基于北斗卫星技术的输电线路通道林木监测系统及方法技术方案

本申请涉及一种基于北斗卫星技术的输电线路通道林木监测系统及方法，该系统包括监控报警装置、监控前端、数据中心和监控终端，监控报警装置根据输电线路通道林木所处位置及监测需要，安装于距离通道林木最近点的输电线路导线上，监控前端安装在输电线路杆塔上。本发明专利技术采用基于北斗卫星精确定位技术，能够实时监测林木与输电导线的距离，在监控前端即可完成监测区域内林木与输电导线实施距离判断，不必将大量的视频信息上传至数据中心，处理时效性较高，降低了系统功耗，有效防止通道林木对输电线路距离不足引起的跳闸，并且可以根据监测数分析树木生长速度规律，对林木的生长高度进行预测，有效指导输电线路通道林木的清理工作。作。作。

【技术实现步骤摘要】
基于北斗卫星技术的输电线路通道林木监测系统及方法


[0001]本专利技术属于输电线路通道林木的巡视、监测、预警及防控
，具体涉及一种基于北斗卫星技术的输电线路通道林木监测系统及方法。

技术介绍

[0002]输电线路区域跨度较大、周边地形条件复杂、大多处于高山峻岭，通道内树木丛生，高大林木严重影响输电线路的安全运行。近年来，随着生态环境的不断改善，输电线路通道内林木覆盖率越来越高，尤其大量速生树种的栽种，树线矛盾日益突出，由于输电线路通道林木点多面广，再加上导线与林木距离观测受观测角度、观测手段等限制，往往观测距离偏差较大，使得林木管控较为困难。
[0003]当前输电线路通道林木的监测多采用人工巡视观测的方式，巡视周期较长，费时费力，效率低下，观测结果偏差较大。如果利用无人机搭载三维激光雷达扫描，数据量非常大，而且不能做到实时监测的目的；因此，设计一种基于北斗卫星技术的输电线路通道林木监测系统，能够实时监测通道林木对导线的实时距离，还能通过检测数据分析林木生长速度，从根本上解决输电线路通道林木监测问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术的不足，提供基于北斗卫星技术的输电线路通道林木监测系统及方法。本专利技术采用基于北斗卫星精确定位技术，探测范围广、定位精度高；通过精确的定位技术，能够实时监测林木与输电导线的距离，在监控前端即可完成监测区域内林木与输电导线实施距离判断，不必将大量的视频信息上传至数据中心，处理时效性较高，降低了系统功耗，有效防止通道林木对输电线路距离不足引起的跳闸，并且可以根据监测数分析树木生长速度规律，对林木的生长高度进行预测，有效指导输电线路通道林木的清理工作。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于北斗卫星技术的输电线路通道林木监测系统，包括：林木监控报警装置、监控前端、数据中心和监控终端；林木监控报警装置安装于林木所处位置最近的输电线路导线上；监控前端安装在输电线路杆塔上；林木监控报警装置包括摄像头、位置信息处理模块、第一电源模块、第一无线传输模块、三维激光雷达扫描探头；第一位置信息处理模块包括用于提取输电导线位置信息的微处理器和与该微处理器相连用于记录时间信息的时钟芯片；摄像头与第一位置信息处理模块电连接，第一位置信息处理模块与第一无线传输模块电连接，三维激光雷达扫描探头与位置信息处理模块电连接；第一电源模块分别与摄像头、位置信息处理模块、第一无线传输模块和三维激光雷达扫描探头电连接并为其提供电源；摄像头用于监控线路通道林木情况；三维激光雷达扫描探头用于扫描林木点云从而确定林木与导线的距离；
监控前端包括数据处理模块、第二电源模块、GPRS通信模块和第二无线传输模块；数据处理模块与GPRS通信模块、第二无线传输模块分别电连接，第二电源模块分别与数据处理模块、GPRS通信模块和第二无线传输模块电连接并为其提供电源；监控前端与林木监控报警装置通过第二无线传输模块、第一无线传输模块无线连接；监控前端与数据中心通过GPRS通信模块连接，数据中心与监控终端连接。
[0006]进一步，优选的是，林木监控报警装置通过北斗授时由时钟芯片获取时间同步信息。
[0007]进一步，优选的是，第一无线传输模块和第二无线传输模块均采用微功率无线传输模块。
[0008]进一步，优选的是，第一电源模块包括耦合取电电源模块和可充电锂电池，耦合取电电源模块利用电流互感取能为可充电锂电池充电。
[0009]进一步，优选的是，第二电源模块为可充电锂电池。
[0010]进一步，优选的是，第二电源模块包括太阳能电池板、充电模块和充电蓄电池，太阳能电池板与充电模块电连接，充电模块与可充电蓄电池电连接，充电模块为充电蓄电池充电。
[0011]进一步，优选的是，在输电线路通道内有速生林木的位置最近的输电导线上安装一台或者多台林木监控报警装置。
[0012]进一步，优选的是，在输电导线上，每30米安装1台监控报警装置。
[0013]进一步，优选的是，监控终端包括计算机和手机移动终端，计算机和手机移动终端通过互联网主动访问和控制监控前端及数据中心以查询或调取监测信息，手机移动终端还用于接收数据中心发送的预警信息。
[0014]本申请同时提供一种基于北斗卫星精确定位的输电线路通道林木监测方法，采用基于北斗卫星精确定位的输电线路通道林木监测系统，包括以下步骤：步骤（1）：通过北斗卫星，林木监控报警装置的位置信息处理模块获取输电线路实时所处位置，摄像头获取线路通道林木情况，三维激光雷达扫描探头扫描林木点云数据；通道林木情况信息、林木点云数据及输电线路实时所处位置信息通过第一无线传输模块发送给监控前端；监控前端对收到的信息进行处理，通过三维激光雷达扫描探头扫描林木点云数据，可以得到与导线最近的林木位置点，输电线路实时所处位置点与该林木位置点之间的距离，即为林木距离输电导线的实时距离；步骤（2）：监控前端内预先设定有林木距输电导线管控距离范围的不同管控距离的预警阀值，根据林木距离输电导线的实时距离与预警阈值作比较，然后做出相应的预警；规程规定导线对树木的最小安全距离值，按不同电压等级取值优选为：800kV为9m、500kV为7m、220kV4m、110kV为3.5m、35kV为3.5m。
[0015]步骤（3）：当线路通道内的林木与导线最小距离小于等于规程规定导线对树木的最小安全距离值时，判断为紧急树障隐患。所述监控前端将林木信息通过所述GPRS通信模块上传至数据中心，数据中心将接收到的预警信息以文字的形式发给电力相关负责人，同时将预警信息以文字、图片和视频的形式推送至监控终端；步骤（4）：当线路通道内的林木与导线最小距离大于规程规定导线对树木的最小安全距离，且小于等于规程规定导线对树木的最小安全距离值+3m，判断为重大树障隐患。所述
监控前端将林木信息通过所述GPRS通信模块上传至数据中心，数据中心将接收到的预警信息以文字、图片和视频的形式推送至监控终端；步骤（5）：当线路通道内的林木与导线最小距离大于规程规定导线对树木的最小安全距离值+3m，且小于等于规程规定导线对树木的最小安全距离值+9m，且达不到重大隐患标准，判断为一般树障隐患。所述监控前端将林木信息通过所述GPRS通信模块上传至数据中心，数据中心将接收到的预警信息以文字的形式推送至监控终端。
[0016]本专利技术与现有技术相比，其有益效果为：目前，当前输电线路通道林木的监测多采用人工巡视观测的方式，巡视周期较长，费时费力，效率低下，尤其受观测视角的影响，观测结果偏差较大。如果利用无人机搭载三维激光雷达扫描，数据量非常大。另外，如果应用安装于杆塔上的视频监测系统，距离杆塔较远的林木就无法清晰准确的观测，而装置电源通常采用太阳能发电的方式受天气影响较大，往往因电量过度消耗，导致整个外破监测系统经常处于停运状态。监测视频及照片信息需要实时传输到后台系统，数据量巨大，传输速度较慢，数据通讯费用较高。
[0017]本专利技术采用基于北斗卫星精确定位技术，应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于北斗卫星技术的输电线路通道林木监测系统，其特征在于，包括：林木监控报警装置（1）、监控前端（2）、数据中心（3）和监控终端（4）；林木监控报警装置（1）安装于林木所处位置最近的输电线路导线上；监控前端（2）安装在输电线路杆塔上；林木监控报警装置（1）包括摄像头（11）、位置信息处理模块（12）、第一电源模块（13）、第一无线传输模块（14）、三维激光雷达扫描探头（15）；第一位置信息处理模块（12）包括用于提取输电导线位置信息的微处理器和与该微处理器相连用于记录时间信息的时钟芯片；摄像头（11）与第一无线传输模块（14）电连接，第一位置信息处理模块（12）与第一无线传输模块（14）电连接，三维激光雷达扫描探头（15）与位置信息处理模块（12）电连接；第一电源模块（13）分别与摄像头（11）、位置信息处理模块（12）、第一无线传输模块（14）和三维激光雷达扫描探头（15）电连接，为其提供电源；摄像头（11）用于监控线路通道林木情况；三维激光雷达扫描探头（15）用于扫描林木点云从而确定林木与导线的距离；监控前端（2）包括数据处理模块（21）、第二电源模块（22）、GPRS通信模块（23）和第二无线传输模块（24）；数据处理模块（21）与GPRS通信模块（23）、第二无线传输模块（24）分别电连接，第二电源模块（22）分别与数据处理模块（21）、GPRS通信模块（23）和第二无线传输模块（24）电连接，为其提供电源；监控前端（2）与林木监控报警装置（1）通过第二无线传输模块（24）、第一无线传输模块（14）无线连接；监控前端（2）与数据中心（3）通过GPRS通信模块（23）连接，数据中心（3）与监控终端（4）连接。2.根据权利要求1所述的基于北斗卫星技术的输电线路通道林木监测系统，其特征在于，林木监控报警装置（1）通过北斗授时由时钟芯片获取时间同步信息。3.根据权利要求1所述的基于北斗卫星技术的输电线路通道林木监测系统，其特征在于，第一无线传输模块（14）和第二无线传输模块（24）均采用微功率无线传输模块。4.根据权利要求1所述的基于北斗卫星技术的输电线路通道林木监测系统，其特征在于，第一电源模块（13）包括耦合取电电源模块和可充电锂电池，耦合取电电源模块利用电流互感取为可充电锂电池充电。5.根据权利要求1所述的基于北斗卫星技术的输电线路通道林木监测系统，其特征在于，第二电源模块（22）为可充电锂电池。6.根据权利要求1所述的基于北斗卫星技术的输电线路通道林木监测系统，其特征在于，第二电源模块（22）包括太阳能电池板、充电模块和充电...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄双得，段尚琪，周仿荣，陈海东，葛兴科，赵毅林，赵小萌，胡昌斌，宋庆，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司昆明供电局，
类型：发明
国别省市：