一、方案概述

1.1研发背景

为加快推进输电物联网建设，国网公司提出以坚强输电线路为基础，综合应用监测传感、信息通信、数据融合、人工智能等技术，实现数据管理全景化、运行状态透明化、诊断决策智慧化和设备修复高效化，具有本质坚强、实时感知、全息互联、自主预警、智能处置特征的智慧输电线路，实现坚强智能电网和电力物联网的深度融合与全面提升。
   

1.2方案原理

智慧线路建设围绕坚强智能电网和电力物联网的深度融合和应用，充分利用“大云物移智链”等信息交互、人工智能、边缘计算等技术手段，对 XXX线路本体新建故障诊断装置、微风振动监测、导线综合状态监测传感器（包含导线风偏、导线弧垂、导线温度监测功能）、导线覆冰设备；对通道环境新建全景可视化监拍装置、微气象监测、防山火红外监测、视频监测设备；对杆塔本体新建杆塔倾斜、接地电流监测设备、绝缘子串风偏设备，实现对线路本体、杆塔本体和通道环境的全方位监测。

 

1.3方案目标

建成具有本质坚强、实时感知、全息互联、自主预警、智能处置五大特征的智慧输电线路。实现设备状态及通道环境多维感知诊断，自主预警隐患异常、自动告警故障跳闸。

 

1.4整体架构

系统分为应用层、平台层、网络层和感知层。其中感知层又包括设备层、感知层网络层和数据汇聚层，数据汇聚层的边缘物联代理装置通过有线（RS485、网线）或无线（WIFI、LoRa）传输方式获取设备层数据，并结合边缘计算单元，对数据进行清洗、研判和分析。网络层是感知层设备和平台层之间进行数据传输的通道，本次智慧线路采用OPGW+WIFI中继通信方式或4G/5G通信方式传输。平台层包括数据中台和主站系统。

图1-1 系统架构示意图

本项目采用多数据融合建设方案实现对输电线路本体、导线本体和通道环境的全方位实时监测，其中涉及杆塔倾斜监测、绝缘子风偏监测、接地电流监测、导线综合监测（风偏、舞动、弧垂、温度）、微风振动监测、分布式故障监测、导线覆冰、全景可视化监拍装置、微气象监测、山火监测、视频监测及OPGW+WIFI或4G/5G通信链路建设，监测设备项目建设示意图如下（注：实际设备配置根据具体监测点位需求配置）。

图1-2 装置布设示意图

二、平台建设方案

2.1平台基础架构

 

       图2-1 平台架构

基础平台采用兼容性和扩展性的工业数据中台，有效保证数据采集和数据治理及AI算法模型自助学习，有效提供系统性能、数据可靠性、可扩展性等。

 

2.2系统构成

监控平台主要由前端监控中心系统，网络传输系统，后台监控管理系统构成。

前端监控中心系统主要负责采集和分析输电线路实际环境中的实时数据（包括可视化数据、防外力破坏有关数据、杆塔状态数据、微气象数据、导线状态数据等）。

网络传输系统完成前端监控中心系统和后台监控管理系统之间的数据通信。网络传输系统支持802.11a/b/g/n标准网络传输方式、TCP/IP网络传输方式、运营商网络、APN数据专网等网络，实现前端监控装置和监控中心之间的数据安全、稳定的传输。

后台监控管理系统为系统的管理、分析、维护中心，是整个系统的管理和远程运维的核心。监控中心平台管理所有的设备，接收辖区内所有设备上传的数据，实现视频、状态信息、报警信息、设备控制、语音对讲等功能。

监控中心平台通过传输网络与前端设备资源连接，对前端监控资源进行整合，对前端设备进行集中维护和管理，负责图像/视频信息和报警信息的接收、监控。平台实现对监控数据的深入分析，更智能的进行输电线路安全监测。平台支持运行线路状态分析系统。

 

2.3主要功能

①可视化巡视

包括地图巡检、实时视频巡检、录像管理等。

②多维数据智慧感知

应用物联网技术，采集微气象、导线综合状态、杆塔、金具等各方面状态信息，可及时获得输电杆塔及设备运行环境的状态信息并分析处理。

③图像智能识别

通过应用人工智能领域的基于深度学习算法的图像智能识别技术，实现外破的自动识别和主动预警应用。

④数据智慧分析应用

通过采集和分析现场实时监测数据，如关键点温度、风速、杆塔倾斜角度等，若超过阈值，则及时启动相关监控单元的拍照、视频、录像等功能，第一时间掌控现场状态，同时可通过日历快捷查询历史数据曲线，使该系统成为输电运维管理人员提供及时有效的工具。

⑤移动终端应用

通过定制移动终端，在现场接入终端信息网络，实现现场信息全息互通，实时掌握设备故障报警，线路安全运维报警，报警信息。

⑥系统具备开放性和可扩展性

其他系统可接入本系统，如雷电定位系统、分布式故障定位系统的相关信息接入，实现多系统数据的汇集和功能联动；同时本系统也可以接入其他系统，如将系统拍摄的现场图片、地理位置数据等提供至其他监控管理系统，为供电指挥决策提供翔实数据支撑。

⑦系统管理

包括系统设置/配置、前端设备状态监测与管理、用户管理等。

Ø 权限管理灵活

系统管理包含了对人员、角色、组织架构等功能，可以细化对权限的管控程度，针对不同的角色赋予相应的操作、数据等权限，达到精准管控。

图2-2 权限分配

Ø 管理、巡检、维护全流程管理

设备管理、巡检、保养、维修，一个系统掌控全局。

图2-3 设备信息展示

Ø 规范高效管理，事项清晰无遗漏

设备编号、时间、方案等全程详细记录。

Ø 定期保养计划，详细明确

Ø 实时在线保修设备

底层接受到数据会对数据进行过滤、判断，异常数据将处罚报警，报警将根据配置推送至相关处理人员，至此无需人员参与，可进行24小时不间断全数据监控。

Ø 多场景、多种类设备支持。

针对多种行业设备特点优化，可根据不同设备的不同特点进行定制化改造，适配多场景行业设备。

支持多种设备接入形式，实现设备数据的无线采集和传输，运用各种数据展示技术，将各种设备的生产信息及时的展现出来，使生产过程更加透明化。

图2-4 采集方案

其中视频在线监控系统可以对监测点进行实时视频监控，同时数据接入平台底层。当出现异常情况时，可快速进行抓图，本地录像，可将抓拍图片上传至系统为决策、处理人员提供参考；当错过异常情况时，可进行即时回放，同时上报异常报警数据。

且本地可以直接选中某设备实时查看视频数据。

图2-5 视频界面

系统在维护设备方面贴切实际需求集成了移动端以便于现场实施维护人员能够便捷的使用系统，同时也提高了整个流程的效率。机端能够支持设备故障报警，实时报警信息可以推送至用户且可在后台自定义报警条件。

业务服务平台可以配置相应的报警机制(触发器)并对接底层的流式计算功能对采集进来的数据进行实时监控，一旦数据达到警戒点则出发报警机制对相应的第三方应用进行通知。系统可以对接微信、智能手表等，账号统一登录，并且可以对手持终端进行权限管控。

图2-6 手机端

系统对采集数据进行检测，发现异常后进行报警，直接通知到微信端等，告知报警详情，用户可以在微信端进行派工，接受派工的人员处理完成后录入处理情况推送至系统，完成报警维修。

图2-7 手机端界面