[发明专利]一种基于GIS 的智能巡检测试终端及测试方法

说明书

技术领域

本申请涉及电力电网技术，更具体地，涉及一种基于GIS的智能巡检测试终端及测试方法。 

背景技术

供电电网包括电网网线及相关设备，其承担着输送生产和生活用电的关键职能。供电电网一旦发生故障，特别是一旦发生局部中断甚至大面积中断，就会严重影响社会各部门运行，造成重大的损失。 

巡检，即依照供电电网的空间分布对供电电网线和设备逐步进行探查和测试。这一工作是供电电网运营维护的关键环节，是及时发现并排除异常的主要手段。传统巡检主要依靠人工作业，由于供电电网空间布局复杂、设备型号繁多，传统的人工巡检在成本、效率和效果等各方面已经不能满足要求。开发信息化的巡检测试终端，从而为供电电网巡检工作提供数字支撑，已经成为本行业技术发展的主流趋势。 

供电电网的突出特点是被布设于广泛的地域范围之内，巡检作业与供电网线及相关设备的地理位置具有密切的联系。因此，利用GIS（地理信息系统）为供电电网巡检作业提供信息资源的技术方案，在实践中被证明具有良好的效果。 

GIS是针对地理空间数据进行采集、管理、分析、查询和显示的数据 库应用系统。GIS以特定目标的地理位置信息为基础，融合与地理位置具有相关性的其它类型数据，并且综合运用卫星定位、电子地图、信息共享、空间计算等技术手段，为与地理空间相关的管理、规划、预测、决策提供数据辅助。GIS系统在交通运输、国土资源、环境保护、城市建设、军事国防等领域都发挥着日益重要的作用。 

在供电电网巡检这一领域，GIS技术的应用目前也处于高速发展阶段，主要包括以下方面的应用：（1）基于GIS提供的电网网线及相关设备分布的地理位置信息，在电子地图界面上进行显示和输出，从而为巡检的目标定位、路径规划和导航提供辅助。（2）以GIS的地理空间数据为基础，提供数据查询、分析和图形化输出，为电网巡检的各个环节提供有用信息。 

在现有专利中，存在将GIS技术应用于供电电网巡检的系统和终端，这些专利具体实现了以上两个方面的应用。例如，公开号为CN103701208A的发明专利申请“一种电力移动智能巡检终端”中，利用GIS展示模块将电力移动智能巡检终端中预存的的地图和电网设备信息进行加载并显示，用户可以通过该GIS展示模块对各种电网设备信息和主要的地理基础信息（包括道路和主要地物）进行查询和定位等操作；该GIS展示模块基于图形化的地图界面进行信息展示和人机交互。又例如，公开号为CN103580285的发明专利申请“一种变电站巡检系统”中，便携巡检电脑设有GIS应用模块，该模块配有GPS单元进行定位，并且基于GPS定位与网络地图的业务应用，可以通过GIS为巡检人员合理规划巡检路线，对关键点位实现位置上传。 

但是，目前基于GIS的供电电网巡检系统和终端，都只是在提供地理信息服务的GIS系统的基本架构之上，存入与电网巡检相关的目标数据， 并开发了相应的人机接口和界面，也就是说，其改进主要在于系统的上层。就其底层来说，基本数据模型、信息管理查询方式以及数据计算方式都是按照传统的GIS系统来构建的。 

然而，传统的GIS毕竟不是专门针对供电电网而设计的，因此单纯依靠传统的GIS实现供电电网巡检方面的应用，会存在比较大的局限性。具体来说：首先，传统GIS主要针对现实实体的地理位置和空间形状等要素，传统GIS所定义的数据结构主要用于对目标的点、线、面形状及位置坐标实现数学表达，对数据的计算分析则以对目标在几何上的相交、重叠等相互关系进行仿真为主。而供电电网是由电力网线和电力设备相互连接而形成的网络，因此如果将这些电力网线和电力设备作为目标，仅仅表示目标的几何形状和地理位置是不够的，更为重要的是定义和表示这些目标之间的拓扑结构，而对于目标数据的分析计算，也要以拓扑上的相互关系为主，而不仅仅是针对几何上的相互关系。例如，图1中左侧所示的两条交叉电力线A和B，二者的交叉仅是在几何上重叠，在电路拓扑上没有连接关系；而图1中右侧所示的两条交叉电力线C和D，二者的交叉不仅是几何上重叠，同时也在电路拓扑上也通过枢纽设施而相互连接。传统GIS系统能够对上述各条电力线的地理坐标和几何关系进行定义和计算分析，但是不容易实现对A-B和C-D各自拓扑结构的定义及分析。其次，在供电电网巡检当中，电力网线及电力设备的参数数据是必需的，但是传统的GIS由于主要针对地理信息设计，其数据结构不容易实现与电网设施参数的兼容，因此，现有的巡检设备及系统需要单独建立电网设施参数数据库，并独立提供管理和查询。显然，这种分离的结构不利于系统融合和功能实现。