【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于输电线路施工，具体涉及基于可视化牵张设备的智能放线装备。
技术介绍
1、传统输电线路施工过程中，且张力放线过程中，一般采用全过程张力使导线保持一定张力而脱离地面，张力放线一般为8千米左右，张力放线过程中使用的施工机具多、需要监控的风险点也较多，重要关键部位都需要人员在现场，投入的人员和施工强度较大，且现场协同性不强，不具备全局管控的条件；目前输电线路施工均采用传统抱杆组立及张力放线的方式，传统施工过程中，存在着较大安全隐患，同时消耗较大人力和物力，亟待解决和改进；因此，提供一种结构合理、实现全局管控、易于安装悬挂、降低风险的基于可视化牵张设备的智能放线装备是非常有必要的。
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，而提供一种结构合理、实现全局管控、易于安装悬挂、降低风险的基于可视化牵张设备的智能放线装备。
2、本专利技术的目的是这样实现的：基于可视化牵张设备的智能放线装备，它包括视频可视化监控平台、受力远程监控平台和受力传感元件，所述的视频可视化监控平台和受力传感元件分别通过数据传输模块与受力远程监控平台建立无线通讯连接，所述的受力传感元件包括受力传感模组和可视化模组；所述的视频可视化监控平台内置有可视化及受力分析模型模块，所述的视频可视化监控平台与受力传感模组、可视化模组配合实现远程观看放线过程中各处现场情况及杆塔、工器具、材料受力情况，实现有效的可视化全局管控；所述的受力传感元件安装在杆塔、滑车或其他放线关键部位，用于采集现场受力数据
3、所述的受力远程监控平台由两部分组成：上层的监控中心系统和下层的各个可视化牵张设备单片机子系统；所述的监控中心完成人机交互工作，为用户提供一个可视化的监控界面，可随时监听各单个可视化牵张设备的工作状态，分析、诊断各单机的运行状态，并向现场可视化牵张设备操作者发出指令，对设备的工作状态进行及时调整控制；所述的下层满足现场操作者要求，实时监听各个可视化牵张设备工作中的运行状态，发生异常情况时向操作者发出警报信号，接收监控中心发出的调节指令或建议；所述的上层和下层之间的通讯连接采用gprs接入internet来实现。
4、所述的受力远程监控平台采用单片机安装在可视化牵张设备的每个牵引机、张力机上，对牵引机、张力机的工作信号进行实时采集，采集到的数据通过gprs无线网卡以无线形式发射到基站bs，gprs将分从基站发送到服务支持节点sgsn，sgsn与网关支持节点ggsn进行通讯，ggsn对接收到的分组数据进行相应处理，再发送到目的地网络internet；来自internet的标识有移动台地址的ip包由ggsn接收，接着再转发到sgsn，再传送到移动台上，从而实现了gprs与internet两者的相互通讯；拥有固定ip地址的监控中心直接与internet连接，从而实现了牵引机、张力机单机系统与监控中心之间的通讯。
5、所述的受力传感元件的可视化模组安装在受力传感模组上方，所述的受力传感模组包括气缸，所述的气缸左侧内部设置有滑板，所述的气缸左侧上下两侧均设置有移动板，所述的移动板均为“l”形结构且呈上下对称设置，所述的移动板右侧端部均通过滑座与滑板滑动连接，所述的移动板通过固定螺栓与滑座连接；所述的移动板上方设置有无线数据收发器，所述的移动板左侧端部内部均设置有吸附吸嘴，所述的吸附吸嘴均通过吸嘴安装轴与移动板连接，所述的移动板内侧均设置有悬挂夹爪，所述的悬挂夹爪均通过旋转盘与移动板活动连接。
6、所述的气缸右侧设置有安装板，所述的安装板右侧设置有受力传感器元件，所述的气缸上方设置有“t”形结构的安装柱，所述的可视化模组通过安装柱与受力传感模组连接。
7、所述的可视化模组包括稳定板，所述的稳定板外侧设置有连接板，所述的连接板外侧设置有与安装柱连接的开口夹环，所述的开口夹环一侧内部设置有锁紧螺孔；所述的连接板上方设置有固定板，所述的固定板内侧设置有可视化模块装置。
8、所述的视频可视化监控平台采用基于空间信息模型构建输电线路三维可视化平台，具体包括以下步骤：
9、步骤1：构建输电线路三维可视化框架体系结构；
10、步骤2：基于遗传算法的坐标转换方法；
11、步骤3：算例分析。
12、所述的步骤1中的构建输电线路三维可视化框架体系结构具体为：平台结构的数据层建立三维模型库和地理信息库两个独立数据库，通过统一的信息数据模型，实现空间信息数据模型与三维模型的数据的共享与交互，能够完成不同系统间的通信。
13、所述的步骤2中的基于遗传算法的坐标转换方法具体为：杆塔实际gps空间坐标在三维引擎定义的统一世界坐标系中进行渲染首先转换到平面坐标中，然而，目前的坐标转化算法会导致转换过程中的病态问题，引起转换误差偏大的缺陷，因此，采用基于遗传算法的坐标转换方法，具体包括以下步骤：
14、步骤2.1：病态问题分析：采用布尔莎模型进行坐标转换，其表达式为：在使用布尔莎模型坐标转换过程中δx、δy、δz、εx、εy、εz、k七个参数值的选择决定了转换精度，理论上讲，运用坐标基准转换和坐标系转换，在数据量足够多且精确的条件下，就可以实现任意两个坐标基准之间不同坐标形式的转换，但由于模型参数选择、观测误差、计算数值处理问题导致数据微小的变化会引起解的巨大变化，导致转换后数值很不稳定，使得一部分杆塔很难在地形中实现准确定位；将gps坐标转换成地方坐标时误差不可避免，首先设备接收到的gps坐标不是真实的坐标，而是按照加密算法进行加偏以后的坐标，并且地图坐标加偏值是非线性的，不同地区的偏移值也有所不同；其次用来求解七参数的参考点很难分布转换范围的不同区域，如果参考点分布范围太小，其旋转参数与平移参数之间的相关性非常大，必然导致公式(1)具有比较大的条件数，使得最小二乘法求得的转换参数误差明显偏大，且不稳定，难于满足系统定位精度的要求；
15、步骤2.2：遗传算法：遗传算法ga是学习自然选择和遗传学机理的生物进化过程通过模拟自然进化过程搜索最优解的方法，选择交叉和变异构成了遗传操作，遗传算法包括染色体编码、设定初始群体、设计适应度函数、交叉变异操作以及设定控制参数五个基本要素，利用遗传算法求解问题时需要将解非线性方程组求七个参数的问题转化为求最优解问题的形式，首先建立如下目标函数：min f(x)＝min||v2-δv+(1+k)v1+rv1||(2)，其中，
16、所述的步骤2.2中的遗传算法具体包括以下步骤：
17、步骤2.21：染色体编码：确定解空间的范围为[m,n]，按照下式进行二进制编码：式中，gk为二进制数字串的第k位值；m、n的取值由具体坐标位置、采样数据的特点决定；
18、步骤2.本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于可视化牵张设备的智能放线装备，它包括视频可视化监控平台、受力远程监控平台和受力传感元件，其特征在于：所述的视频可视化监控平台和受力传感元件分别通过数据传输模块与受力远程监控平台建立无线通讯连接，所述的受力传感元件包括受力传感模组和可视化模组；所述的视频可视化监控平台内置有可视化及受力分析模型模块，所述的视频可视化监控平台与受力传感模组、可视化模组配合实现远程观看放线过程中各处现场情况及杆塔、工器具、材料受力情况，实现有效的可视化全局管控；所述的受力传感元件安装在杆塔、滑车或其他放线关键部位，用于采集现场受力数据，能够精准测量各种不同施工作业点和作业工器具的受力情况，能使用与吊装、支撑、悬挂各类连接方式；所述的受力远程监控平台采用simulink进行放线过程受力模拟分析，结合现场采集的受力数据超，过限制值时实时告警。
2.如权利要求1所述的基于可视化牵张设备的智能放线装备，其特征在于：所述的受力远程监控平台由两部分组成：上层的监控中心系统和下层的各个可视化牵张设备单片机子系统；所述的监控中心完成人机交互工作，为用户提供一个可视化的监控界面，可随时监听各单个可视化
3.如权利要求2所述的基于可视化牵张设备的智能放线装备，其特征在于：所述的受力远程监控平台采用单片机安装在可视化牵张设备的每个牵引机、张力机上，对牵引机、张力机的工作信号进行实时采集，采集到的数据通过GPRS无线网卡以无线形式发射到基站BS，GPRS将分从基站发送到服务支持节点SGSN，SGSN与网关支持节点GGSN进行通讯，GGSN对接收到的分组数据进行相应处理，再发送到目的地网络Internet；来自Internet的标识有移动台地址的IP包由GGSN接收，接着再转发到SGSN，再传送到移动台上，从而实现了GPRS与Internet两者的相互通讯；拥有固定IP地址的监控中心直接与Internet连接，从而实现了牵引机、张力机单机系统与监控中心之间的通讯。
4.如权利要求1所述的基于可视化牵张设备的智能放线装备，其特征在于：所述的受力传感元件的可视化模组安装在受力传感模组上方，所述的受力传感模组包括气缸，所述的气缸左侧内部设置有滑板，所述的气缸左侧上下两侧均设置有移动板，所述的移动板均为“L”形结构且呈上下对称设置，所述的移动板右侧端部均通过滑座与滑板滑动连接，所述的移动板通过固定螺栓与滑座连接；所述的移动板上方设置有无线数据收发器，所述的移动板左侧端部内部均设置有吸附吸嘴，所述的吸附吸嘴均通过吸嘴安装轴与移动板连接，所述的移动板内侧均设置有悬挂夹爪，所述的悬挂夹爪均通过旋转盘与移动板活动连接。
5.如权利要求4所述的基于可视化牵张设备的智能放线装备，其特征在于：所述的气缸右侧设置有安装板，所述的安装板右侧设置有受力传感器元件，所述的气缸上方设置有“T”形结构的安装柱，所述的可视化模组通过安装柱与受力传感模组连接。
6.如权利要求5所述的基于可视化牵张设备的智能放线装备，其特征在于：所述的可视化模组包括稳定板，所述的稳定板外侧设置有连接板，所述的连接板外侧设置有与安装柱连接的开口夹环，所述的开口夹环一侧内部设置有锁紧螺孔；所述的连接板上方设置有固定板，所述的固定板内侧设置有可视化模块装置。
7.如权利要求1所述的基于可视化牵张设备的智能放线装备，其特征在于：所述的视频可视化监控平台采用基于空间信息模型构建输电线路三维可视化平台，具体包括以下步骤：
8.如权利要求7所述的基于可视化牵张设备的智能放线装备，其特征在于：所述的步骤1中的构建输电线路三维可视化框架体系结构具体为：平台结构的数据层建立三维模型库和地理信息库两个独立数据库，通过统一的信息数据模型，实现空间信息数据模型与三维模型的数据的共享与交互，能够完成不同系统间的通信。
9.如权利要求8所述的基于可视化牵张设备的智能放线装备，其特征在于：所述的步骤2中的基于遗传算法的坐标转换方法具体为：杆塔实际GPS空间坐标在三维引擎定义的统一世界坐标系中进行渲染首先转换到平面坐标中，然而，目前的坐标转化算法会导致转换过程中的病态问题，引起转换误差偏大的缺陷，因此，采用基于遗传算法的坐标转换方法，具体包括以下步骤：
10.如权利要求9所述的基于可视化牵张设备的智能放线装备，其特征...
【技术特征摘要】
1.基于可视化牵张设备的智能放线装备，它包括视频可视化监控平台、受力远程监控平台和受力传感元件，其特征在于：所述的视频可视化监控平台和受力传感元件分别通过数据传输模块与受力远程监控平台建立无线通讯连接，所述的受力传感元件包括受力传感模组和可视化模组；所述的视频可视化监控平台内置有可视化及受力分析模型模块，所述的视频可视化监控平台与受力传感模组、可视化模组配合实现远程观看放线过程中各处现场情况及杆塔、工器具、材料受力情况，实现有效的可视化全局管控；所述的受力传感元件安装在杆塔、滑车或其他放线关键部位，用于采集现场受力数据，能够精准测量各种不同施工作业点和作业工器具的受力情况，能使用与吊装、支撑、悬挂各类连接方式；所述的受力远程监控平台采用simulink进行放线过程受力模拟分析，结合现场采集的受力数据超，过限制值时实时告警。
2.如权利要求1所述的基于可视化牵张设备的智能放线装备，其特征在于：所述的受力远程监控平台由两部分组成：上层的监控中心系统和下层的各个可视化牵张设备单片机子系统；所述的监控中心完成人机交互工作，为用户提供一个可视化的监控界面，可随时监听各单个可视化牵张设备的工作状态，分析、诊断各单机的运行状态，并向现场可视化牵张设备操作者发出指令，对设备的工作状态进行及时调整控制；所述的下层满足现场操作者要求，实时监听各个可视化牵张设备工作中的运行状态，发生异常情况时向操作者发出警报信号，接收监控中心发出的调节指令或建议；所述的上层和下层之间的通讯连接采用gprs接入internet来实现。
3.如权利要求2所述的基于可视化牵张设备的智能放线装备，其特征在于：所述的受力远程监控平台采用单片机安装在可视化牵张设备的每个牵引机、张力机上，对牵引机、张力机的工作信号进行实时采集，采集到的数据通过gprs无线网卡以无线形式发射到基站bs，gprs将分从基站发送到服务支持节点sgsn，sgsn与网关支持节点ggsn进行通讯，ggsn对接收到的分组数据进行相应处理，再发送到目的地网络internet；来自internet的标识有移动台地址的ip包由ggsn接收，接着再转发到sgsn，再传送到移动台上，从而实现了gprs与internet两者的相互通讯；拥有固定ip地址的监控中心直接与internet连接，从而实现了牵引机、张力机单机系统与监控中心之间的通讯。
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【专利技术属性】
技术研发人员：汪鹏，刘新斌，龚荣欣，张青，胡勇，杨俊，段亚男，黄知伟，余子容，皮俊，江煦瑞，李涛，
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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