输电线路巡检管理系统的研发国家级发布

1、QC成果交流材料创新型北京超高压公司输变电管理部 QC 小组二零零四年三月目录一、小组概况1二、选定课题1三、设定目标2四、提出方案并确定最佳方案4五、制定对策表9六、按对策表实施10七、效果检查16八、标准化和纳入管理规19九、总结回顾和今后打算19一、 小组概况成立时间： 2001 年 6 月小组注册号： ZG-2001-6小组课题类型：创新型名本注册时间：称活动课题输电线路巡检系统的研发次2003年 1月课题课题注册登记号： 0302北活出勤率：动活动时间：2003 年 1 月12 月京97%情超高况姓名性别 年龄文化职务组分工压程度公尚大伟男47本科组长方案策划司输王福军男47本科常务

2、副组长方案制定变海军男33本科副组长对策制定电小王军男41研究生副组长组织实施管理组春田男57本科副组长效果检查部成永东男34大专副组长对策实施Q员C建男27大专组员效果检查小雪松男28本科组员方案总结组王琦男26本科组员对策实施广成男30大专组员效果检查建和男42大专组员对策实施福元男44大专组员对策实施制图人：赵雪松时间： 2003 年 1 月二、选定课题超高压公司目前负责华北地区 500 千伏输电线路 1300 余公里，下设 5 个运检工区， 共有巡检人员 300 多人，每月定期对线路进行巡检一次。 输电线路由于其长期暴露在自然环境中， 不仅承受正常机械载荷和电力负荷的部压力，而且还要经

3、受污秽、雷击、强风和鸟害等外界侵害。线路的巡检是确保线路设备安全运行的一项重要工作，通过及时到位的巡视检查， 掌握线路运行状况及周围环境的变化， 发现设备缺陷和危及线路安全的隐患并及时消除，以确保线路的安全可靠运行。 在传统输电线路巡检工作中， 巡检人员现场手写记录线路缺陷， 然后再人工进行统计。 所以在缺陷数据统计、 缺陷标准化管理、计划下达等各工序方面存在着工作繁琐、 不统一、容易出错的问题，为此每个工区技术员在进行以上巡检数据整理时都要耗费大量的时间，既费时又费力。另外在巡检时要求巡检人员对每基铁塔都必须到位，但现在基本靠巡检人员自觉遵守执行，所以在人员到位方面无法有效控制 。以顺线20

4、02 年 712 月巡检管理统计为例：顺线巡检管理统计表（2002 年 712 月）线路名称顺线线路长度154.073 公里杆塔基数357 基人员到位监督管理无法有效监督，基本办法靠自觉遵守执行巡检数据整理时间时间整理时间（天）工作人数（人）效率（工作日百公里）2002年7月份222.62002年8月份323.92002年9月份323.92002 年 10 月份222.62002 年 11 月份323.92002 年 12 月份323.9平均2.6723.5制图人：尚大伟时间： 2003年1月15日由于巡检数据整理时间较长， 造成不能及时的消除缺陷。 另外，在 2001 年，大房 500kV线

5、路某段， 由于巡检人员不到位， 未能及时发现树木生长造成安全距离不够，而连续放电 6 次的事故。在科技高速发展的今天，我们能否开发一种新的巡检系统来实现 电子标准化录入、人员到位情况有效监督 等问题呢？经过我们小组的反复调查、研究，一致认为我们可以也必须研发出一套输电线路巡检系统， 所以我们小组确定本次 QC活动课题为“ 输电线路巡检系统的研发 ”三、设定目标针对传统线路巡检方式所存在的线路巡视人员到位管理监督困难、缺陷数据统计及缺陷标准化管理难度大这两个问题，我们小组确定课题目标：目标一：将巡视到位率由无法有效监督提高到 100%目标二：将巡线数据整理时间由百公里 3.5 个工作日缩短到 2

6、 个工作日3.5个100%工作日无法有2个效监督工作日活动前目标值活动前目标值目标实现可行性分析(一)目标一 “将巡视到位率由无法有效监督提高到100% ”的可行性分析1 巡检人员到位率监督如果采用仪器自动记录，完全可以实现有效监督。2科技发展迅速， 电子产品种类很多， 巡检系统所需硬件能够解决。(二)目标二 “将巡线数据整理时间由百公里 3.5 个工作日缩短到 2个工作日 ”的可行性分析全部巡检数据通过数据线传输到计算机中， 自动生成缺陷记录， 不存在笔误和录入错误的情况， 并可对其自动进行统计分析， 则可以大大减少数据整理时间。四、提出方案并确定最佳方案（一）初步方案的提出确定课题目标后，

7、 小组人员集思广益， 采用头脑风暴法， 针对每条课题目标提出了两个相应的初步解决方案：目标一方案 1：采用信息钮方式来监督人员到位情况输电将巡视到位率由无法方案 2：采用 GPS方式来监督人员有效监督提高到线路到位情况100%巡检方案 1：每个巡检小组使用一台安系统目标二装了专用巡检管理系统的笔记本的研电脑，进行缺陷录入将巡线数据整理时间发由百公里 3.5 个工作方案 2：每个巡检小组使用一台安日缩短到 2 个工作日装了专用巡检管理系统的掌上电脑，进行缺陷录入（二）方案可行性分析及评估1. 对目标一解决方案的可行性分析及评估将巡视到位率由无法有效监督提高到100%目标一解决方案先进性可靠性信息

8、钮方式GPS方式在线路上安装信息钮（如接触接收 GPS卫星定位和时间式或射频式），通过读取电子标分信息，精确识别巡检人员分签数据，检查巡检人员是否到数是否到位。数位。需将识读器接触或靠近信息巡检人员到位后，塔号、钮，同时还需笔和纸进行现场3时间等信息自动生成。5记录，工作繁杂且容易出错，效率低下。信息钮存在自然和人为破坏的可能性。据向某使用信息钮的基于 GPS卫星资源，随时供电公司调查，每 100 基杆塔2使用，不受外界因素影5每年的丢失、损坏率为 6.7%。响，可靠性 100%。需派专人经常检修， 可靠性差。经济性实用性操作难易程度综合得分需在每个巡视点都安装上信息卫星资源是免费的， 且不钮

9、，还有后续大量的补装、维3存在工程安装费， 一次投4修工作，增加了使用费用。入，终身受益。体积小，但安装复杂、应用成低成本，体积小、使用方本高、不便管理。2便、不需要额外安装和维4护，具有广阔应用前景。结构简单，操作容易。4由于基于先进技术， 操作3存在一定难度。1421表中单项得分满分为5 分，综合得分满分为25 分由上表得出分析评估结论：计划采用 GPS方式控制巡检到位率2对目标二解决方案的可行性分析及评估将巡线数据整理时间由百公里3.5 个工作日缩短到2 个工作日目标二解决方案先进性可靠性经济性实用性操作难易程度综合得分现场使用笔记本电脑笔记本电脑安装专用巡检管理系统软件，每个巡检小组一

10、台，现场录入。速度快，容量大，可安装多种软件。容易损坏，防水，防震性能不能满足现场使用要求前期购置费用较高， 后期维护复杂，配件价格高。体积大，不便携带，启动速度慢采用鼠标键盘输入， 操作容易。现场使用掌上电脑分掌上电脑安装专用巡检管分理系统软件，每个巡检小组数数一台，现场录入5速度快，容量较小，需安装4专用软件1不易损坏，防水，防震性能4不能满足现场使用要求2前期购置费用不高，后期维4护简单配件价格低。2体积小巧，便于携带，启动5速度快4采用触摸屏输入，操作容4易。1423表中单项得分满分为5 分，综合得分满分为25 分由上表得出分析评估结论：计划利用掌上电脑实现电子标准化管理（三）方案进一

11、步分解找到初步解决方案后， 我们继续对两个方案进行分解，提出各自不同的进一步解决方案。1第一种方案的分解及可行性分析a方案分解采用 GPS方与软件支持设备采取数据线连接方式的GPS式来监督人员到位情况与软件支持设备可组装为一体方式的GPSb方案可行性分析方案与软件支持设备采取数据与软件支持设备可组装为项目线连接方式的 GPS一体方式的 GPS携带不方便，连现场适用性线及接口容易不适宜接口不易损坏适宜损坏可靠性容易出现损坏不可靠不易损坏且接可靠及接触不良触良好一次投入少，但需专用模具，一次投入大，经济性损坏后需维修一般一般或更换但一般不需维修费用综合评价差好由此得出：采用“与软件支持设备可组装为

12、一体方式的GPS”为最佳。2第二种方案的分解及可行性分析a方案分解康柏掌上电脑掌上电脑每个巡检小组使用一台安装了专用巡检管理系统的掌上电脑，进行缺陷录入奔迈掌上电脑软件公司开发软件开发与软件公司联合开发自行开发b方案可行性分析我小组对市场上比较流行的各种掌上电脑进行调查，最后选择康柏及奔迈两种掌上电脑进行现场试用，其对照结果如下：方案康柏掌上电脑奔迈掌上电脑项目使用环境温度 10 401040（线路所经地区气温一般在 15时可使用约低于 10使用不正为 1040，偶尔最低30 分钟左右常达 15）性能稳定性性能稳定性能稳定操作难易程度操作简单操作简单操作界面彩屏，亮丽清晰黑白，不够清晰经济性价

13、格较高价格较低综合评价好一般由此，小组决定选用康柏掌上电脑。对于软件开发的三种方式， 我小组进行深入分析对比， 以确定最佳开发方式。不同方式的特点对照如下：方案由软件公司开发自行开发方式与软件公司联合开发方式方式项目能否独立开发否否有人员是否具有输电线路巡检否有有专业知识软件制作能力强弱强我公司是否具无有有有知识产权比较结果一般一般最佳很明显，与软件公司联合开发方式为最佳方案。通过分析及评估，小组找出了实现目标的最终最佳方案：目标一采用与软件支持设备可组装输 电将巡视到位率由无法为一体方式的 GPS有效监督提高到 100%线 路巡 检系 统目标二使用康柏掌上电脑，进行缺的 研陷录入发将巡线数据

14、整理时间由百公里 3.5 个工作日与软件公司联合开发专用巡缩短到 2 个工作日检软件五、制定对策表序号要素对策措施目标时间负责人配置适合选择与康柏掌上电脑一巡检现场体式配合的a 处理器速度达到 166MH以上，1GPS仪和掌上电脑手持机机要 求 的GPS卫星信32M以上存；2003尚大伟GPS 仪和年 2月 王福军号接收器并b 其水平定位精度小于15m 。康柏掌上能满足定位电脑要求a 能够与后台管理计算机进行eMbedded通讯连接；b 能够以不同的巡检人员名称Visual开发手持进入，对不同的线路进行巡检C+3.0 为 开2003机专用巡操作；雪松2 载巡检管理软件后台管理3 机巡检管理软件

15、检管理软发平台，联合c 能以原有基准数据为依据， 对年 2 月海军软件开发公4 月件司制作手持杆塔进行定位，以实现到位管理；机软件d 能够对线路设备缺陷按标准格式进行记录。a 可以把现有杆塔信息（经纬度等）批量导入系统；b 建立标准缺陷库，对输电线路缺陷实行标准分类与描述；并可应实际需要随时修改缺陷库容；c 可设立不同的用户，并对不同以 VC、类别的用户设置不同的访问此系统权限；InterDEV 、d 可制定工作计划，并生成巡检开发后台PowerBulder计划单、处理缺陷任务单；2003管理机巡为开发平台，王军e 对巡线数据整理、汇总、查询， 年 3 月检管理软联合软件开对错误信息能够修改；

16、生成巡6 月王琦件发公司制作后台管理软视记录和缺陷记录；显示巡检到位数据；件f 把缺陷登记到系统，对其实施“缺陷审批处理验收反馈”的标准流程管理；对缺陷进行统计分析；g 使后台管理系统的线路数据、巡检计划任务传输到手持机；把手持机中的巡检结果数据传输到后台管理计算机中。制表人：赵雪松时间：2003年1月15日六、按对策表实施实施一：配置适合巡检现场要求的GPS仪和康柏掌上电脑2003 年 2 月份本小组与康柏掌上电脑经销商协定好，以比较优惠的价格批量购置 iPAQ 3950 型掌上电脑，并配置与之配套的外壳型一体式GPS仪。其主要技术参数如下：? 处 理器： 206MHz Intel Stro

17、ngARM SA-1110? 操 作系统 ： Pocket PC （ WinCE3.0 ）? 显示分辨率：240320? 接口：支持 USB接口及串行口? 标 准存： 32M RAM、 32M Flash ROM? 扩展接口：PC卡、CF卡? 接收卫星：12 个通道可自动选择? 首次定位时间（ TTFF）?热启动18 秒?暖启动48 秒?冷启动120 秒? 水平定位精度10米? 更新速率：定位确定后每 2秒更新一次GPS 卫星信息接收器iPAQ 3950手持机实施二：开发手持机专用巡检管理软件2003 年 2 月 4 月，我们小组联合电联宇电力技术，以eMbeddedVisual C+3.0为

18、开发平台，通过多次调试改进，终于取得成功。手持机软件实现了以不同用户名进入系统， 对不同线路杆塔进行定位， 按标准格式录入缺陷容的预期功能要求。 其定位精度小于 10 米，定位时间一般小于 30 秒。其界面清晰明了，操作简便，易于掌握。以下为部分手持机操作界面：? 手持机主界面? 巡线操作界面（1）巡线登录（2）杆塔定位（3）杆塔定位中（4）定位成功（5）缺陷录入（6）缺陷编辑实施三：开发后台管理机巡检管理软件为了使开发出来的 GPS巡检管理系统实用、可靠，满足我们的管理要求，小组成员深入现场、 工区、资料室进行调查， 并收集掌握了巡检管理的相关规程、规定、制度及我们的实际巡线要求。然后，于

19、2003 年 3 月开始，我们小组与电联宇电力技术人员采用 VC、InterDEV 、PowerBulder 等开发平台，加班加点，反复调试修改， 并多次征求巡检人员意见加以改进。 经过大家的艰苦努力工作，终于在 2003 年 6 月底，圆满完成了软件开发。以下是后台管理软件部分页面：? 主界面具有系统管理、计划管理、巡线管理、缺陷管理、数据通信五大模块。系统管理模块下分项功能五大模块：系统管理、计划管理、巡线管理、缺陷管理、数据通信? 分页面：杆塔管理可显示或修改线路与杆塔信息，除有数据外还有杆塔照片，并可从其它数据库批量导入线路、杆塔信息，省却繁琐的数据输入。杆塔照片线路名称线路与杆线路杆

20、塔信塔信息息批量导入? 分页面：缺陷编辑管理详细显示某时间段线路缺陷情况，以表格的形式显示了缺陷类别、缺陷等级、巡检人员和巡检时间等。自动生成线路巡视及缺陷记录报表。巡检时间段巡检缺陷列表缺陷详细内容试验与改进为验证“输电线路巡检系统”实用性，2003 年 6 月份我们在绥、顺两条 500 千伏线路上进行了多次的全程测试，总共测试约1900 基次杆塔。在测试过程中， 该系统能够顺利高效的完成我们所要求的各项功能， 但系统还存在一些小问题， 我小组经过反复地探讨和研究， 对系统进行了多次的改进和升级，解决了问题，比如：存在问题改进措施改进后效果检查负责人手持机与后台管理机数据改变数据传输方式，

21、更换数据数据传输用时约 20传输速度慢，每次用时约 2王琦传输线秒钟分钟手持机置电池电量耗尽时增加储存卡，把系统软件安装数据不再丢失建和数据丢失在储存卡中福元七、效果检查“输电线路巡检系统” 开发完成后，从 2003 年 7 月至今已在我公司各运检工区进行使用。小组对使用效果进行充分的检查、分析，结论如下：（一）目标完成情况1目标一“将巡视到位率由无法有效监督提高到100%”的完成情况由于手持机定位精度为10 米以，巡检人员必须到达塔位后手持机才会记录到位信息，所以巡检人员的到位率非常有效控制到了100%。目标一实现。100%100%无法有效监督活动前目标值活动后2目标二“将巡线数据整理时间由

22、百公里3.5 个工作日缩短到2 个工作日”的完成情况统计顺线 2003 年 7 月至 2004 年 2 月巡检工作情况顺工区巡检数据整理时间统计表（2003 年 7 月 2004 年 2 月）整理时间工作人数效率时间（天）（人）（工作日 / 百公里）2003年7月份110.652003年8月份110.652003年9月份0.510.322003年10月份0.510.322003年11月份0.510.322003年12月份0.510.322004年1月份0.310.192004年2月份0.310.19平均0.37制表人：沈建时间：2004年 3月 15日从上表可以看出，巡检数据整理时间由活动前的百公里3.5 个工作日缩短到了 0.37 个工作日， 目标二实现 。3.5个工作日2个工作日0.37个工作日活动前目标值活动后（二）效益确认a. “输电线路巡检系统”在国同行业中处于领先水平，极提高了我公司在运行方面的科技含量，提高了企业生产管理水平。b. 此系统基于全球定位技术，线路巡检人员无法对巡检的时间和地点作弊，可有效避免线路巡检人员的麻痹思想，杜绝巡视不到位情况发生。并对缺陷情况进行规化录入，减少人为错误。c. 可以详细收集汇总各线路巡检