一种用于输电线张力放线的走板状态可视化监控系统技术方案

本发明专利技术提出一种用于输电线张力放线的走板状态可视化监控系统，包括含监控装置的走板和用于人机交互的监控终端；监控系统根据监控终端设置的待施工线路数据，控制走板的监控装置采集前后方视频信息、位置信息、速度信息、姿态信息，并将采集数据经无线传输网络回传至监控终端，所述监控终端根据待施工线路数据和走板上监控装置回传的采集数据，在人机交互中显示待施工线路中的杆塔位置，以及当前走板位置、速度、姿态、前后视频，同时计算走板经过待施工线路中重要跨越物时的垂直距离预测值，进行走板高度值预警；本发明专利技术能有效地对输电线张力放线施工过程进行视频监控，具有操作方便灵活、执行效率高等优点。执行效率高等优点。执行效率高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于输电线张力放线的走板状态可视化监控系统


[0001]本专利技术涉及输电线张力放线监控
，尤其是一种用于输电线张力放线的走板状态可视化监控系统。

技术介绍

[0002]我国经济的持续健康发展离不开以电能为首的能源支持，电能作为一种重要的清洁能源在我国范围内得到广泛的应用。高压架空输电线路具有输电量大且稳定，提效降本的优势，其中输电线路的张力放线技术作为高压架空输电的核心技术，可以有效提高施工环境的安全指数和施工质量。随着我国电网建设线路规模不断扩大，使得输电线路的施工条件越来越复杂，施工难度越来越大，因我国电力输送行业应用起步晚，缺乏足够的技术人员，外加工作环境危险，施工工艺规范不明等原因，使得当前输电线路传统的作业模式和管理方法已经无法适应复杂的输电线路环境，因此在输电线张力放线过程中也带来了例如火灾等多种安全事故。在此背景下为发挥输电点技术效益的最大化，有针对性的改善输电线张力放线性能的不足，做好施工方案设计，保障特高压架空输电的稳定安全运行，需要通过改进牵引设备以及放线技术提高电线的张力，促进高压架空输电技术朝着安全高效的方向不断靠拢，为电力事业的良性发展提供保障。

技术实现思路

[0003]本专利技术提出一种用于输电线张力放线的走板状态可视化监控系统，能有效地对输电线张力放线施工过程进行视频监测，具有操作方便灵活、执行效率高等优点，弥补现有的人工监控方法的不足。
[0004]本专利技术采用以下技术方案。
[0005]一种用于输电线张力放线的走板状态可视化监控系统，包括含监控装置的走板和用于人机交互的监控终端；监控系统根据监控终端设置的待施工线路数据，控制走板的监控装置采集前后方视频、位置信息、速度信息、姿态信息，并将采集数据经无线传输网络回传至监控终端，所述监控终端根据待施工线路数据和走板回传的采集数据，在人机交互中显示待施工线路中的杆塔位置，以及当前走板位置、速度、姿态、前后视频，同时计算走板经过待施工线路中重要跨越物时的垂直距离预测值，进行走板高度值预警。
[0006]所述走板处的监控装置为嵌入式监控装置，包括供电模块、数据采集模块，数据处理模块和无线传输模块，供电模块包括蓄电池和分压式稳压电源电路，蓄电池经过滤波、分压、稳压、限流处理及电压监测后，对各个不同电压的模块进行供电；数据采集模块包括GPS定位模块、测量装置和设于走板前后端处的双摄像头，分别用于采集走板所处位置、速度、高度、姿态信息并传到数据处理模块；数据处理模块包括单片机控制系统及外围电路，用于将采集到的数据信号滤波、放大和采样后进行转换处理，然后将转换好的数据传送至无线传输模块；无线传输模块包括两块4G无线传输模块，用于将处理好的数据传输至远端处的监控终端；双摄像头通过RTMP推流方式推送至云服务器，再通过RTMP拉流方式将视频数据
拉取到监控界面，并与数据处理模块处理好的数据同时在监控界面显示。
[0007]数据处理模块将采集到的数据信号滤波、放大和采样后进行转换处理，然后将转换好的数据传送至无线传输模块；无线传输模块将处理好的数据传输至远端处的监控终端，并在监控界面显示相关数据。
[0008]所述监控终端为人机交互监控终端，包括用户PC机、无线传输模块和监控软件；用户通过监控软件设置施工路线、对监控系统下达起始、中止、复位命令，通过监控软件来实时查看走板当前前后位置的画面信息以及各传感器数据，当走板将要处于危险状态时，监控终端通过预警灯给出警报提示。
[0009]所述含监控装置的走板为多功能可视化走板，监控装置安装于走板内部空间，走板前端两侧设有用于安装监控装置天线的长条状凹槽；监控装置天线用于GPS定位模块接收卫星信号以及优化无线传输模块的无线通信质量；走板前端和后端均设有用于摄像头视频采集的拍摄孔洞；走板内部空间以散热板与监控装置金属外壳配合形成监控装置的散热、防风、防沙、防水、防冲撞、抗干扰结构。
[0010]所述GPS定位模块设于走板结构的中心处，集成有RF射频芯片、基带芯片和核心CPU，GPS定位模块与相关外围电路组合为可运算卫星信号获得正确的卫星定位的集成电路，通过无线传输网络向监控终端回传其采集的走板实时位置信息。
[0011]所述监控装置内装有测量装置；所述测量装置包括嵌于走板下表面开口处的倾角传感器和激光传感器；当走板工作时，激光传感器按预设发射角度，向走板斜下方发射激光，通过监测激光的回光量得到走板和激光落点的距离，再通过倾角检测功能传感器，测量到激光与走板垂直方向的夹角，将测量到的两组数据传输到测量装置的单片机控制系统模块进行打包处理，然后将打包好的数据通过无线传输模块发送至监控终端，监控终端以接收到的角度和距离信息进行三角函数运算，得到走板跨越前方重要跨越物时走板与跨越物的垂直距离，实现重要跨越物垂直距离信息的采集及计算。
[0012]监控终端实现重要跨越物垂直距离信息的采集及计算，为提前预测走板经过重要跨越物时与跨越物的垂直距离，其方法具体为：
[0013]监控终端收到监控装置传回的GPS、姿态、激光传感器返回测距读数x信息后，参照待施工线路施工方案中的前方重要跨越物位置，计算走板与重要跨越物之间的水平距离L，通过预先安装的激光传感器与走板底面的夹角以及当前走板姿态信息，计算当前激光束与走板垂直方向的夹角φ；
[0014]在监控终端获得的走板当前的俯仰角β(t)(
‑
π≤β(t)≤π)，以及安装激光传感器与走板底面的夹角θ，计算激光束与走板垂直方向的夹角根据走板当前位置信息P(t)和当前放线路段重要跨越物的位置信息m，计算走板与重要跨越物的水平距离L(t)＝||P(t)
‑
m||；设置进入重要跨越物预警范围为L
N
，进入到激光传感器能测到跨越物的范围L
D
，
[0015]A、当L(t)>L
N
时，表明走板此时距离重要跨越物较远无需测距，即监测到的L大于预警范围L1，监控终端不进行垂直高度预警；此时倾角传感器与激光传感器均处于休眠状态；
[0016]B、监测到的L小于预警范围L1时，即当L
D
<L(t)≤L
N
时，说明此时走板进入重要跨越物预警范围，但是重要跨越物还没进入激光传感器的测距范围，走板保持标准数据回传速
率，监控终端的预警信息显示此时重要跨越物进入激光传感器的测距范围，激光传感器保持高数据回传速率，监控终端实时获取距离信息x(t)，监控终端计算当前走板与重要跨越物的垂直距离，以便给出对应的预警信息，此时走板工况分为走板水平运动β(t)＝0、斜向上运动β(t)>0、斜向下运动β(t)<0三种情况，激光束与走板垂直方向的夹角均为此时走板与激光束落在重要跨越物的激光点之间的垂直距离已知国网规定的走板跨越重要跨越物的允许高度H(H>0)，并设置高度裕量为Δ(Δ>0)，具体为，B1、根据激光传感器测得的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于输电线张力放线的走板状态可视化监控系统，其特征在于：包括含监控装置的走板和用于人机交互的监控终端；监控系统根据监控终端设置的待施工线路数据，控制走板的监控装置采集前后方视频、位置信息、速度信息、姿态信息，并将采集数据经无线传输网络回传至监控终端，所述监控终端根据待施工线路数据和走板回传的采集数据，在人机交互中显示待施工线路中的杆塔位置，以及当前走板位置、速度、姿态、前后视频，同时计算走板经过待施工线路中重要跨越物时的垂直距离预测值，进行走板高度值预警。2.根据权利要求1所述的一种用于输电线张力放线的走板状态可视化监控系统，其特征在于：所述含监控装置的走板包括供电模块、数据采集模块，数据处理模块和无线传输模块，供电模块包括蓄电池和分压式稳压电源电路，蓄电池经过滤波、分压、稳压、限流处理及电压监测后，对各个不同电压的模块进行供电；数据采集模块包括GPS定位模块、测量装置和设于走板前后端处的双摄像头，分别用于采集走板所处位置、速度、高度、姿态信息并传到数据处理模块；数据处理模块包括单片机控制系统及外围电路，用于将采集到的数据信号滤波、放大和采样后进行转换处理，然后将转换好的数据传送至无线传输模块；无线传输模块包括两块4G无线传输模块，用于将处理好的数据传输至远端处的监控终端；双摄像头通过RTMP推流方式推送至云服务器，再通过RTMP拉流方式将视频数据拉取到监控界面，并与数据处理模块处理好的数据同时在监控界面显示。3.根据权利要求1所述的一种用于输电线张力放线的走板状态可视化监控系统，其特征在于：所述监控终端为人机交互监控终端，包括用户PC机、无线传输模块和监控软件；用户通过监控软件设置施工路线、对监控系统下达起始、中止、复位命令，通过监控软件来实时查看走板当前前后位置的画面信息以及各传感器数据，当走板将要处于危险状态时，监控终端通过预警灯给出警报提示。4.根据权利要求2所述的一种用于输电线张力放线的走板状态可视化监控系统，其特征在于：所述GPS定位模块设于走板结构的中心处，集成有RF射频芯片、基带芯片和核心CPU，GPS定位模块与相关外围电路组合为可运算卫星信号获得正确的卫星定位的集成电路，通过无线传输网络向监控终端回传其采集的走板实时位置信息。5.根据权利要求2所述的一种用于输电线张力放线的走板状态可视化监控系统，其特征在于：所述监控装置内装有测量装置；所述测量装置包括嵌于走板下表面开口处的倾角传感器和激光传感器；当走板工作时，激光传感器按预设发射角度，向走板斜下方发射激光，通过监测激光的回光量得到走板和激光落点的距离，再通过倾角检测功能传感器，测量到激光与走板垂直方向的夹角，将测量到的两组数据传输到测量装置的单片机控制系统模块进行打包处理，然后将打包好的数据通过无线传输模块发送至监控终端，监控终端以接收到的角度和距离信息进行三角函数运算，得到走板跨越前方重要跨越物时走板与跨越物的垂直距离，实现重要跨越物垂直距离信息的采集及计算。6.根据权利要求2所述的一种用于输电线张力放线的走板状态可视化监控系统，其特征在于：监控装置采集的视频数据经无线传输模块，以RTMP推流的方式将监控视频数据推送到云服务器；采用RTMP拉流的方式将监控视频数据从云服务器中拉取到监控终端的PC端监控软件，从而实现走板所处位置前后视频信息的采集。7.根据权利要求2所述的一种用于输电线张力放线的走板状态可视化监控系统，其特征在于：所述走板为多功能可视化走板，监控装置安装于走板内部空间，走板前端两侧设有
用于安装监控装置天线的长条状凹槽；监控装置天线用于GPS定位模块接收卫星信号以及优化无线传输模块的无线通信质量；走板前端和后端均设有用于摄像头视频采集的拍摄孔洞；走板内部空间以散热板与监控装置金属外壳配合形成监控系统的，形成监控装置的散热、防风、防沙、防水、防冲撞、抗干扰结构。...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄盛泽，江泽，林致远，郑少卿，林震，陈旭，王志坚，谢晓辉，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：