输电线路装态监测系统技术规范8657

输电线路装态监测系统技术规范输电线路装态监测系统技术规范1.范围本规范规定了国家电⽹公司输电线路状态监测系统的功能要求和技术要求,包括功能规范、系统架构、前置⼦系统、再线监测信息交换模块、业务应⽤⼦系统、GIS集成、数据存储与管理、⽤户界⾯展⽰、视频⼦系统、⽹络通信、信息安全及软硬件等技术要求，是构建输电线路状态监测系统的指导性规范。本规定适⽤于国家电⽹公司的各级线路状态监测系统。2.规范性引⽤⽂件下列⽂件中的条款通过蹦规定的引⽤⽽成为本规范的条款。凡是注明⽇期的引⽤⽂件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适⽤于本规范，然⽽，⿎励根据本规范达成协议的各⽅研究是否可使⽤这些⽂件的最新版本。凡是不注明⽇期的引⽤⽂件，其最新版本适⽤于本规范。IEC61968电⼒企业应⽤集成IEC61970—12005能量管理系统应⽤程序接⼝第1部分：导则和⼀般要求IEC61970—30120032005能量管理系统应⽤程序接⼝第301部分：公共信息模型（CIM）基础IEC61970—40120052005能量管理系统应⽤程序接⼝第301部分：组件接⼝规范（CIS）框架IEC61850变电站通信⽹络和系统GB50395—2007视频安防监控系统⼯程设计规范GB50198—1994民⽤闭路监视电视系统技术规范GB/T13720地区电⽹数据采集与监控系统通⽤技术条件DL476—1992电⼒系统实时数据通信应⽤层协议DL/T547电⼒系统光纤通信运⾏管理规程DL/T5334电⼒光纤通信⼯程验收规范Q/GDW242—2008架空输电线路导线温度在线监测系统技术导则Q/GDW243—2008架空输电线路⽓象在线监测系统技术导则Q/GDW244—2008架空输电线路微风振动在线监测系统技术导则Q/GDW245—2008架空输电线路在线监测系统通⽤技术条件Q/GDW173—2008架空输电线路状态评价导则Q/GDW215—2008电⼒系统数据标记语⾔—E语⾔规范电监安全[2006]34号《电⼒⼆次系统安全防护总体⽅案》国家电⼒监管委员会第5号令《电⼒⼆次系统安全防护规定》3.术语和定义下列术语和定义适⽤于本规范3.1输电线路状态监测系统ConditionMonitoringSystemofTransmissionLines对输电线路运⾏状态进⾏监测、预警、辅助决定、数据分析的软硬件平台的总称。3.2前置⼦系统FrontEndProcessingSystem状态监测系统平台的重要组成部分，对状态监测装置发送的原始数据进⾏接收、处理、交换的软件系统。

3.3在线监测信息交换DataExchangePlatform状态监测系统平台的重要组成部分，实现地市与⽹省公司之间输电线路在线监测信息与相关系统的传输。3.4专家知识库ExpertKnowledgeBase对线路状态问题求解所需要的领域知识的集合，包括基本事实、规则和其他有关信息。3.5⾯向服务架构Service-OrientedArchitecture⾯向服务的体系结构（SQA）是⼀个组件模型，他将应⽤程序的不同功能单元（称为服务）通过这些服务之间定义良好的接⼝和契约联系起来。服务层是SQA的基础，可以直接被应⽤调⽤，从⽽有效控制系统中与软件代理交互的⼈为依赖性，SQAde关键是“服务”的概念。4.总体要求总体原则输电线路状态监测系统在技术实现上应符合运⾏⾼效、稳定可靠、实⽤易⽤、安全坚固、可扩展及开放性原则。各级状态监测系统均采⽤平台化构建、集中式部署。通过采⽤组件化的系统结构既保证平台功能的扩展性业务实现的复⽤性；将数据和服务部署在不同物理层次，⽹站系统和应⽤服务各⾃⼜部署为集群⽅式，以保证系统的⾼效性。为实现输变电设备状态集中监控系统建设除应按本技术规范执⾏外，还应符合国家、电⼒⾏业、国家电⽹公司现⾏的有关标准规定。4.2系统架构输电线路状态监测系统在国⽹--⽹省--地市三个层⾯上分别进⾏部署，其基本框架如图4.2—1所⽰。按照以上架构，通过各类监测装置获取的输电线路信息通过安全信道进⼊地市状态监测系统，在地市监测系统实现对线路运⾏状态和环境的集中监视，以及灾害预警、辅助决策等功能；地市状态监测系统获取的线路状态数据通过电⼒专⽹送⼊省⽹状态监测系统，实现灾害预警、辅助据测及统计分析等功能，为制定规划、设计、运⾏的技术原则及确定技改、⼤修、科研项⽬提供技术⽀持；⽹省状态监测系统获取的线路数据通过⼀体化平台送⼊国⽹公司状态监测系统，实现灾害预警、辅助决策及统计分析等功能，为制定规划、设计、运⾏的技术政策提供⽀持。国⽹—省⽹—地市三层架构中国王河⽹省级包含以下⼏部分：⼀体化平台、GIS平台，业务应⽤⼦系统、数据库、web展⽰以及视频⼦系统；地市及部署在线监测信息模块、前置⼦系统、视频⼦系统、介⼊状态监测数据。国⽹、⽹省⼀体化平台需从地市级状态监测系统获取在线监测数据，并下发在线监测装置控令，为国⽹、⽹省状态监测系统提供数据⽀持。各类监测装置获取的输电线路状态信息也可通过安全信道进⼊⽹省状态监测系统，有⽹省状态监测系统上送到国⽹状态监测系统和夏传⾄地市状态监测系统。状态监测系统平台是数据汇聚的中⼼，横向上实现与已有系统业务的数据的集成，并为基于这些信息的上层应⽤提供数据⽀持（包括对其它业务系统提供状态监测数据⽀持）；纵向上实现各级状态监测系统数据的上下交互，以及控制指令的下达。4.3功能要求输电线路状态监测系统应在适⽤的原则下实现状态监测、与已有⽣产运⾏系统信息交互、图像/数据展⽰、预警、辅助决策、信息统计分析等功能。4.3.1具备与已有⽣产、运⾏系统信息交互功能（1）信息接⼊a)输电线路GIS信息，包括⼆维、三维书店线路地理信息。b)输电线路⽣产管理，包括输电线路基础信息、缺陷信息、巡检信息、检测试验信息等。c)雷电定位系统信息，包括雷电（害）密度分布图等。d)输电线路故障信息数据，包括故障定位测距信息等。e)智能巡查信息（PID），包括数据、图象、缺陷、位置、路径等。f)直升机（包括⽆⼈直升机）巡检信息，对已应⽤直升机巡检的地区增加之升机巡检模块，包括数据、图象、缺陷、位置、路径等。

g)调度⾃动化实时数据，主要包括输电线路的电流、电压、有功、⽆功等实时数据。h)天⽓预报信息，主要包括天⽓预报、卫星云图、降⾬分布图、地质灾害分布图，台风路径图等。i)污区图、雷电密度⼟、冰区图、风区图等(2)输电线路运⾏状态信息提供功能a)应可向⽣产管理系统（PMS）提供相应状态监测、预警及辅助决策等信息。b)应可向电⽹调度中⼼、应急指挥中⼼提供相应预警及辅助决策等息。4.3.2具备输电线路运⾏状态实时监测功能系统应实现以下监测功能：*输电线路再线增容监测*输电线路覆冰监测*导地线微风振动监测*输电线路风偏检测*导线温度、弧垂监测*输电线路⽓象环境监测*输电线路图象/视频监控*绝缘⼦污秽度监测*杆塔倾斜在线监测对PMS系统的静态设备台帐查询、输出；⽴检测装置与线路本体设备间逻辑关系，形成⼀体化数据关系模型，对线路本体、附属设施及线路通道进⾏管理。从设计、基建接收其电⼦化移交的数字化资料和3D模型，逐步⽴线路本体，附属设施及线路通道的3D模型，实现数字化和可视化的输电线路设备管理。以⼆维/三维线路漫游浏览、线路监测数据展⽰、专题图展⽰等⽅式，对线路动态状态数据如再线监测数据、巡检数据（PID）、检测数据，进⾏管理，查询、报表统计和输出。4.3.3具备图象/数据展⽰功能（1）输电线路状态监测数据展⽰状态监测系统能够展⽰输电线路⾛廊、铁塔、导线和其他线路设备的⼆维、三维视图等，能够对各类输电线路运⾏状态和⽓象环境数据及分析结果，以⼆维、三维可视化⽅式进⾏直观展⽰，展⽰的内容具体包括原始值、曲线图、三维图及警报信息；能够对故障定位测距信息展⽰，包括定位杆塔、档距、周边线路、通道状况、⽓象环境、抢修道路等。（2）输电线路⽣产运⾏管理业务展⽰能够对⽣产管理系统（PMS）各模块信息进⾏直观展⽰，包括台帐管理、作业管理、运⾏管理、故障管理、雷电定位管理、缺陷管理、两票管理、设备异动管理、状态检修管理、车辆调度管理等应⽤模块信息的展⽰，展⽰内容包括设备地理位置、设备有关图纸档案、照⽚、抢修车辆实时位置、故障杆塔地理位置及故障发⽣时的雷电情况等展⽰信息源为⽣产管理系统。（3）SCADA系统展⽰：包括线路实时潮流、电压、电流等运⾏参数。4.3.4具备预警功能（1）状态判别和预警通过对各类在线监测数据、离线检测数据、电⽹实时数据和设备基础数据综合分析，判断线路的危险临界条件，实现在出现可能的线路隐患时及时通过多种有效的⽅式为⽤户发布报警信息，以及对被报设备进⾏定位（含⼆维场景、三维场景定位）。（2）灾害预警功能结合天⽓预报系统和⽹省公司的⽓象监测系统，在监测到出现⼤风，覆冰，台风、暴⾬、沙尘等极端恶劣⽓候条件，以及严重外⼒破坏、⽕灾、地质等线路灾害时，能及时进⾏灾害预警、定位、并按照灾害的种类、规模进⾏缓冲级别和各级缓冲半径设置，形成灾害来临时，线路运⾏管理单位进⾏应急对应的信息依据。

建⽴灾害事前预警、事中应急、事后评估机制，应急物资存储调配机制。在应急期间，可通过内⽹将图像、数据分析结果在应急指挥中⼼展⽰以便于应急指挥中⼼及时掌握各类实时监测的线路状态并应急指挥。4.3.5具备信息系统分析功能对输电线路状态监测信息进⾏系统分析，为制定规划、设计、运⾏的技术政策提供⽀持。4.3.6具备辅助决策功能（1）状态预测功能具备输电线路状态预测和趋势预测功能，如杆塔倾斜预测、导线温度预、绝缘⼦严密预测、疲劳寿命预测、覆冰⽣长预测等。建⽴覆冰区、舞动区⼟、污区图、雷电区⼟、滑坡图等，为规划、设计提供依据。逐步实现对各种恶劣⽓象条件如⼤风、⾬雪、雷暴、台风、风沙等对输电线路的影响仿真及预测。（2）状态实时评估功能对安装了在线监测装置的设备本体进⾏状态评估，如根据微风振动监测信息评估⼤跨越的安全运⾏状态，根据杆塔倾斜在线监测信息评估杆塔稳定性等。4.3.7⾼级应⽤功能状态监测系统应具有PMS及输变电设备状态检修各相关功能模块数据接⼝。（1）状态诊断功能针对输电线路导地线、绝缘⼦、⾦具、杆塔等部件，根据状态监测数据获取线路设的故障特征信号和特征量，表征损伤或破坏的物理指标、特征参数和损伤模式，应⽤损伤诊断技术、特征量性质的诊断⽅法、数学诊断⽅法等，进⾏分析诊断，查找故障和事故原因，提出防⽌措施。具备事故及历史数据分析判断功能。对线路故障、事故，进⾏历史追溯分析、诊断、查找原因，形成防治措施。不断完善专家诊断系统，包括在线诊断和离线专家诊断系统。5.前置⼦系统5.1基本要求前置⼦系统作为输电线路状态监测系统在线监测数据的直接提供者和在线监测装置控制指令的最终发送者，实现不同⼚家在线监测装置上传的监测数据、远程图像数据、⼼跳数据等各种数据的统⼀接收、处理、存储、转发，实现在线监测数据（即符合数据库规范的数据）与控制指令在监测系统平台间的统⼀传输。前置⼦系统平台应基于开放性结构，充分满⾜系统的维护扩充和升级等⽅⾯的要求，⽀持第三⽅标准模型插件、在线监测新应⽤的⾃由扩展华⼈⽅便快捷的软件升级。前置⼦系统平台在设计中充分考虑对在线系统实施不中断运⾏的扩充、升级，当硬件扩充后，系统可以保持其互操作性华⼈交互环境的兼容性，使得软件投资得到长期利⽤，同时能⽀持⽤户进⼀步开发应⽤软件或接⼊第三⽅软件。前置⼦系统平台的设计应充分考虑系统稳定性、健壮性需求，从各个⽅⾯严格把关，确保系统稳定性。系统平台的设计和建设注重稳定性、实⽤性和⼈性化的统⼀。在数据接收、数据处理、数据转发环节应满⾜数据完整性和准确性要求，保证信息、分析结果的正确性。前置⼦系统平台要充分考虑系统安全的要求，遵循电⼒⼆次系统安全防护的要求，并提供详细的操作、运⾏⽇志，以便发现应⽤系统的安全隐患。5.2系统架构前置⼦系统总体架构如图5.2-1所⽰。5.3数据处理流程5.3.1数据接收1）数据接收前，完成对通信模块IP地址、端⼝的配置。

2）采⽤JAVA多线程、数据缓冲区等相关技术，对不同⼚家、不同⽅式传输的在线监测原始数据和指令进⾏统⼀接收。3）系统对缓冲区接收的数据进⾏CRC校验。校验合格后，向对⽅监测装置发送应答包。5.3.2协议解析系统按照《Q/GDW245—2008架空输电线路在⼼监测系统通⽤技术条件》附录D“应⽤层数据传输规约”数据通讯⽅式中约定的基于主从问答⽅式的UDP改进协议进⾏⽹络层通讯协议解析，UDP报⽂结构定义如表5.3—1所⽰：表5.3—1UDP报⽂结构定义定义数据包的⾃⾝属性（含挤占、应答、控制、视频、⼼跳、同步等）和监测类型属性（含⽓象、微风振动、弧度、温度等）。协议解析流程中，由系统分类线程根据报头⽂、帧类型、报⽂类型对数据进⾏分类划分，将不同报⽂放⼊数据队列中去。5.3.3⼯程量计算系统利⽤JAVA多态特性实现⼯程量模型的动态加载，并采⽤JAVA多线程技术将歌唱家、各监测类型的原始数据由各⾃对应的计算线程进⾏处理，并将结果写⼊缓冲区队列。5.3.4⼯程量分析计算系统利⽤JAVA多态特性实现⼯程量分析模型的动态加载，并采⽤JAVA多线程技术将歌唱家、各监测类型的⼯程量数据由各⾃对应的计算线程进⾏处理，并将结果写⼊缓冲区队列。5.3.5数据存储系统从不同监测类型的缓冲区队列中提取数据，并发送⾄后台关系数据库。为了保证数据存储的安全性和持久性，推荐采⽤⼤型关系型数据库。5.3.6数据转发系统从缓冲区队列中提取数据，并直接发送⾄在线监测信息交换模块接收端⼝。5.4接⼝要求1）接⼊数据种类：根据电话电线路监测系统功能要求，前置⼦系统接受的在线监测信息⾄少应包括输电线路⽓象环境、覆冰，风偏、导地线振动、导线温度和弧度、绝缘⼦污秽、杆塔倾斜、图像/视频等九类监测原始数据及控制指令。2）接⼊数据格式：接⼊前置⼦系统的在线监测原始数据机控制指令的报⽂结构、内容、传输规则、校验算法应遵循Q/GDW245-2008《架空输电线路在线监测系统通⽤技术条件》附录D“应⽤层数据传输规约”3）在线监测原始数据转⼯程量分析接⼝要求：在线监测产品⼚家提供其在线监测始数据转⼯程分析量的接⼝函数及说明⽂档，接⼝函数封装格式建议为JAR包。且接⼝函数初始化参数（各种计算常量、设计参数、预输⼊值等）应封装在接⼝函数中，或在函数运⾏时⾃动在数据库中⽣成，使前置⼦系统⽆需考虑参数初始化问题。4）在线监测⼯程量转⼯程量分析接⼝要求：在线监测产品⼚家提供其在线监测⼯程量转⼯程分析量的接⼝函数及说明⽂档，接⼝函数封装格式建议为JAR包。且接⼝函数初始化参数（各种计算常量、设计参数、预输⼊值等）应封装在接⼝函数中，或在函数运⾏时⾃动在数据库中⽣成，使前置⼦系统⽆需考虑参数初始化问题。5）输出数据格式：前置⼦系统传递⾄在线监测信息交换模块的在线监测始数据的格式应遵循《架空输电线路在线监测系统通⽤技术条件》，控制指令格式应遵循Q/GDW245—2008《架空输电线路在线监测系统通⽤技术条件》附录D“应⽤层数据传输规约”6.在线监测信息交换模块6.1基本要求国⽹、省电、地市状态监测系统应建⽴对应的信息交换功能。其中国⽹、⽹省状态监测系统信息交换通过⼀体化平台实现，地市与⽹省状态监测信息交换通过在线监测信息交换模块实现。在线监测信息交换模块应具备已由地市系统（包括调度⾃动化系统、雷电定位系统）进⾏信息交互的功能。在线监测信息交换模块采⽤分布式部署，独⽴运⾏的⽅式，实现信息和服务的共享与调⽤，在线监测信息交换模块可以提供全开放，可与其他异构系统进新房教化功能，能实现跨机构，跨系统，跨语⾔的交互。在线监测信息交换模块针对外接业务系统的不同部署结构和输⼊数据的不同更新频率，实时性需求，可采⽤不同的接⼊⽅式。6.2系统架构通过⼀体化平台和在线监测信息交换模块，状态监测系统可以实现与同级⽣产管理系统，调度⾃动化系统，雷电定位系统，故障定位系统等业务系统数据的横向集成，，在线监测系统数据的接⼊，以及上下级平台间状态监测数据，前端设备控制指令的纵向贯通。6.3功能模块要求在线监测信息交换模块模块在技术上建议采⽤SQA架构，运⾏于J2EE平台，各节点由管理控制层和传输层构成。管理控制层包括交换配置管理、交换核组件、业务系统统⼀接⼝、统⼀监管和管理，完成数据交换的监控、配置、接⼊以及数据的处理。传输层完成交换双⽅之间的多种⽅式的传输、包括JMS、WEB、SERVICE、SQL、⽂件及其它传输⽅式。6.3.1管理控制层交换配置管理交换配置管理是为满⾜多种交换⽅式、多种交换格式的可配置，可管理⽽设计的，使得信息交换平台在不停的运⾏、不影响其它业务交换的情况下随时接⼊或退出业务系统，并随业务系统交换需求的变化调整交换内容，交换⽅式及交换格式。交换配置管理是数据交换执⾏的基础，应提供平台管理、数据交换标准管理、数据发送、抽取管理、作业调度管理等功能，数据交换核组件按照交换配置管理定义的参数执⾏交换。1）模块配置。为实现个业务系统的相关数据交换配置信息进⾏有效管理，应设计业务数据类管理；为保证信息交换平台管理的安全性，应设计⽤户管理、权限管理，防⽌⾮法⽤户访问。2）数据交换标准管理。数据中⼼、业务系统、信息交换构成交换的主体，数据交换标准描述交换双⽅之间数据格式，是进⾏数据交换的规则。当业务系统交换需求变更或新接⼊业务系统时，根据交换需求，利⽤交换标准管理功能，可定义每⼀类数据的交换格式，包括XML⽂件、Excel⽂件，SVG图形⽂件，关系数据库⽂件等格式，提⾼信息交换平台的灵活性。3）数据发送、抽取管理。该功能完成对数据发送、抽取过程执⾏时需要发送、抽取⽅式、格式及⽬标单位等信息的灵活配置。4）作业调度管理。为实现⾃动交换，需要对交换周期和交换执⾏时间进⾏设置。信息集交换平台根据该功能所配置的作业调度信息和系统时钟⾃动执⾏交换。交换核组件为提⾼信息交换平台的灵活性，信息集交换模块除具备强⼤的配置功能外，核⼼⾃建功能应包括数据封装服务、数据解析服务、数据发送服务、数据抽取服务作业调度、任务监听器及队列监听器等。核组件在技术上以消息服务⽅式实现，达到整个集哦啊换过程的可配置。1）数据封装服务。数据封装服务完成将数据库中的数据交换标准转换为对⽅可识别的数据格式的功能。在数据封装服务的设计中，为满⾜数据增量的传输要求，对于有周期特征的数据，按照数据周期参数（⼊年、⽉、⽇等信息）获取；对于⽆周期特征的数据，依据关键属性识别上次集哦啊换后的变化数据，关键属性可以根据业务数据的特点定义，⼀般⾄少包括主键部分。2）数据解析服务。数据解析服务是数据封装服务的逆过程，负责按数据交换标准解析收到的数据，解析后的数据写⼊业务系统数据库，数据解析服务是影响数据交换效率的关键环节，在向数据库中写⼊数据时使⽤批量⽅式提交。写⼊完成后，向业务系统发送数据到达通知，通知采⽤JMS⽅式发送，通知内容XML格式。

3）数据发送服务。数据发送服务是数据交换的执⾏者，他接受业务系统的触发或作业调度的交换请求，并调⽤数据封装服务进⾏数据封装，然后按照预先设置的发送⽅式，⽬的地等参数，通过传输层执⾏发送。数据发送服务的异常处理⾄关重要，应能够设置异常重试、发送⽅式⾃适应调整策略，以提⾼数据交换的异常处理能⼒。4）数据抽取服务。数据抽取服务应实现同步和异步两种⽅式：同步⽅式有数据需求单位发起，调⽤数据提供单位的数据封装服务获取数据，再调⽤本地数据解析服务完成数据交换；异步⽅式数据需求单位发送⼀个抽取任务到对⽅的任务队列，由对⽅任务监听器执⾏发送。5）作业调度。作业调度是实现⾃动交换的关键组件，任务调⽤进程根据作业调度设置中已定义的交换时间，、周期和系统时钟，⽣成交换任务，并将交换任务放到任务队列中，有任务监听器执⾏交换。6）任务监听器。任务监听器实时监听任务队列，当作业调度或抽取服务发送交换任务到队列任务时，调⽤发送、抽取服务执⾏交换操作，当将失败次数超过极限值时，将任务放到错误队列中，管理员进⾏⼈为⼲预处理。7）队列监听器。队列监听器⽤于监听接收数据的消息队列，当数据发送到消息队列后，监听器启动，从消息队列中获取数据，再调⽤数据解析服务，完成异步⽅式的数据交换。业务系统统⼀接⼝根据业务系统接⼊的⽅便性需求，接⼝建议统⼀采⽤WEBSEVICE、数据中⼼共享区、安全⽂件传输⽅式实现；根据节⼝的稳定性和可扩展性需求，接⼝参数采⽤XML格式，当接⼝参数发⽣变化时，只调整XML中的结构，不影响接⼝；根据信息交换的安全性需求，应设计安全访问验证，避免⾮法连接。统⼀监控可管理在线监测信息交换模块采⽤分布式部署，需要对所有节点进⾏集中监控，建议采⽤可缩放⽮量图形（SVG）技术，通过地图显⽰监控信息。信息交易通常由2类错误导致；⼀类为⽹络、服务器软件出现异常，另⼀类为数据交换节点配置信息的不正确导致的异常。对于前者，采⽤定时扫描⽅式进⾏实时监控，对于后者，当配置信息发⽣变更后，⾃动触发该功能进⾏验证。为⽅便信息交换模块征途资源协调和⽇志分析，应具有作业统⼀管理功能以实现对各单位⾃动交换作业统⼀调配，防⽌作业过度集中，影响信息交换模块的整体运⾏性能；应具有⽇志管理功能实现交换⽇志的备份删除、分析功能。6.3.2数据传输层传输层数据交换技术要求1）交换⽅式①.同步异步交换⽅式。当数据较⼤时，受⽹络传输速度限制，短时间内⽆法完成交换，因此需要提供异步的交换⽅式，即业务系统提交⼀个交换任务后，不等待任务处理结果⽽继续其它的事务，由信息交换模块在后台完成交换；当数据量较⼩、即时性要求较⾼时，需提供同步交换⽅式，即业务系统提交⼀个交换任务后阻塞等待，直到信息交换模块将数据送达对⽅并返回交换结果。②.即时触发、⾃动交换⽅式。上下级单位监测数据中⼼间的数据交换通常是在⽆⼈值守的情况下按照预先设定的时间和周期执⾏，因此需要提供⾃动交换⽅式；⽽业务系统通常是根据业务需要随时交换数据，因此需要提供即时触发交换⽅式。③．发送、抽取交换⽅式。数据交换的发起操作应即可以是数据发送⽅，也可以是数据接收⽅，如当下级单位准备好数据时，可以由下级单位执⾏发送，也可以由上级单位执⾏抽取。2）交换格式数据交换双⽅必须约定数据格式才能相互识别并完成交换。为适应多种交换场景的需要，信息交换需⽀持XML和EXCEL两种数据交换格式。

3）接⼝需求在线监测信息交换模块作为各业务系统纵向贯通的共享通道，需要以WEBSERVICE或其它合理的⽅式提供统⼀的接⼊服务，并实现与业务系统的松散耦合。4）交换频度从交换数据的时间特点分析，⼀般分为周期性和⾮周期性数据，数据的周期主要包括年度、半年度、季度、周、⽇、时、分等，此类数据可按期进⾏交换，按对于⾮周期性数据，为减⼩数据传输量，应能实现增量交换。5）交换安全为保证数据的安全性，要求对敏感数据进⾏加密传输，并可接⼊第⼆⽅的安全产品。6）交换监控和管理信息交换模块是系统进⾏的基础信息平台，其稳定运⾏⾄关重要，因此必须提供监控和管理⼯具，以实现对其运⾏状况和资源分配情况进⾏监控。传输层技术实现要求传输层是数据交换的基础，数据交换管理控制层中的核⼼组件最终通过交换传输层将数据传输到对⽅。从以上对数据量、及时性等⽅⾯的要求出发，采⽤WebService、JMS、共享区复制等多种⽅式。1)WEBSERVICE⽅式。为满⾜⼩数据量、及时性要求⾼的传输要求，实现同步交换操作，采⽤WEBSEVICE完成信息节点之间的数据传输。同时为提⾼数据交换的安全性，在WEBSEVICE交换中增加SSL，可与第⼆认证系统进⾏集成。2)为满⾜异步交换需求，采⽤JMS接⼝实现2个信息节点之间的安全、可靠地传送⼤批量数据功能。①.消息收发。在各级党委的数据交换节点中设计发送、接收、回复队列，以处理数据的存储转发。②.队列容量的设计。消息队列在基于⼴域⽹进⾏数据传输时，加⼤队列深度，避免在数据交换频率较⾼时，出现信息队列满⽽导致发送失败的问题。③.数据压缩设计。受⽹络带宽限制，传输时间与数据量成正⽐，⾃⼰传输数据的压缩功能，可有效减⼩传输数据量，提提⾼传输效率。但数据压缩也会占⽤⼀定时间，必须在两者之间取得平衡，在模块中设计压缩参数，该参数⼀般设置为多次数据交换所⽤时间的平均值，从⽽达到最佳传输效率。④.数据加密。为提⾼数据的安全性，在数据传输时对敏感数据进⾏加密。3)共享区复制。实时监控铺获数据中⼼共享区的数据变化事务，并将铺获结果传输到⽬标数据库中，⽀持数据库同步和备份容灾，保证数据的⼀致性。4)安全⽂件传输：⽀持跨越安全区额⽂件传输功能，完全遵照⽹络安全隔离的数据单向流通机制。5)其它⽅式。为满⾜⼀些特殊情况的数据交换要求，设计MAIL和⽹站2种⽅式作为WEBSEVICE、JMS⽅式的补充。可将⼿⼯填写或系统导出的数据⽂件以附件形式发送到指定的邮箱，通过邮箱完成纵向交换；也可以登录信息交换⽹站，直接提交数据⽂件完成数据交换。6.4接⼝要求在线监测信息交换模块负责与调度⾃动化系统平台进⾏标准数据交换，并与在线监测系统、故障定位系统、智能巡查系统依据规定的接⼝⽅式交换数据，信息交换模块与相关系统的接⼝规范逻辑结构如图6.4.—1所⽰。6.4.1横向集成框架1）业务系统数据集成。通过各种标准规范建⽴满⾜、调度⾃动化系统、雷电定位系统，故障定位系统等业务应⽤数据接⼊需要的数据模型，实现异构业务系统数据集成。同时，信息交换模块为业务系统提供状态监测，在线预警及辅助决策信息数据。2）在线监测数据接⼊。包括接⼊前置⼦系统传送到在线监测数据，并向前置⼦系统发送在线监测指令。3）同级业务应⽤⼦系统数据转发及指令接收。转发数据包括：业务系统数据，在线监测数据。6.4.2纵向交换要求根据已有业务系统不同部署结构，地市信息交换模埠需从⽹省系统获取⽣产管理系统数据，雷电定位系统数据，接收国⽹、省⽹公司在线监测装置控制指令，为地市状态监测系统平台提供数据⽀持。6.4.3前置⼦系统接⼝

接⼝要求1）接⼊数据在线监测数据：包括导地线微风振动监测数据、输电线路在线增容数据、导线与弧垂监测数据、杆塔倾斜在线监测数据、绝缘⼦污秽监测数据、输电线路风偏在线监测数据、输电线路覆冰监测数据、输电线路⽓象环境监测数据、输电线路图像监测数据。数据格式应符合《架空输电线路在线监测系统数据库规范》相关要求2）输出数据控制指令：前端状态监测装置控制指令格式需符合Q/GDW245-2008《架空输电线路在线监测系统通⽤技术条件》附录D“应⽤层数据传输规约”相关要求接⼝⽅式国⽹—⽹省—地市三级信息交换平台应分别通过《架空输电线路在线监测系统数据库规范》、Q/GDW245-2008《架空输电线路在线监测系统通⽤技术条件》附录D“应⽤层数据传输规约”进⾏在线监测数据接⼊和控制指令传递。6.4⽣产管理系统接⼝接⼝要求1）接⼊数据输电模型部分：输电设备台帐数据、设备变更管理数据。运维信息部分：运⾏巡视、检测与缺陷管理等信息。2）输出数据各级状态监测系统可向对应的各级⽣产管理提供相应状态监测、预警及辅助决策等信息。接⼝⽅式根据《⽣产管理系统标准接⼝技术⽅案》，PMS对外部系统交换通过统⼀接⼝实现，对于⼤批量⾮实时的数据交换提供数据中⼼实现，对于实时性要求⾼（如检修⼯单）的数据交互，接⼝利⽤企业服务总线，采⽤WEB服务的⽅式来实现。信息交换模块建议采⽤WEBSEVICE接⼝获数据中⼼共享区等⽅式从⽣产管理系统接⼊信息。通过WEBSEVICE接⼝等⽅式向⽣产管理系统（PMS）提供状态监测、预警及辅助决策信息数据。6.4.5在线监测信息交换模块调动⾃动化系统接⼝接⼝要求输电线路状态监测系统接⼝应遵循智能电⽹调度技术系统的相关规范。1）接⼊数据电⽹模型：通过CIM/XML接⼝定义的电⽹模型数据；2）输出数据运⾏状态：CIS/GDA接⼝定义的线路运⾏状态数据（如电压、电流、有功、⽆功、保护动作信息等）；图形信息：SVG规范定义的⼀次接线图形信息等。.接⼝⽅式信息交换模块建议采⽤数据中⼼共享区或⽹络隔离下的安全⽂件传输等⽅式接⼊调度⾃动化系统信息。其中，安全⽂件传输⽅式具体可参考Q/GDW215-2008《电⼒系统数据标记语⾔—E语⾔规范》或DL476—92《电⼒系统实时数据通信应⽤层协议》采⽤⽂件或报⽂传输⽅式接⼊。平台通过WEBSEVICE接⼝等⽅式向调度⾃动化系统提供状态监测、预警及辅助决策等信息。6.4.6在线监测信息交换模块雷电定位系统接⼝接⼝要求雷电定位系统可提供信息交换模块提取雷电监测信息可视化、雷电故障诊断、雷电活动报警等功能，但不直接提供了的数据查

询服务接⼝和同步数据到数据中⼼的⽅式，避免数据的不完整性和应⽤结果不⼀致性。交换数据格式为XML、PNG格式，以满⾜接⼝的跨越平台性、通过性要求。服务接⼝⽀持跨平台，具有硬件和操作系统⽆关性、编程语⾔⽆关性。服务接⼝提供不同粒度，并⽀持服务关联应⽤。提供的基本公共服务包括：1）雷电查询服务：根据下列跳闸信息提供跳闸线路⾛廊落雷情况图⽚和查询结果报表。2）提供电⽹覆盖区域雷电活动实时发布图；提供实时告警输电线路名称、线路雷击风险等级。3）雷电统计服务：提供电⽹地闪密度分布图、输电线路雷电参数（地闪密度、雷电⽇、雷电⼩时、落雷总数、平均强度）时间空间发布信息。接⼝⽅式信息交换模块建议采⽤WEBSEVICE接⼝⽅式接⼊雷电定位系统相关信息。6.4.7故障定位系统接⼝接⼝要求接⼊数据：故障时间，故障线路名称或编号，线路故障位置信息（可能的故障杆塔段）、故障距离等信息。接⼝⽅式信息交换平台建议采⽤数据中⼼共享区域隔离下的安全⽂件传输等⽅式接⼊故障定位系统信息。其中，安全⽂件传输⽅式具体可参考Q/GDW215-2008《电⼒系统数据标记语⾔—E语⾔规范》或DL476—92《电⼒系统实时数据通信应⽤层协议》采⽤⽂件或报⽂传输⽅式接⼊。6.4.8⽓象信息系统接⼝接⼝要求接⼊数据：⽓象灾害预警类别（如台风、暴⾬、暴雪、⾼温、雷电、冰雹、⼤雾等）、参数、预警信号级别等信息。接⼝⽅式信息交换模块建议采⽤数据中⼼共享区或⽹络隔离下的安全⽂件传输等⽅式接⼊⽓象信息系统相关数据。其中，安全⽂件传输⽅式具体可参考Q/GDW215-2008《电⼒系统数据标记语⾔—E语⾔规范》或DL476—92《电⼒系统实时数据通信应⽤层协议》采⽤⽂件或报⽂传输⽅式接⼊。6.4.9智能巡检系统接⼝接⼝要求接⼊数据：智能巡检缺陷记录、故障记录、检修记录、输电线路坐标库，故障设备杆号等信息。接⼝⽅式信息交换平台建议采⽤数据中⼼共享区⽅式接⼊智能巡检系统信息。6.4.10电⽹应急指挥系统接⼝接⼝要求输出数据：线路在线预警、决策分析等信息。

接⼝⽅式信息交换模块建议采⽤数据中⼼共享区⽅式与电⽹应急系统进⾏信息交互。7.业务应⽤⼦系统业务应⽤⼦系统是从各个业务⾓⾊的实际⼯作需求出发，通过对状态监测系统中各类应⽤的梳理，整理和分解出不同业务⾓⾊所关注和需要的信息，并按照⾓⾊的需求进⾏应⽤的整理和集成，⽽形成⾯向使⽤对象的应⽤解决⽅案。7．1业务应⽤⼦系统业务应⽤⼦系统是⼀个独⽴的应⽤⼦系统,它可以对外提供多种接⼝调⽤，以满⾜不同⽤户⾓⾊的需要。状态监测数据由信息交换模块接⼊到业务⼦系统中，业务⼦系统内部要对接收到监测数据进⾏筛选，组织加⼯，形成可⽤的结构信息数据持久化到数据库中。业务应⽤⼦系统按功能细分为线路状态监测、在线预警、灾害预警、辅助决策，统计分析等⼏⼤应⽤。7.1.1线路状态监测实现对线路⽓象环境、导线温度、导线弧垂、覆冰、微风振动、杆塔倾斜等运⾏状况和⽓象环境条件的监测。接⼊雷电监测系统雷击数据并进⾏展⽰和查询等。⽓象环境监测针对⽓候⾃然灾害和输电线路设计的特点，实时监测现场风速、风向、⽓温、湿度、⾬量、⽓压和光辐射等参数，准备掌握现场的微⽓象条件和环境状况，为输电线路故障判断、保护线路安全、提⾼线路输送容量提供科学依据。系统根据定时传送的⽓象信息，可在GIS图上及时提供天⽓变化趋势的显⽰，可对不同⽓象的区域进⾏着⾊显⽰，对异常⽓象的区域如：雷⾬区、⼤风区域等特殊颜⾊着⾊区别显⽰，提供风险提⽰。导线温度、弧垂监测与在线增容实时采集导线表⾯温度、⽓温、风速、风向、光辐射以及导线相关参数，建⽴模型分析中当前⽓象条件下导线允许运⾏温度对应的动态流量，作为调度进⾏线路动态增容的参考；可预测导线在给定电流下，⼀定时长后的温升，作为线路短时超负荷运⾏的依据。监测导线弧垂或对地距离，并进⾏相关查询和显⽰。输电线路覆冰监测在线监测输电导线等值覆冰厚度，综合拉⼒，不均衡张⼒差、绝缘⼦串风偏⾓、偏斜⾓等值，并结合电⽹空间信息形成电⽹输电⾛廊覆并专题图。微风振动监测对输电导地线的动弯应变值进⾏监测，得到导地线的振幅、频率以及疲劳损伤等数据，结合输电图形数据进⾏展⽰，同时可以按时间段等⽅式查看微风振动历史数据。杆塔倾斜监测对杆塔顺线倾斜度、横向倾斜度和综合倾斜度进⾏监测，通过杆塔倾斜监测发现⼈⼯很难⽤⾁眼观察到的杆塔倾斜微⼩变化，帮助运⾏部门及早发现隐患，及时排除故障。雷电监测通过接⼊已有的雷电监测系统，进⾏雷击术⼒进的显⽰、查询等功能，包括以下内容：1)雷电实时监测提供实时信息显⽰功能，按照设定周期刷新每⽇某个时刻⾄当前时刻的雷电活动情况，根据雷电定位信息在GIS图上标明雷击位置。2）雷电历史回放按照时间等⽐例压缩来历史雷电发展的动态过程。3）雷电查询

提供历史数据查询和雷电组合查询两种⽅式①.历史数据查询查询选定时间段的历史雷电记录，查询各地区任意时段的雷电分布和雷电密度，并以图和表的形式显⽰②.雷电组合查询从数据库选定⼀个点、线、⾯或⾃定义对象，根据雷电相关参数的组合条件，查询数据库中满⾜条件的所有雷击点的位置，并显⽰它们的相关属性参数。4）雷击点查询从现有的雷电数据中，对特定点的⽬标，如区域，线路等在⼀定的时间条件下进⾏检索，找出满⾜条件的所有雷击点。雷电查询有两种模式：区域查询和线路查询①.区域查询对指定区域（全国、省、市）的指定⽇期和时间范围和电流范围的雷击点进⾏查询，返回满⾜条件的雷击点和该区域的分布情况。②.线路查询根据输⼊的参数（如查询线路、⽇期、时间范围、电流范围等）及输⼊线路的缓冲半径查询可能出现故障的线路杆，以达到指导查线的⽬的，为查找线路故障点提供⽀持。根据最新发⽣雷电来找到它可能影响的输电线路，并产⽣相关记录并保存。7.1.2状态预警线路本体状态判别和预警通过对各类在线监测数据、离线监测数据、电⽹实时数据和设备基础数据的综合分析，判断线路的危险临界条件，在出现可能的线路隐患时，及时通过多种有效的⽅式为⽤户发布报警信息，以及对被报设备进⾏定位（含⼆维场景、三维场景定位）。具体的预警内容包括线路覆冰预警、导线温度预警、导线弧垂预警、导线振动预警、杆塔倾斜预警等以及线路状态综合预警。⽓象预警结合天⽓预报系统和⽹省公司的⽓象监测系统，在监测到出现⼤风、覆冰、台风、暴⾬、沙尘等极端恶劣⽓候条件，能及时进⾏⽓象灾害预警、定位，并按照灾害的种类、规模，进⾏缓冲级别和各级别缓冲半径设置，形成灾害来临时，线路运⾏管理单位进⾏应急应对的信息依据。1）预警说明对⽓象数据进⾏分类别分等级进⾏预警，并实现预警值的参数化.a天⽓类别威胁到输电线路运⾏的⽓象灾害类别分为⼤风、覆冰、暴⾬、沙尘、⾼温、雷电等六类。b.等级划分按照恶劣天⽓严重程度、发展趋势、可控性和对电⼒设施的影响范围等因素，将⽓象灾害分为黄、橙、红三个预警状态等级。2）预警划分⼤风黄⾊预警天⽓条件：未来24～48⼩时内可能受⼤风影响，平均风⼒可达7级以上（风速13.9m/s以上），或者阵风8级以上（风速17.2m/s以上）。⼤风橙⾊预警天⽓条件：12⼩时内可能受⼤风影响，平均风⼒可达8级以上（风速17.2m/s以上），或者阵风9级以上（风速20.8m/s以上）；或者已经受⼤风影响，平均风⼒为8～9级（风速17.2～24.4m/s），或者阵风9～10级（风速20.8～28.4m/s）并可能持续。⼤风红⾊预警天⽓条件：6⼩时内可能受⼤风影响,平均风⼒可达10级以上（风速24.5m/s以上），或者阵风11级以上（风速28.5m/s以上）；或者已经受⼤风影响,平均风⼒为10～11级（风速24.5～32.6m/s），或者阵风11级以上（风速28.5m/s以上）并可能持续。b覆冰预警

覆冰黄⾊预警天⽓条件：环境温度低于0℃，湿度⼤于90％或出现降⽔（降雪），未来24～48⼩时内可能导致输电线路或铁塔出现结冰。覆冰橙⾊预警天⽓条件：环境温度低于0℃，湿度⼤于90％或出现降⽔（降雪），未来12⼩时内可能导致输电线路或铁塔出现结冰；或者已经出现输电线路或铁塔覆冰并可能持续。覆冰红⾊预警天⽓条件：环境温度低于0℃，湿度⼤于90％或出现降⽔（降雪），未来6⼩时内可能导致输电线路或铁塔出现结冰；或者已经出现输电线路或铁塔覆冰并可能快速增长。c强降⾬预警强降⾬黄⾊预警天⽓条件：未来24～48⼩时内降⾬量将达到100mm以上，或者未来24⼩时后降⾬将持续96⼩时以上，降⾬量累计达200mm以上。强降⾬橙⾊预警天⽓条件：12⼩时内降⾬量将达到100mm以上，或者已达50mm以上且降⾬可能持续，降⾬量累计可能达到200mm以上。强降⾬红⾊预警天⽓条件：3⼩时内降⾬量将达到100mm以上，或者已达100mm以上且降⾬可能持续。d沙尘预警沙尘黄⾊预警天⽓条件：12⼩时内出现沙尘暴天⽓（能见度⼩于1000⽶），或者已经出现沙尘暴天⽓并可能持续。沙尘橙⾊预警天⽓条件：6⼩时内可能出现强沙尘暴天⽓（能见度⼩于500⽶），或者已经出现强沙尘暴天⽓并可能持续。沙尘红⾊预警天⽓条件：6⼩时内可能出现特强沙尘暴天⽓（能见度⼩于50⽶），或者已经出现特强沙尘暴天⽓并可能持续。e⾼温预警⾼温黄⾊预警天⽓条件：连续三⽇最⾼⽓温在35℃以上。天⽓条件：24⼩时内最⾼⽓温将升⾄37℃以上。⾼温红⾊预警天⽓条件：24⼩时内最⾼⽓温将升⾄40℃以上。f雷电预警雷电黄⾊预警天⽓条件：未来24～48⼩时内可能发⽣雷电活动，可能会造成电⼒系统雷电灾害事故。雷电橙⾊预警天⽓条件：12⼩时内发⽣雷电活动的可能性很⼤，或者已经受雷电活动影响，且可能持续，出现电⼒系统雷电灾害事故的可能性⽐较⼤。雷电红⾊预警天⽓条件：3⼩时内发⽣雷电活动的可能性⾮常⼤，或者已经有强烈的雷电活动发⽣，且可能持续，出现电⼒系统雷电灾害事

故的可能性⾮常⼤。3）灾害信息发布及解除结合天⽓预报系统和输电线路⽓象监测数据，监测或者预测到已经或即将出现⼤风、覆冰、暴⾬、沙尘、⾼温、雷电等极端恶劣⽓候,满⾜上述预警值时，系统可实现报警信息发布。报警信息的内容包括：⽓象灾害类别、等级、所涉及的设备名称及范围。系统可实现灾害所涉及设备的三维场景定位，从⽽直观了解灾害影响范围、灾害发⽣的地形地貌特征等。系统按照灾害的种类、规模，进⾏缓冲级别以及缓冲半径设置。缓冲级别分为1级、2级和3级。缓冲半径根据地形的差别略有不同，平原地区缓冲半径较⼤，⼭区缓冲半径较⼩。黄⾊预警状态下，系统缓冲级别为3级，缓冲半径为：平原5km，⼭区3km。橙⾊预警状态下，系统缓冲级别为2级和3级，缓冲半径为：平原0－5km，2级，5－10km，3级；⼭区0－3km，2级，3－5km，3级。红⾊预警状态下，系统缓冲级别为1级、2级和3级，缓冲半径为：平原0－5km，1级，5－10km，2级,10－20km，3级；⼭区0－3km，1级，3－5km，2级，5－10km，3级。在同时满⾜以下条件下，宣布解除预警状态：（1）恶劣天⽓结束；（2）电⽹正常运⾏或损坏设备已进⼊抢修恢复有序阶段。4）应急响应⽀撑a抢修⼈员及物质分布展⽰系统可实现抢修⼈员、备品备件位置分布的⼆维/三维展⽰。从⽽为事故应急抢修调度提供依据。b抢修路径分析及⽣成系统在公共路⽹信息基础上，增加车辆抢修路径和⼈员步⾏路径信息的采集和维护，从⽽可实现任意点到达输电线路任⼀杆塔之间的路径分析和导航功能，确保抢修⼈员及抢修物资快速抵达事故现场。覆冰预警对输电线路的覆冰预警应包括三个⽅⾯的技术内容，分别是针对⼤范围⽓象条件的覆冰预报，针对局部覆冰增长情况的覆冰增长趋势预报和针对线路破坏的线路覆冰报警。1）线路的覆冰预报线路的覆冰预报包括覆冰风险的预报、覆冰趋势预报等功能。2）线路覆冰增长趋势预测实现基于各种模型（Chaine模型、Makkonen模型、Sakamoto模型）的线路覆冰增长趋势预测功能。3）线路覆冰报警输电线路覆冰报警包括断线报警、纵向不平衡张⼒报警、杆塔垂直荷载过载的报警等功能。微风振动预警采⽤提⽰/预警/报警三级预警机制。在达到提⽰/预警/报警值时，借助⾊彩、声⾳、光等⼿段，采⽤页⾯、短信、邮件等形式，发送微风振动预警信息。微风振动预警值参考Q/GDW244-2008《架空输电线路微风振动在线监测系统技术导则》。杆塔倾斜度预警采⽤提⽰/预警/报警三级预警机制。在达到提⽰/预警/报警值时，借助⾊彩、声⾳、光等⼿段，采⽤页⾯、短信、邮件等形式，发送杆塔倾斜度预警信息。导线温度预警由于型导线具有不同的导线设计温度，因此对于导线温度的预警，须结合具体的导线类型、实时环境温度、导线负荷、危险点导线实时的对地距离来给出。灾害预警结合⽓象预报系统，当出现严重外⼒破坏、⽕灾、地质等线路灾害时，能及时进⾏灾害预警、定位，并按照灾害的种类、规模，进⾏缓冲级别和各级别缓冲半径设置，形成灾害来临时，线路运⾏管理单位进⾏应急应对的信息依据。提⽰/预警/报警三级管理系统在专家知识库管理中建⽴电⽹设备运⾏各个监测量的三级阀值，从⽽通过⽐较各种监测参数和其对应的