【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于架空输电线路施工受力可视化技术，具体涉及基于智能立塔、放线技术的远程监控报警平台。
技术介绍
1、传统输电线路施工过程中，尤其是立塔、张力放线施工过程中，需要投入大量人员进行现场管控，特别是张力放线过程中，每个转角杆塔、重要交叉跨越都要安排专人监护，且现场基本通过对讲机进行交流，无法实现有效的全局管控，另外无法实现杆塔组立及放线过程中各处现场情况及工器具、材料受力情况的监测，当超过限制值时不能及时告警至工作负责人及稽查人员，从而导致工作负责人和稽查人员无法及时对现场违章情况进行制止，导致安全事故的发生；因此，提供一种实现有效的全局管控、减少各处人员使用数量、超限及时报警的基于智能立塔、放线技术的远程监控报警平台是非常有必要的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种实现有效的全局管控、减少各处人员使用数量、超限及时报警的基于智能立塔、放线技术的远程监控报警平台。
2、本专利技术的目的是这样实现的：基于智能立塔、放线技术的远程监控报警平台，它包括现场数据采集系统、典型立塔受力数据库、监控系统、施工智能服务系统和监控报警平台，所述的现场数据采集系统和监控系统分别与典型立塔受力数据库连接，实现对架空输电线路施工受力程度的可视化，针对不同电压等级、不同塔型，选取现场作业数据形成典型立塔受力数据库；所述的典型立塔受力数据库和监控系统分别与施工智能服务系统连接，实现杆塔施工期间各部件受力信息的自动感知、及时采集；所述的施工智能服务系统与
3、所述的监控系统包括受力、倾斜状态分析与预警模块，所述的受力、倾斜状态分析与预警模块包括抱杆系统受力分析模型模块、承托系统受力分析模型模块、拉线系统受力分析模型模块、起吊系统受力分析模型模块、牵引系统受力分析模型模块。
4、所述的受力、倾斜状态分析与预警模块基于输电杆塔在立塔阶段的抱杆负荷、倾角、抱杆高度、牵引绳拉力、抱杆拉线对地夹角数据，实现输电工程立塔组塔的受力状态、倾斜状态分析与预警。
5、所述的抱杆系统受力分析模型模块、承托系统受力分析模型模块、拉线系统受力分析模型模块、起吊系统受力分析模型模块、牵引系统受力分析模型模块均安装有受力传感元件，实现对架空输电线路施工受力程度以及杆塔施工期间各部件受力信息的自动感知、及时采集。
6、所述的施工智能服务系统包括远程数据传输元件，可将监控系统的受力传感元件测量各类数据进行远程传输，实现将受力测量的远程传输的数据传入监控报警平台，便于作业人员和稽查人员通过手机和监控报警平台后台实现远程观看。
7、所述的监控报警平台包括智能立塔、放线全过程模拟数据分析模型模块和远程监控及报警模块，所述的智能立塔、放线全过程模拟数据分析模型模块结合现场数据采集系统采集的多维传感数据以及远程监控及报警模块，实现立塔、放线现场的远程监控；所述的智能立塔、放线全过程模拟数据分析模型模块插入算法和受力可视化力矩仿真模型，进行立塔、放线过程受力仿真分析，对杆塔组立和架线施工相应数据输入后，便可计算关键部位的受力情况，当受力超过限度时通过远程监控及报警模块实时告警。
8、所述的现场数据采集系统采用基于虚拟仿真技术的输电线路地形可视化算法优化，在宏观上采用四叉树构造地形数据，在微观上使用带特征线约束的dealunya三角网构造地形，然后优化了数据结构的拓扑关系，并且通过误差嵌套球算法提高了三维地形的逼真度，实现输电线路地形可视化现场作业数据采集，具体包括以下步骤：
9、步骤1：带约束的delaunay三角网算法数据结构优化；
10、步骤2：误差计算及控制；
11、步骤3：算例分析。
12、所述的步骤1中的带约束的delaunay三角网算法数据结构优化具体包括以下步骤：
13、步骤1.1：带约束的delaunay三角网算法；
14、步骤1.2：数据结构优化：delaunay三角网中最基本的元素就是点和三角形，其数据结构合理与否，直接影响到算法的性能，因此如何减少构网数据量成为地形绘制算法的关键，因此优化的数据结构中，顶点的结构非常简单，只需记录坐标，其索引号为该顶点在顶点数组中的位置；四叉树结构：
15、structquadtree
16、{
17、quadtree*child[4]；//四叉树子节点指针
18、quadtree*parent；//四叉树父节点指针
19、vertex qvertex[5]；//地形分块中的中心点和边顶点
20、float ferror[5]；//插入点的包含区域与子节点的误差
21、double nodeid；//点编号
22、vector<vertex>pointlist；//地形分块中的点链表
23、vector<edge>edgelist；//地形分块中的边链表
24、vector<vertex>tlist；//地形分块中的三角面链表
25、}；
26、定义的四叉树数据结构，除了与以往算法样定义了点、边、三角面链表，为了满足对地形进行裁剪和误差过渡计算、因此还定义了块的中心点边界以及块的误差度量值。
27、所述的步骤1.1中的带约束的delaunay三角网算法具体为：delaunay三角网算法由于其三角网中所有元素的外接圆内部不含任何点，从而能够提高三角网绘制过程中提高锐角三角形的比例，在四叉树分割地形的基础上，四叉树的结构中的一个叶子节点集就是每个数据分块，采用基于拓扑结构的和凸壳技术的快速tin生成技术来绘制分块三角网，最常用的就是逐点插入法，包括以下步骤：
28、步骤1.11：定义一个初始多边形，该多边形必须囊括所有数据点；
29、步骤1.12：初始三角网，按以下步骤进行迭代，直至所有数据点全部处理完全；
30、步骤1.13：在初始生成的三角网中插入数据点d，如果存在包含d的三角形t，把该点d与三角形t的三个顶点相连，从而生成新的三角形；
31、步骤1.14：使用lop算法优化整个三角网。
32、所述的步骤2中的误差计算及控制具体为：定义误差的判别方法为：其中，α为视点的张角；l为投影平面的边长；l为被投线段长度；d为视点与该线段中心的距离；λ为物体空间中的单位长度在投影平面上的像素数；k为个可变的系数；公式(1)中的s(ci)为地形结点的视点无关误差，其计算公式为：其中，h(x,y)为高程函数；a(star(p))为结点平均误差平面；采用误差嵌套球算法计算不规则三角网的视点无关误差，不规则三角网的视点无关误差可以由公式(2)计算，其中s(ci)的范围有误差嵌套球确定，对于地形结点来说，其投影误差越大其实际视点无关误就越大，因本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于智能立塔、放线技术的远程监控报警平台，它包括现场数据采集系统、典型立塔受力数据库、监控系统、施工智能服务系统和监控报警平台，其特征在于：所述的现场数据采集系统和监控系统分别与典型立塔受力数据库连接，实现对架空输电线路施工受力程度的可视化，针对不同电压等级、不同塔型，选取现场作业数据形成典型立塔受力数据库；所述的典型立塔受力数据库和监控系统分别与施工智能服务系统连接，实现杆塔施工期间各部件受力信息的自动感知、及时采集；所述的施工智能服务系统与监控报警平台连接，实现加快推进施工人员、施工信息、管理人员的互联互通。
2.如权利要求1所述的基于智能立塔、放线技术的远程监控报警平台，其特征在于：所述的监控系统包括受力、倾斜状态分析与预警模块，所述的受力、倾斜状态分析与预警模块包括抱杆系统受力分析模型模块、承托系统受力分析模型模块、拉线系统受力分析模型模块、起吊系统受力分析模型模块、牵引系统受力分析模型模块。
3.如权利要求2所述的基于智能立塔、放线技术的远程监控报警平台，其特征在于：所述的受力、倾斜状态分析与预警模块基于输电杆塔在立塔阶段的抱杆负荷、倾角、抱
4.如权利要求2所述的基于智能立塔、放线技术的远程监控报警平台，其特征在于：所述的抱杆系统受力分析模型模块、承托系统受力分析模型模块、拉线系统受力分析模型模块、起吊系统受力分析模型模块、牵引系统受力分析模型模块均安装有受力传感元件，实现对架空输电线路施工受力程度以及杆塔施工期间各部件受力信息的自动感知、及时采集。
5.如权利要求1所述的基于智能立塔、放线技术的远程监控报警平台，其特征在于：所述的施工智能服务系统包括远程数据传输元件，可将监控系统的受力传感元件测量各类数据进行远程传输，实现将受力测量的远程传输的数据传入监控报警平台，便于作业人员和稽查人员通过手机和监控报警平台后台实现远程观看。
6.如权利要求1所述的基于智能立塔、放线技术的远程监控报警平台，其特征在于：所述的监控报警平台包括智能立塔、放线全过程模拟数据分析模型模块和远程监控及报警模块，所述的智能立塔、放线全过程模拟数据分析模型模块结合现场数据采集系统采集的多维传感数据以及远程监控及报警模块，实现立塔、放线现场的远程监控；所述的智能立塔、放线全过程模拟数据分析模型模块插入算法和受力可视化力矩仿真模型，进行立塔、放线过程受力仿真分析，对杆塔组立和架线施工相应数据输入后，便可计算关键部位的受力情况，当受力超过限度时通过远程监控及报警模块实时告警。
7.如权利要求1所述的基于智能立塔、放线技术的远程监控报警平台，其特征在于：所述的现场数据采集系统采用基于虚拟仿真技术的输电线路地形可视化算法优化，在宏观上采用四叉树构造地形数据，在微观上使用带特征线约束的Dealunya三角网构造地形，然后优化了数据结构的拓扑关系，并且通过误差嵌套球算法提高了三维地形的逼真度，实现输电线路地形可视化现场作业数据采集，具体包括以下步骤：
8.如权利要求1所述的基于智能立塔、放线技术的远程监控报警平台，其特征在于：所述的步骤1中的带约束的Delaunay三角网算法数据结构优化具体包括以下步骤：
9.如权利要求8所述的基于智能立塔、放线技术的远程监控报警平台，其特征在于：所述的步骤1.1中的带约束的Delaunay三角网算法具体为：Delaunay三角网算法由于其三角网中所有元素的外接圆内部不含任何点，从而能够提高三角网绘制过程中提高锐角三角形的比例，在四叉树分割地形的基础上，四叉树的结构中的一个叶子节点集就是每个数据分块，采用基于拓扑结构的和凸壳技术的快速TIN生成技术来绘制分块三角网，最常用的就是逐点插入法，包括以下步骤：
10.如权利要求7所述的基于智能立塔、放线技术的远程监控报警平台，其特征在于：所述的步骤2中的误差计算及控制具体为：定义误差的判别方法为：其中，α为视点的张角；L为投影平面的边长；l为被投线段长度；d为视点与该线段中心的距离；λ为物体空间中的单位长度在投影平面上的像素数；k为个可变的系数；公式(1)中的S(Ci)为地形结点的视点无关误差，其计算公式为：其中，h(x,y)为高程函数；A(Star(p))为结点平均误差平面；采用误差嵌套球算法计算不规则三角网的视点无关误差，不规则三角网的视点无关误差可以由公式(2)计算，其中S(Ci)的范围有误差嵌套球确定，对于地形结点来说，其投影误差越大其实际视点无关误就越大，因此其计算公式为：式中，λ为投影系数；e为视点，是实际物体尺寸在投影空间投影变换后的放大倍数；在得出无关误差...
【技术特征摘要】
1.基于智能立塔、放线技术的远程监控报警平台，它包括现场数据采集系统、典型立塔受力数据库、监控系统、施工智能服务系统和监控报警平台，其特征在于：所述的现场数据采集系统和监控系统分别与典型立塔受力数据库连接，实现对架空输电线路施工受力程度的可视化，针对不同电压等级、不同塔型，选取现场作业数据形成典型立塔受力数据库；所述的典型立塔受力数据库和监控系统分别与施工智能服务系统连接，实现杆塔施工期间各部件受力信息的自动感知、及时采集；所述的施工智能服务系统与监控报警平台连接，实现加快推进施工人员、施工信息、管理人员的互联互通。
2.如权利要求1所述的基于智能立塔、放线技术的远程监控报警平台，其特征在于：所述的监控系统包括受力、倾斜状态分析与预警模块，所述的受力、倾斜状态分析与预警模块包括抱杆系统受力分析模型模块、承托系统受力分析模型模块、拉线系统受力分析模型模块、起吊系统受力分析模型模块、牵引系统受力分析模型模块。
3.如权利要求2所述的基于智能立塔、放线技术的远程监控报警平台，其特征在于：所述的受力、倾斜状态分析与预警模块基于输电杆塔在立塔阶段的抱杆负荷、倾角、抱杆高度、牵引绳拉力、抱杆拉线对地夹角数据，实现输电工程立塔组塔的受力状态、倾斜状态分析与预警。
4.如权利要求2所述的基于智能立塔、放线技术的远程监控报警平台，其特征在于：所述的抱杆系统受力分析模型模块、承托系统受力分析模型模块、拉线系统受力分析模型模块、起吊系统受力分析模型模块、牵引系统受力分析模型模块均安装有受力传感元件，实现对架空输电线路施工受力程度以及杆塔施工期间各部件受力信息的自动感知、及时采集。
5.如权利要求1所述的基于智能立塔、放线技术的远程监控报警平台，其特征在于：所述的施工智能服务系统包括远程数据传输元件，可将监控系统的受力传感元件测量各类数据进行远程传输，实现将受力测量的远程传输的数据传入监控报警平台，便于作业人员和稽查人员通过手机和监控报警平台后台实现远程观看。
6.如权利要求1所述的基于智能立塔、放线技术的远程监控报警平台，其特征在于：所述的监控报警平台包括智能立塔、放线全过程模拟数据分析模型模块和远程监控及报警模块，所述的智能立塔、放线全过程模拟数据分析模型模块结合现场数据采集系统采集的多维传感数据以及远程监控及报警模块，实现立塔、放线现场的远程监控；所述的智能立塔、放线全过程模拟数据分析模型模块插入算法和受力可视化力矩仿真模型，进行立塔、放线过程受力仿真分析，对杆塔组立和架线施工相应数据输入后...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴昊天，刘新斌，张青，张江华，吴兆刚，皮俊，吴张傲，胡光耀，范俊，黄捷，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司荆州供电公司，
类型：发明
国别省市：
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