在線監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)可行性研究報告

1、XX省電力（集團）有限責任公司科學技術(shù)項目計劃申請書（可行性研究報告） 包括項目的解決的關(guān)鍵技術(shù)問題、技術(shù)創(chuàng)新點、達到的技術(shù)指標、經(jīng)濟效益分析和推廣應(yīng)用前 景。輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)，是利用先進的圖像數(shù)據(jù)采集壓縮編解碼技術(shù)、超低低功耗技術(shù)、 3G無線公網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、太陽能及蓄電池供電技術(shù)、電子低溫環(huán)境加熱技術(shù)、監(jiān)控中心服務(wù) 器軟件管理技術(shù)，能夠?qū)毫迎h(huán)境中運行的高壓輸電線路的運行狀況進行全天候、實時監(jiān)測， 可有效減少由于線路周圍建筑施工（危險點）、導線覆冰桿塔地基不均勻沉降滑移、偏遠山區(qū)林區(qū)人工巡線困難、線路大跨越、導線懸掛異物、塔材被盜等因素引起的電力事故。系統(tǒng)以動態(tài)視頻實時監(jiān)控的直觀方式，

2、可使管理人員第一時間了解監(jiān)測點的現(xiàn)場信息，可 針對突發(fā)的異常情況采取適當?shù)氖侄斡枰匀斯じ深A，將事故的發(fā)生率或事故危害降至最低。并 可通過人工請求方式（無人值守時通過定時和條件觸發(fā)兩種方式）實現(xiàn)異常狀況下的圖片抓拍 或視頻連續(xù)攝像，達到24小時全天候監(jiān)測的目的，大大減輕巡視人員的勞動強度，提高線路安全運行水平，為線路運行單位提供直觀可靠的線路安全信息。本項目擬采取試驗的基礎(chǔ)上，在國家電網(wǎng)各高壓輸電公司推廣，也吻合國家電網(wǎng)公司關(guān)于 加強高壓輸電線路的安全運行的精神，解決了特高壓輸電線路的安防問題，保證電力的安全生 產(chǎn)。本項目正是基于 3G視頻技術(shù)、高壓監(jiān)測技術(shù)等高新技術(shù)為基礎(chǔ)研發(fā)的，此項目的成功可

3、 以直接減少高壓輸電線路不安全所帶來的數(shù)億損失，同時帶來可觀的經(jīng)濟效益和持續(xù)的社會效 應(yīng)，將為國家財政及社會的穩(wěn)定做出巨大的貢獻。一、研究項目的科學依據(jù) （包括科技意義和應(yīng)用前景，國內(nèi)外研究概況、 水平和發(fā)展趨勢；成果推廣項目說明成果成熟程度、試用范圍，以及成果的知識產(chǎn)權(quán)等問題。）（一）項目背景目前XX省超高壓供電局已運行 14座500kV變電站，變電容量 15750兆伏安，500千伏輸 電線路47條，線路長度4251公里。“十二五”期間， 蒙西電網(wǎng)外送通道及 500千伏網(wǎng)架發(fā)展 規(guī)劃將安排新建 500千伏變電站23座，新增500千伏變電容量4260萬千伏安，到2015年， 蒙西電網(wǎng)將投運50

4、0千伏變電站38座，變電容量6285萬千伏安。隨著XX省經(jīng)濟的高速發(fā)展，各行各業(yè)對電力的需求量越來越大，對XX省輸電部門電力供應(yīng)的質(zhì)量（穩(wěn)定性、不間斷性及伴隨服務(wù)）要求也越來越高，因此XX省的輸電線路電網(wǎng)運行的安全性顯得尤為重要。目前影響高壓輸電線路運行安全的因素主要有以下幾個方面：1、輸電線路建筑施工危險點嚴重影響輸電線路的安全。經(jīng)濟的高速發(fā)展導致城區(qū)施工現(xiàn)場越來越多，塔吊、車輛等超高設(shè)備穿越城區(qū)架空線路直接導致導線切斷，同時高壓也會造成車毀人亡的情況，嚴重影響了輸電線路的安全。2、人為外力破壞塔基嚴重影響輸電線路安全。近年來隨著金屬材料的上漲，不法分子大量偷盜電力鐵塔塔材、斜拉線等設(shè)備，導

5、致塔基 倒塌，輸電中斷，嚴重影響了輸電線路的安全。3、惡劣的冰災天氣導線覆冰嚴重影響輸電安全。2008年及2011年的覆冰災害、大風等氣象災害讓人們重新認識了氣象災害的危險性，大 量的覆冰導致導線壓斷、塔基倒塌，嚴重影響了輸電線路的安全。4、桿塔地基不均勻沉降滑移等地質(zhì)災害也是影響輸電線路安全的一個因素；采礦區(qū)、地質(zhì)不穩(wěn)定區(qū)域、泥石流滑坡區(qū)、河流等區(qū)域容易出現(xiàn)桿塔地基不穩(wěn)也將嚴重影 響了輸電線路的安全。5、偏遠山區(qū)、林區(qū)人工巡線困難的線路也是影響輸變電線路安全的一個因素；定期的巡線是保證輸電線路安全的一個重要手段，然而穿越偏遠山區(qū)、林區(qū)的線路人工巡 線非常困難，無法確定輸電線路是否存在安全隱患

6、，也將嚴重影響了輸電線路的安全。綜上所述影響輸電線路的安全因素，各超高壓輸電網(wǎng)局及電力公司迫切需要采取措施監(jiān) 視、防范影響輸電線路安全的各種情況發(fā)生。上述這些威脅，常常處在有線信號無法到達，專線微波又造價太高，得不償失；而這種威 脅又確實存在，有監(jiān)控的實際需要，為此建議實施“輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)”。本項目提出的“輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)”，專業(yè)針對性很強，主要針對高壓輸變電線路的 線路周圍建筑施工（危險點）、導線覆冰桿塔地基不均勻沉降滑移、偏遠山區(qū)林區(qū)人工巡線困 難、線路大跨越、導線懸掛異物、塔材被盜等影響輸電線路安全因素而設(shè)計的系統(tǒng)，同時在此 基礎(chǔ)上，通過高壓輸電線路視頻及線路運行狀態(tài)的在線監(jiān)測

7、和技術(shù)診斷項目的深入開發(fā)，最終 的目標是逐步建立一整套智能數(shù)字化電網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，服務(wù)于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，對高壓輸電 線路設(shè)備進行故障預警、預防和定位，為輸電線路設(shè)備狀態(tài)維修提供理論基礎(chǔ)和判斷依據(jù)，大 幅度提高輸電線路設(shè)備運行的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性?！拜旊娋€路在線監(jiān)測系統(tǒng)”是運用先進的硬件控制技術(shù)、參數(shù)量測技術(shù)、通信傳輸技術(shù)、軟件平臺技術(shù)、專家決策技術(shù)，通過無線公網(wǎng)3G/GPRS/EDGE/CDMA通信傳輸方式，對輸電線路的遠程視頻、微氣象監(jiān)測、覆冰重力監(jiān)測、桿塔傾斜地質(zhì)監(jiān)測等線路情況進行監(jiān)測并上傳至 監(jiān)控中心，在監(jiān)控中心以動態(tài)視頻實時監(jiān)控的直觀方式，可使管理人員第一時間了解監(jiān)測點的 現(xiàn)場信息

8、，可針對突發(fā)的異常情況采取適當?shù)氖侄斡枰匀斯じ深A，將事故的發(fā)生率或事故危害 降至最低。并可通過人工請求方式（無人值守時通過定時和條件觸發(fā)兩種方式）實現(xiàn)異常狀況 下的圖片抓拍或視頻連續(xù)攝像，達到24小時全天候監(jiān)測的目的，大大減輕巡視人員的勞動強度，提高線路安全運行水平，為線路運行單位提供直觀可靠的線路安全信息。（二）應(yīng)用前景1、 “輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)”很好地滿足了當前的特高壓輸電線路設(shè)備自身故障及線路周 圍復雜的氣候環(huán)境情況進行在線實時監(jiān)測，將使特高壓輸電線路的安全防護系統(tǒng)建設(shè)成為“安 全防范無漏洞、安全管理現(xiàn)代化、安全信息數(shù)字化”的綜合型、高水平的安全防范系統(tǒng)，提高電力行業(yè)特高壓輸電線路的現(xiàn)

9、代化管理水平提供了有力的保障。2、本項目擬采取試驗的基礎(chǔ)上，在國家電網(wǎng)及南方電網(wǎng)的各高壓輸電公司推廣，也吻合 國家電網(wǎng)公司關(guān)于加強特高壓輸電線路的安全運行的精神，解決了特高壓輸電線路的安防問 題，保證電力的安全生產(chǎn)。3、本項目正是基于 3G視頻技術(shù)、特高壓監(jiān)測技術(shù)等高新技術(shù)為基礎(chǔ)研發(fā)的，此項目的成 功可以直接減少特高壓輸電線路不安全所帶來的數(shù)億損失，同時帶來可觀的經(jīng)濟效益和持續(xù)的 社會效應(yīng)。由此帶來大量的稅收，將為我市及國家財政做出巨大的貢獻。供電的安全對社會的 穩(wěn)定將起到巨大的作用；同時由此產(chǎn)生的生產(chǎn)、銷售、工程、售后服務(wù)等工作能夠吸收我市大 量的工人直接就業(yè)，為社會的穩(wěn)定做出巨大的貢獻。（

10、三）國內(nèi)外研究概況1、國內(nèi)研究動態(tài)我國開展輸電線路狀態(tài)檢修起步較晚，原水電部1987年頒布的SD230 1987發(fā)電廠檢修規(guī)程指出，應(yīng)用診斷技術(shù)進行預知維修是設(shè)備檢修的發(fā)展方向。應(yīng)該說，狀態(tài)檢修在國內(nèi)還是取得了一定的進展。由于輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)的制約，期望加強現(xiàn)有模式下的離線監(jiān)測手段來推動狀態(tài)監(jiān)測實施，但還是存在諸多問題。輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)是指直接安裝在線路設(shè)備上可實時記錄表征設(shè)備運行狀態(tài)特征量的測量系統(tǒng)及技術(shù)，是實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測、狀態(tài)檢修的重要手段，狀態(tài)檢修的實現(xiàn)與否很大程度取決于在線監(jiān)測技術(shù)的成功與否。國外較早開展了輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)的研究，并將自己國家成熟或試運行的各類在線監(jiān)測設(shè)備推向

11、中國市場，而國內(nèi)有能力從事這項技術(shù)研發(fā)的高等院校及科研院所由于缺乏市場能力和足夠的資金，無法將研制的成果批量產(chǎn)業(yè)化，導致我國目前成為全球輸電線路在線監(jiān)測與診斷系統(tǒng)需求最大的市場。最近幾年，隨著高新技術(shù)企業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)出現(xiàn)了一些專業(yè)的在線監(jiān)測技術(shù)生產(chǎn)廠家，他們在積極學習國外先進技術(shù)的同時，立足我國電力國情，開發(fā)了一系列輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)，有效提高了現(xiàn)有輸電線路的運行安全水平。國外在20世紀90年代針對輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)開展了系統(tǒng)研究，如澳大利亞紅相公司開發(fā)的絕緣子泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)。國內(nèi)清華大學、西安交通大學、武漢大學、武漢高壓 研究所等科研單位陸續(xù)開展了輸電在線監(jiān)測技術(shù)的研究，并在200

12、0年之后研發(fā)了具有完整功能的輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)，其中，GSM/GPR的普及應(yīng)用在很大程度上促進了該技術(shù)的迅速發(fā) 展，有效解決了遠距離數(shù)據(jù)傳輸問題。從事在線監(jiān)測技術(shù)研發(fā)的廠家迅速增加，進行了輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)的研究，并逐步在電力系統(tǒng)推廣應(yīng)用，取得了較理想的應(yīng)用效果。2008年的南 方冰災事故證實了在線監(jiān)測技術(shù)的必要性和緊迫性，也將促進在線監(jiān)測技術(shù)的迅速發(fā)展。2、國外研究動態(tài)美國最早開展以輸電線路在線監(jiān)測為前期的狀態(tài)檢修工作，日本也是從20世紀80年代開始對電力設(shè)備實施以狀態(tài)分析和在線監(jiān)測為基礎(chǔ)的狀態(tài)檢修，而歐洲很多國家也采用狀態(tài)檢修來提高檢修效率。國外統(tǒng)計資料表明，在實施狀態(tài)檢修后，一般可使

13、設(shè)備大修周期從 35 年延長到68年，甚至10年，并且1152年即可收回實施狀態(tài)檢修所增加的投資。應(yīng)該說，國外在狀態(tài)檢修技術(shù)研究與實踐應(yīng)用方面都已取得了顯著成績。據(jù)美國電力研究院診斷檢修中 心的統(tǒng)計表明，實施狀態(tài)檢修提高設(shè)備利用率在5 %以上，節(jié)約檢修費用25 %30 %。二、研究、推廣應(yīng)用內(nèi)容和預期成果(說明項目的具體研究、推廣內(nèi)容、技術(shù)關(guān)鍵和重點解決 的技術(shù)問題，預計達到的技術(shù)經(jīng)濟指標，預期成果和提供的形式)(一) 項目的具體研究、推廣內(nèi)容本項目具體研究輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)，主要包括如下部分：1、輸電線路在線監(jiān)測終端：(1) 3G圖像及數(shù)據(jù)采集主機；(2) 數(shù)字探測部分：包括云臺高速攝像機

14、單元、覆冰重力探測單元、微氣象探測單 元、桿塔傾斜探測單元；(3 )供電部分：太陽能電池板單元、高性能聚合物電池單元、充放電控制器單元；(4 )配件部分：主機防高磁高壓箱、云臺攝像機屏蔽箱、相關(guān)結(jié)構(gòu)配件等。2、監(jiān)控中心網(wǎng)管系統(tǒng)：包括服務(wù)器軟件和客戶端軟件。主要推廣輸電線路遠程視頻在線監(jiān)測系統(tǒng)、覆冰在線監(jiān)測系統(tǒng)、微氣象在線監(jiān)測系統(tǒng)、桿 塔傾斜在線監(jiān)測系統(tǒng)。視頻和數(shù)據(jù)采集主機將攝像頭視頻數(shù)據(jù)、外力破壞數(shù)據(jù)、微氣象數(shù)據(jù)、桿塔傾斜等線路數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)字化、壓縮編碼后，通過GPRS/EDGE/CDMA1X/3G EVDO/WCDM線網(wǎng)絡(luò)、in ternet網(wǎng)送到監(jiān)控中心，在監(jiān)控中心上對視頻流和數(shù)據(jù)信號進行

15、解碼，即可看到攝像頭拍攝的現(xiàn)場視 頻畫面，將外力破壞數(shù)據(jù)、微氣象數(shù)據(jù)、桿塔傾斜等線路數(shù)據(jù)通過數(shù)字和圖表形式直觀顯示在 屏幕上。具體為，通過遠程數(shù)據(jù)圖像采集器采集模擬視頻信號及外力破壞數(shù)據(jù)、微氣象數(shù)據(jù)、桿塔傾斜等線路數(shù)據(jù)，然后把圖像數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)進行數(shù)字化壓縮編碼，最后利用GPRS/EDGE/CDMA1X/3GEVDO/WCDM無線傳輸模塊將圖片及現(xiàn)場數(shù)據(jù)以IP包的方式發(fā)送到數(shù)據(jù)監(jiān)控服務(wù)器。監(jiān)控服務(wù)器和監(jiān)控客戶端分別是裝有遠程監(jiān)控服務(wù)端軟件和客戶端軟件的PC機，它們都連接在互連網(wǎng)絡(luò)上，由于遠程圖像及數(shù)據(jù)采集器沒有固定的IP地址，所以客戶端主動去瀏覽監(jiān)控圖像和設(shè)置監(jiān)控參數(shù)都是通過服務(wù)器來中轉(zhuǎn)的。監(jiān)控中

16、心通過圖像及數(shù)據(jù)監(jiān)控客戶端實時瀏覽觀測各監(jiān)控點的現(xiàn)場情況，維護監(jiān)控人員通 過從現(xiàn)場發(fā)送來的視頻、圖片、覆冰重力探測、微氣象、桿塔傾斜等數(shù)據(jù)進行分析比對，如出 現(xiàn)異常的預警信息，即立刻做出相應(yīng)的應(yīng)急處理，以確保高壓線路的安全運行。在UtHWKJS堆桿劇軸電晰在軸f.土桿伽1田山及毆屈采培主機主機ue般監(jiān)理婷力融壞棵罔iS-fclwMH桿砥忸熱監(jiān)瀬擬isie晅腳力確ips!*畀監(jiān)洞(二) 技術(shù)關(guān)鍵及針對解決問題本項目的技術(shù)關(guān)鍵主要是圖像數(shù)據(jù)采集壓縮編解碼技術(shù)、3G無線公網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、傳感器探測技術(shù)、太陽能及蓄電池供電技術(shù)、信號處理及診斷技術(shù)、報警閥值評價標準、電子低溫 環(huán)境加熱技術(shù)、監(jiān)控中心服務(wù)

17、器軟件管理技術(shù)、系統(tǒng)防高磁高壓抗干擾技術(shù)等技術(shù)問題。1、圖像數(shù)據(jù)采集壓縮編解碼技術(shù)遠程圖像數(shù)據(jù)采集主機是整個系統(tǒng)的心臟，是開發(fā)設(shè)計的關(guān)鍵，集圖像數(shù)據(jù)采集壓縮編解碼技術(shù)及3G無線公網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，本項目采用H.264+優(yōu)化壓縮編碼技術(shù)、單卡3G通道傳輸技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)編碼自適應(yīng)技術(shù)等技術(shù)；基于高性能DSP平臺,采用ARM嵌入式設(shè)計思路，支持多種網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，支持動態(tài)域名解析可與 PPPOEh網(wǎng)鏈路輕松接入；支持雙向語音傳 輸，支持高清視頻傳輸，支持圖片實時抓拍，解決超遠距離無線圖像傳輸?shù)膯栴}。其主要包括： H.264+優(yōu)化后壓縮編碼技術(shù)；多線程處理等技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)編碼自適應(yīng)技術(shù)；流媒體轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)；

18、數(shù) 字模糊算法模型技術(shù)等。其技術(shù)指標要求如下：(1) 嵌入式設(shè)計，內(nèi)置 CDMA或 GPRS或 EDGE無線MODEM獨立工作，體積小，功耗低， 高可靠(2) 硬件發(fā)送，軟件接收(3) 2路視頻輸入，內(nèi)置雙模式視頻壓縮編碼器，壓縮模式可在線選擇，最高分辨率 704x576(PAL)(4) 壓縮編碼器-1 :高質(zhì)量CAMEC-I/II活動視頻壓縮編碼，64x64-704x576(5) 壓縮編碼器-2 : JPEG靜止圖像壓縮編碼，64x64-704x576(6) 傳輸速度： 彩色320x240/GPRS Class10 - 平均0.5幀/秒，最高2幀/秒(7) 彩色 320X240/CDMA20

19、00-1X/EDGE -平均 5 幀/ 秒，最高 15 幀/ 秒(8) 彩色 640x480/CDMA2000-1X/EDGE -平均 0.5 幀/秒，最高 2 幀/秒(9) 內(nèi)置CDMA/GPRS/EDGE/3通訊控制協(xié)議及 TCP/IP協(xié)議(10) 支持動態(tài)或固定IP地址方式，支持域名解析，多種觸發(fā)啟動模式(11) 2路雙向輔助串行口可控制云臺鏡頭，可連接串行用戶設(shè)備(12) 支持雙向測控數(shù)據(jù)復用，1路視頻+2路雙向串行數(shù)據(jù)可同時傳輸(13) 兩路數(shù)字量輸入/輸出，支持外部開關(guān)量觸發(fā)，支持報警前后現(xiàn)場錄像(14) 支持事件短信提示(15) 接收軟件支持網(wǎng)絡(luò)客戶端共享瀏覽2、3G無線公網(wǎng)數(shù)據(jù)

20、傳輸技術(shù)3G無線公網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)是第三代移動通信技術(shù)的簡稱是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術(shù)，是一項全新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以為治安防控提供視頻圖像和聲音，同步實現(xiàn)數(shù)據(jù)的 遠程采集、傳輸、儲存和處理功能，具有傳輸距離遠、速度快、抗干擾能力強、無需鋪設(shè)電纜、投資成本低等優(yōu)勢。數(shù)據(jù)傳輸原理如下圖所示，在移動3G信號覆蓋區(qū)域內(nèi)，充分利用 3G公共網(wǎng)絡(luò)通信平臺，實現(xiàn)中心對多點的數(shù)據(jù)傳輸；在無移動信號覆蓋區(qū)域內(nèi)，可以借助無線數(shù)傳電臺，通過無線與無線的接力，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。13*聊 ikSSUfe”*歸稠飆據(jù)劇0融1曲住制麻押數(shù)據(jù)傳輸原理圖3、傳感器探測技術(shù)傳感器是“高壓輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)”的首要部件，是能

21、感受(或響應(yīng))規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號輸出的器件或裝置。傳感器應(yīng)準確的和快速地響應(yīng)被測量的各 種各樣的變動，主要通過其兩個基本特性靜態(tài)特性和動態(tài)特性來反映被測量的這種變動 性。高壓輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)”的傳感器主要采集視頻數(shù)據(jù)，外力破壞告警等數(shù)據(jù);4、太陽能及蓄電池供電技術(shù);為此必須借助能般情況下安裝輸電線路野外現(xiàn)場的監(jiān)測裝置沒有可供使用的交流電源,量收集技術(shù)，開發(fā)獨立的供電裝置。目前在高壓輸電線路監(jiān)控項目主要利用太陽能電源裝置, 以此解決監(jiān)測裝置的供電問題。太陽光發(fā)電是指無需通過熱過程直接將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電方式。它包括光伏發(fā)電、光化學發(fā)電、光感應(yīng)發(fā)電和光生物發(fā)電。 硅系列

22、太陽能電池中， 單晶硅和多晶硅電池繼續(xù)占據(jù)光 伏市場的主導地位，單晶硅和多晶硅的比例已超過80%而這一發(fā)展趨勢還在繼續(xù)增長。越來越多的電子設(shè)備開始運用太陽能這一取之不盡用之不絕的能源。太陽能電源由太陽能電池板、 蓄電池及充放電控制器。 充放電控制器的功能是將太陽能電池板供給的電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定直流電壓，給監(jiān)測裝置供電，并給蓄電池充電，完成電能的存儲。 在夜晚無法供給太陽能或陰天等氣候情況太陽能供給不足時由蓄電池繼續(xù)給監(jiān)測裝置供電。供電系統(tǒng)關(guān)系到整個系統(tǒng)的生死，因此供電系統(tǒng)的是否穩(wěn)定決定了整套系統(tǒng)能否成功運行。其技術(shù)指標要求如下：（1）計算好整套設(shè)備包括主機、云臺攝像頭的用電特性，高峰值與低峰值；（

23、2）設(shè)計好太陽能電池板的功率、電流大??；（3）考慮到晚上及陰雨天的情況，對電池選取高性能聚合物電池；5、信號處理及診斷技術(shù)；對傳感器采集道德信號進行處理分析的目的是抑制干擾和提取信號特征，其方法可分時域分析、頻域分析等。診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢是傳感器的精密化和多維化、診斷理論與診斷模型的多元化、診斷技術(shù)的智能化。其中，智能診斷方法有模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進化計算和專家系統(tǒng)等；以特征量 性質(zhì)的診斷方法有閥值診斷、時域波形診斷、頻域特征診斷和指紋診斷等6、報警閥值評價標準；對于運行單位目前的最關(guān)心的是報警閥值問題，由于故障診斷的閥值目前主要來自物理電極模型的模擬實驗結(jié)果。從目前情況來看，閥值的取值通常采

24、取以下兩種方式：一種是在新設(shè)備投運前安裝“高壓輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)”同時投運，或采用自警式電氣設(shè)備（在輸電線路設(shè)施制造過程中將”高壓輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)”與設(shè)施融為一體），可把投運時的數(shù)據(jù)作為指紋特征，然后參考相關(guān)設(shè)備設(shè)計規(guī)范的最大值作為閥值；二是在已投運設(shè)備上再安裝 “高壓輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)”，其閥值只能按照已有的運行 經(jīng)驗和參考同類設(shè)備安裝”一高壓輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)”后，連續(xù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)變化規(guī)律或已發(fā)生事故的數(shù)據(jù)來確定。隨著“高壓輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)”的推廣應(yīng)用，在掌握大量數(shù)據(jù)變化規(guī)律與設(shè)備故障 的實踐經(jīng)驗后，最終制定出不同輸電線路設(shè)備的報警閥值范圍。7、電子低溫環(huán)境加熱技術(shù)；本技術(shù)主要

25、針對電子設(shè)備在北方低溫下開機所需加熱升溫，解決電子設(shè)備在低溫狀態(tài)下無法正常使用以及現(xiàn)有耐低溫部件成本高的技術(shù)問題。在主機及屏幕內(nèi)所需加熱的所有器件和部件上放置薄膜加熱片， 薄膜加熱片在主機及屏幕內(nèi)呈多點、不同平面上分布，薄膜加熱片有兩只引腳，接直流或交流電源。 薄膜加熱片的形狀與被加熱器件相匹配，薄膜加熱片通過耐高溫導熱膠固定在被加熱器件表面。實現(xiàn)了電子設(shè)備器部件在低溫條件下可正常工作，經(jīng)檢測，設(shè)備一般可在-40 C -60 C工作。&監(jiān)控中心服務(wù)器軟件管理技術(shù)；控制中心的設(shè)計相對于監(jiān)測站的設(shè)計開發(fā)來講較為簡單，硬件設(shè)計少，除了普通微機(或 工作站、工控機)外，還需要網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備(若無線通信采

26、用自行設(shè)計的模塊實現(xiàn)，則須開發(fā) 專用的無線網(wǎng)卡插入微機主板的預留總線插槽中)。控制中心的設(shè)計開發(fā)主要集中在應(yīng)用軟件的設(shè)計開發(fā)上，一般是基于 Win dows操作系統(tǒng)的。當前用于此類軟件開始、調(diào)試的工具較多， 且功能強大，給控制中心軟件的設(shè)計帶來便利。本項目是具有聯(lián)網(wǎng)中的平臺，軟件技術(shù)是核心，今年的發(fā)展是的這兩項的應(yīng)用非常普遍， 上位機的報警中心已有各種應(yīng)用，為本項目的實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。(三) 技術(shù)指標需要研發(fā)試制出輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)各個子單元:(1) 3G圖像及數(shù)據(jù)采集主機；(2) 覆冰重力探測器；(3) 微氣象探測器(4) 桿塔傾斜探測器；(5) 太陽能電池板；(6) 高性能聚合物電池；(7

27、) 充放電控制器；(8) 主機防高磁高壓箱；(9) 云臺攝像機屏蔽箱；(10) 關(guān)鍵結(jié)構(gòu)配件；(11) 上位機包括服務(wù)器軟件和客戶端軟件。(四) 預期成果和提供的形式1、研發(fā)一整套實用的“輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)”“輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)”下位機系統(tǒng)包括：3G圖像及數(shù)據(jù)采集主機、云臺高速攝像頭、覆冰重力探測器、微氣象探測器、桿塔傾斜探測器、太陽能電池板、高性能聚合物電池、充放 電控制器、主機防高磁高壓箱、云臺攝像機屏蔽箱、相關(guān)結(jié)構(gòu)配件等。上位機包括服務(wù)器軟件 和客戶端軟件。系統(tǒng)達到功能如下：1. 視頻采集：系統(tǒng)采用專業(yè)云臺恒速球攝像機，具有抗干擾、耐高低溫、圖像清晰、監(jiān)控距離遠等特點。2. 數(shù)據(jù)采集

28、：系統(tǒng)可以采集覆冰重力探測數(shù)據(jù)、微氣象數(shù)據(jù)、桿塔傾斜等線路數(shù)據(jù)，通 過無線公網(wǎng)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，并作出分析判斷。3. 遙視遙控：監(jiān)控中心可遠程控制觀看、拍照和錄像，可控制云臺，設(shè)置遠端設(shè)備相關(guān) 參數(shù)；4. 預警功能：系統(tǒng)具有預警功能，當有告警時可同時啟動攝像機拍照或錄像；5. 通訊方式：3G/GPRS/EDGE/CDMA1通訊網(wǎng)絡(luò)6. 供電方式：系統(tǒng)采用便捷的太陽能蓄電池供電方式及電源管理功能。7. 性能穩(wěn)定：系統(tǒng)高穩(wěn)定性，保證設(shè)備正常運轉(zhuǎn);8. 安裝方便：系統(tǒng)應(yīng)能不停電即可安裝，安裝地點靈活方便。9. 抗高低溫：系統(tǒng)自身能在高溫、低溫條件下工作，具有對攝像機及云臺的自動加熱功 能;10. 電磁

29、兼容：系統(tǒng)安裝在線路塔基上，可以抗電磁干擾，電磁兼容強。11. 防雷設(shè)計：具有防雷設(shè)計。12. 防水防腐：具有防水防腐蝕設(shè)計。2、本次項目完成后以如下形式體現(xiàn)：（1）研究報告：包括可行性報告、技術(shù)方案書、設(shè)計圖紙、安裝使用說明書等；（2）全套設(shè)計制造技術(shù)資料；（3） 安裝2套“輸電線路在線監(jiān)測終端”；（4）安裝1套“監(jiān)控在中心網(wǎng)管系統(tǒng)”；需要安裝的輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)包括：2套輸電線路在線監(jiān)測終端，包括圖像數(shù)據(jù)采集主機、云臺高速攝像頭（槍機攝像頭）、太陽能板、高性能聚合物電池、充電保護板、主機防高磁高壓箱、云臺攝像機屏蔽箱、相關(guān)結(jié)構(gòu)配件等）；1套監(jiān)控中心軟件系統(tǒng)：包括中心服務(wù)器軟件、客戶端軟件

30、；三、擬采取的研究方法和技術(shù)路線（一）研究方法1、調(diào)研確立需求：組織輸電線路管理及維護相關(guān)人員調(diào)研，整理詳細需求；2、研讀相關(guān)資料：資料收集國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)研究資料，學習、消化、吸收、借鑒國內(nèi)外 優(yōu)秀成果；3、確立可行方案：組織討論項目的可行性，確立可行性方案；4、設(shè)備設(shè)計實驗：組織研發(fā)人員設(shè)計、開發(fā)硬件設(shè)備；5、軟件設(shè)計實驗：組織研發(fā)人員設(shè)計、測試軟件設(shè)備6、建立試驗點：最重要建立試驗點，在實際環(huán)境中測試數(shù)據(jù)，不斷修正改良，直至穩(wěn)定。7、時時跟蹤，實施完善。8、項目總結(jié)與驗收。（二）技術(shù)路線“輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)”是在傳統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合當前無線數(shù)據(jù)通信技術(shù) 和信息處理技術(shù)而發(fā)展起來

31、的新型監(jiān)控系統(tǒng)。一般而言，現(xiàn)有的無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)，大都符合“控制中心一監(jiān)測站”的構(gòu)建模式?？刂浦行氖钦麄€系統(tǒng)運作的核心，負責收集各監(jiān)測站上傳的監(jiān)測信息，發(fā)送各種操作命令 以控制監(jiān)測站的行業(yè)。監(jiān)測站被布放于遠離控制中心的各監(jiān)測點處，負責完成信息的采集和響 應(yīng)控制中心發(fā)出的控制命令?？刂浦行目捎闷胀ㄎC、工作站或工控機實現(xiàn)，軟件開發(fā)可靠基 于現(xiàn)有的 Windows或Unix操作系統(tǒng)。監(jiān)測站的設(shè)計實現(xiàn)可根據(jù)不同的應(yīng)用目的和應(yīng)用環(huán)境， 采用特定的技術(shù)形式，比如單片機、DSP或者In tel X86 系列的微處理器等。無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)的組網(wǎng)方式也很靈活，可利用現(xiàn)有的無線通信網(wǎng)，如GSM/GPR網(wǎng)絡(luò)、CD

32、MA移動網(wǎng)絡(luò)等，也可單獨搭建專門的無線局域網(wǎng)。下面系統(tǒng)地討論無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)時涉及到的一些核 心技術(shù)，主要包括三個方面：監(jiān)測站的設(shè)計開發(fā)、無線網(wǎng)絡(luò)的組建和控制中心的軟件設(shè)計。1、遠端站的設(shè)計實現(xiàn)遠端站的設(shè)計與實現(xiàn)是整個無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)研制開發(fā)的重點，遠端站對信息數(shù)據(jù)處理的 能力和精度將影響整個系統(tǒng)的最終性能。在整個開發(fā)過程中，遠端站的設(shè)計是工作量最大、所 需時間最長的一部分。監(jiān)測站處于工作現(xiàn)場，只完成數(shù)據(jù)的采集、處理和控制，任務(wù)相對單一、 固定，無須用詙大的臺式機來完成；考慮到節(jié)能和布放方便，遠端站為嵌入式系統(tǒng)。根據(jù)整個 無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能，和對數(shù)據(jù)處理與對傳感器控制能力的

33、要求，遠端站設(shè)計的 復雜程度和采用的具體技術(shù)是不一樣的?；贒SP的設(shè)計實現(xiàn)方式：眾所周知，DSP的數(shù)字處理方面能力較強，技術(shù)已經(jīng)很成熟，能處理各種運算的通用、專用芯片也很多。以DSP為核心設(shè)計開發(fā)的監(jiān)測站，可以完成高速率數(shù)據(jù)處理，保證系統(tǒng)實時性方面的要求。這類設(shè)計方案一般適用于數(shù)據(jù)處理運算量比較大，實 時性要求高而對控制能力要求相對較低的監(jiān)控系統(tǒng)。與以單片機為基礎(chǔ)的監(jiān)控系統(tǒng)不同的是， DSP除了作控制器以外，還可兼作數(shù)據(jù)計算、編/解碼之用。對于較復雜的編 /解碼以及壓縮解壓運算（比如對圖像視頻數(shù)據(jù)的處理等）是否仍由DSP完成，須綜合考慮。若 DSP在系統(tǒng)控制和實現(xiàn)傳輸協(xié)議方面負擔太重，則這部

34、分運算需要由專門的處理芯片完成；若系統(tǒng)控制和傳輸 協(xié)議較簡單，或根本沒有到上層協(xié)議棧，則這部分復雜的運算可由DSP完成。2、無線通信的設(shè)計實現(xiàn)無線通信的設(shè)計相對于監(jiān)測站而言較簡單，有許多現(xiàn)有的產(chǎn)品和通信系統(tǒng)可以利用，重點 只是在于從多種實現(xiàn)方式中作出最優(yōu)的選擇。常用的實現(xiàn)方式有：利用現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)（GSM/GPRSCDMA移動網(wǎng)等）和相應(yīng)的無線通信產(chǎn)品；通過無線收發(fā)設(shè)備，如無線Modem無線網(wǎng)橋等專門的無線局域網(wǎng)；利用收發(fā)集成芯片在監(jiān)測站端實現(xiàn)電路板級與監(jiān)控中心的無線通信。利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)監(jiān)測站與監(jiān)控中心的無線通信現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)較多，按業(yè)務(wù)建網(wǎng)是3G以前通信網(wǎng)絡(luò)的特點， 無線網(wǎng)絡(luò)也不例外。 設(shè)

35、計無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以借用的無線網(wǎng)絡(luò)主要有： 全球數(shù)字移動電話系統(tǒng)（GSM、通用分組無線業(yè)務(wù)（GPRS、采用碼分多址（CDMA技術(shù)的移 動網(wǎng)、蜂窩式數(shù)字分組數(shù)據(jù)（CDPD系統(tǒng)。GSM（Globem System for Mobile、是全球最主要的 2G標準，能夠在低服務(wù)成本、低終端成本條件下提供較高的通信質(zhì)量。就其業(yè)務(wù)而言，GSM是一個能夠提供多種業(yè)務(wù)的移動ISDN（Integrated Services Digital Network，綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)）。GPRS（ General Packet Packet Radio Service、在現(xiàn)有的 GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上增加一些硬件設(shè)備和軟件升級

36、，形成一個新的網(wǎng)絡(luò)邏輯實體。它以分組交換技術(shù)為基礎(chǔ)，采用IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，提高了現(xiàn)有的 GSM網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸速率，最高可達170kb/s。GPRS巴分組交換技術(shù)引入現(xiàn)有GSM系統(tǒng)，使得移動通信和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)合二為一，具有“極速傳送”、“永遠在線”、“價格實惠”等特點。CDMA（ Code Divisio n Multiple Access、網(wǎng)絡(luò)采用擴展頻譜技術(shù)，使用多種分集接收方式，使其具有容量大、通信質(zhì)量好、保密性高和抗干擾能力強等特點。3、控制中心的設(shè)計實現(xiàn)控制中心的設(shè)計相對于監(jiān)測站的設(shè)計開發(fā)來講較為簡單，硬件設(shè)計少，除了普通微機（或 工作站、工控機）外，還需要網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備（若無線通信采用自行設(shè)計的模塊實現(xiàn)，則須開發(fā) 專用的無線網(wǎng)卡插入微機主板的預留總線插槽中）。控制中心的設(shè)計開發(fā)主要集中在應(yīng)用軟件的設(shè)計開發(fā)上，一般是基于Windows和Unix等常用操作系統(tǒng)的。當前用于此類軟件開始、調(diào)試的工具較多，且功能強大，給控制中心軟件的設(shè)計帶來便利。就軟件的實現(xiàn)形式而言，一般除了界面模塊外，其余各個功能模塊均可設(shè)計成動態(tài)連接庫 文件（.dll 、。人機接口界面模塊可以為該無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)的實際應(yīng)用進行定制，以滿足