对塔身的承载失稳指数，从而结合上述评估结果综合判断目标输电铁塔是否适合继续运营，实现了输电电塔运营安全性的综合评估分析，克服了现有技术中对输电电塔运营安全性评估过于片面化的弊端，且通过该评估方式判断目标输电铁塔是否适合继续运营，能够有效提高判断结果的可靠度。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电网电力基础设施安全性评估分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将当前处于运营状态下的输电铁塔记为目标输电铁塔，进而对目标输电铁塔进行组成结构划分，划分为塔头结构、塔身结构和塔腿结构；
S2：对目标输电铁塔划分的各组成结构进行单体架构稳定性分析，并根据分析结果评估各组成结构对应的单体架构失稳指数；
S3：对目标输电铁塔划分的各组成结构进行连接承载稳定分析，并根据分析结果评估塔身对塔头的承载失稳指数和塔腿对塔身的承载失稳指数；
S4：获取目标输电铁塔对应的当前运营年限，进而确定目标输电铁塔当前运营年限对应的结构失稳参考参数；
S5：将目标输电铁塔各组成结构对应的单体架构失稳指数、塔身对塔头的承载失稳指数和塔腿对塔身的承载失稳指数与目标输电铁塔当前运营年限对应的结构失稳参考参数进行对比，进而根据对比结果判断目标输电铁塔是否适合继续运营。
2.根据权利要求1所述的一种电网电力基础设施安全性评估分析方法，其特征在于：所述S1中对目标输电铁塔进行组成结构划分具体包括如下步骤：
S1-1:对目标输电铁塔进行三维图像采集；
S1-2:从采集的目标输电铁塔三维图像中提取整体外观轮廓形状；
S1-3:将提取的外观轮廓形状与各种输电铁塔塔型对应的整体外观轮廓形状进行匹配，从中确定目标输电铁塔对应的塔型，并将该塔型记为指定塔型；
S1-4:从结构数据库中挑选出输电铁塔指定塔型三维图像，并从中提取各组成结构的外形轮廓；
S1-5:将输电铁塔指定塔型中各组成结构的外形轮廓在目标输电铁塔三维图像上进行对比匹配，若某组成结构的外形轮廓与目标输电铁塔三维图像上某部分结构匹配成功，则该部分结构即为该组成结构，由此将目标输电铁塔划分为塔头结构、塔身结构和塔腿结构，同时获取塔头结构与塔身结构的连接区域和塔身结构与塔腿结构的连接区域。
3.根据权利要求1所述的一种电网电力基础设施安全性评估分析方法，其特征在于：所述S2中评估各组成结构对应单体架构失稳指数的具体评估方法参见以下步骤：
S2-1:获取目标输电铁塔对应塔头结构的固定角度，以此评估塔头结构对应的单体架构失稳指数，具体步骤如下：
S2-1-1:将目标输电铁塔三维图像聚焦于塔头结构，并从中提取塔头结构的中心轴线；
S2-1-2:测量塔头结构的中心轴线与水平线之间的角度，将其作为目标输电铁塔对应塔头结构的固定角度；
S2-1-3:将目标输电铁塔对应塔头结构的固定角度与标准固定角度进行对比，评估塔头结构对应的单体架构失稳指数，其评估公式为
Figure FDA0003560648470000031
η塔头表示为塔头结构对应的单体架构失稳指数，δ表示为目标输电铁塔对应塔头结构的固定角度，δ0表示为标准固定角度；
S2-2:分析目标输电铁塔对应塔身结构的角钢构件变形度，以此评估塔身结构对应的单体架构失稳指数，具体步骤如下：
S2-2-1:将目标输电铁塔三维图像聚焦于塔身结构，进而统计塔身结构存在的角钢构件数量，并将各角钢构件依次编号为1,2,...,i,...,n；
S2-2-2:从目标输电铁塔三维图像中获取各角钢构件的长度，记为Li，并定位出各角钢构件对应的首端和末端，进而分别以各角钢构件对应的首端和末端为两端端点作一条线段，作为各角钢构件对应的设定结构线段；
S2-2-3:沿着各角钢构件的自身结构走向作一条线段，记为各角钢构件对应的自身结构线段；
S2-2-4:将各角钢构件对应的自身结构线段对应与各角钢构件对应的设定结构线段进行重合对比，从中获取非重合部分的长度，将其作为变形部分长度，并记为li；
S2-2-5:将各角钢构件的长度与变形部分长度进行对比，评估塔头结构对应的单体架构失稳指数，其评估公式为
Figure FDA0003560648470000032
η塔身表示为塔头结构对应的单体架构失稳指数，li表示为第i个角钢构件对应的变形部分长度，Li表示为第i个角钢构件的长度；
S2-3:获取目标输电铁塔对应塔腿结构的倾斜度，以此评估塔腿结构对应的单体架构失稳指数，具体步骤如下：
S2-3-1:将目标输电铁塔三维图像聚焦于塔腿结构，并统计塔腿数量，进而将各塔腿依次编号为1,2,...,j,...,m；
S2-3-2:从目标输电铁塔三维图像中获取各塔腿与地面之间的倾斜角度，记为θj；
S2-3-3:将各塔腿与地面之间的倾斜角度与目标输电铁塔建造完成时各塔腿与地面之间的初始倾斜角度进行对比，计算塔腿结构对应的单体架构失稳指数，其计算公式为
Figure FDA0003560648470000041
η塔腿表示为塔腿结构对应的单体架构失稳指数，θj表示为第j个塔腿与地面之间的倾斜角度，θ′j表示为目标输电铁塔建造完成时第j个塔腿与地面之间的初始倾斜角度。
4.根据权利要求1所述的一种电网电力基础设施安全性评估分析方法，其特征在于：所述S3中评估塔身对塔头的承载失稳指数和塔腿对塔身的承载失稳指数具体包括:
S3-1:将目标输电铁塔三维图像聚焦于塔头结构与塔身结构的连接区域，并统计该连接区域存在的连接点数量，同时定位各连接点所在位置，进而采集各连接点的承载压力；
S3-2:将塔头结构与塔身结构之间连接区域中各连接点的承载压力进行相互对比，从中筛选出最大承载力和最小承载力，其中最大承载力记为f塔头-塔身max，最小承载力记为f塔头-塔身min；
S3-3:将塔头结构与塔身结构之间连接区域中最大承载力与最小承载力进行对比，评估塔身对塔头的承载失稳指数，其计算公式为
Figure FDA0003560648470000051
σ1表示为塔身对塔头的承载失稳指数，Δf0表示为最小允许承载力差值；
S3-4:将目标输电铁塔三维图像聚焦于塔身结构与塔腿结构的连接区域，并统计该连接区域存在的连接点数量，同时定位各连接点所在位置，进而采集各连接点的承载压力；
S3-5:将塔身结构与塔腿结构之间连接区域中各连接点的承载压力进行相互对比，从中筛选出最大承载力和最小承载力，其中最大承载力记为f塔身-塔腿max，最小承载力记为f塔身-塔腿min；
S3-6:将塔身结构与塔腿结构之间连接区域中最大承载力与最小承载力进行对比，评估塔腿对塔身的承载失稳指数，其计算公式为
Figure FDA0003560648470000052
σ2表示为塔腿对塔身的承载失稳指数，Δf0表示为最小允许承载力差值。
5.根据权利要求1所述的一种电网电力基础设施安全性评估分析方法，其特征在于：所述结构失稳参考参数包括各组成结构的单体架构失稳指数最大允许值、塔身对塔头的承载失稳指数最大允许值和塔腿对塔身的承载失稳指数最大允许值。
6.根据权利要求1所述的一种电网电力基础设施安全性评估分析方法，其特征在于：所述确定目标输电铁塔当前运营年限对应结构失稳参考参数的确定方法执行以下步骤：
第一步：获取目标输电铁塔对应的设计运营年限，并据此将设计运营年限划分为若干运营阶段，其中各运营阶段是由初始运营年限和结束运营年限构成的运营年限区间；
第二步：将目标输电铁塔当前运营年限与各运营阶段对应的运营年限区间进行对比，若目标输电铁塔当前运营年限落在某运营阶段对应的运营年限区间内，则目标输电铁塔当前运营年限属于该运营阶段，并将该运营阶段记为指定运营阶段；
第三步：将指定运营阶段与参考数据库中各运营阶段对应的结构失稳参考参数进行对比，从中筛选出指定运营阶段对应的结构失稳参考参数。
7.根据权利要求1所述的一种电网电力基础设施安全性评估分析方法，其特征在于：所述判断目标输电铁塔是否适合继续运营对应的判断方法参见如下步骤：
步骤1：分析目标输电铁塔对应各组成结构的单体运营安全系数；
步骤2:分析目标输电铁塔中塔身对塔头的承载运营安全系数和塔腿对塔身的承载运营安全系数；
步骤3：若目标输电铁塔对应各组成结构的单体运营安全系数、塔身对塔头的承载运营安全系数和塔腿对塔身的承载运营安全系数均为1，则判断目标输电铁塔适合继续运营，反之则判断目标输电铁塔不适合继续运营。
8.根据权利要求7所述的一种电网电力基础设施安全性评估分析方法，其特征在于：所述步骤1对应的具体分析方式为若某组成结构对应的单体架构失稳指数小于或等于该组成结构对应的单体架构失稳指数最大允许值，则将该组成结构的单体运营安全系数记为1，反之将该组成结构的单体运营安全系数记为0，步骤2对应的具体分析方式参见步骤1。
9.一种电网电力基础设施安全性评估分析***，其特征在于：该***包括以下模块：
目标输电铁塔组成结构划分模块，用于对目标输电铁塔进行结构划分；
组成结构单体架构稳定分析模块，用于对目标输电铁塔划分的各组成结构进行单体架构稳定性分析，并根据分析结果评估各组成结构对应的单体架构失稳指数；
组成结构连接承载稳定分析模块，用于对目标输电铁塔划分的各组成结构进行连接承载稳定分析，并根据分析结果评估塔身对塔头的承载失稳指数和塔腿对塔身的承载失稳指数；
结构失稳参考参数确定模块，用于基于目标输电铁塔对应的当前运营年限确定目标输电铁塔当前运营年限对应的结构失稳参考参数；
参考数据库，用于存储目标输电铁塔各运营阶段对应的结构失稳参考参数；
结构数据库，用于存储各种输电铁塔塔型对应的三维图像；
目标输电铁塔运营判断终端，用于将目标输电铁塔各组成结构对应的单体架构失稳指数、塔身对塔头的承载失稳指数和塔腿对塔身的承载失稳指数与目标输电铁塔当前运营年限对应的结构失稳参考参数进行对比，进而根据对比结果判断目标输电铁塔是否适合继续运营。
10.一种存储介质，其特征在于：所述存储介质烧录有计算机程序，所述计算机程序在服务器的内存中运行时实现上述权利要求1-8任一项所述的方法。
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