输电线路巡检管理系统的研发国家级发布

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1、QC成果交流材料创新型 北京超高压公司输变电管理部QC小组二零零四年三月 北京超高压公司输变电管理部QC小组目 录一、小组概况1二、选定课题1三、设定目标2四、提出方案并确定最佳方案4五、制定对策表9六、按对策表实施10七、效果检查16八、标准化和纳入管理规范19九、总结回顾和今后打算20 北京超高压公司输变电管理部QC小组一、 小组概况制图人：赵雪松 时间：2003年1月15日注册时间：2003年1月小组名称北京超高压公司输变电管理部QC小组本次课题活动情况成立时间：2001年6月小组注册号：ZG-2001-6活动课题课题注册登记号：0302出勤率：97%课题类型：创新型输电线路巡检系统的研

2、发小组成员活动时间： 2003年1月12月姓 名性别年龄文化程度职务组内分工尚大伟男47本科组长方案策划王福军男47本科常务副组长方案制定张海军男33本科副组长对策制定王 军男41研究生副组长组织实施刘春田男57本科副组长效果检查李永东男34大专副组长对策实施沈 建男27大专组员效果检查赵雪松男28本科组员方案总结王 琦男26本科组员对策实施张广成男30大专组员效果检查杨建和男42大专组员对策实施杨福元男44大专组员对策实施二、 选定课题北京超高压公司目前负责华北地区500千伏输电线路1300余公里，下设5个运检工区，共有巡检人员300多人，每月定期对线路进行巡检一次。输电线路由于其长期暴露在

3、自然环境中，不仅承受正常机械载荷和电力负荷的内部压力，而且还要经受污秽、雷击、强风和鸟害等外界侵害。线路的巡检是确保线路设备安全运行的一项重要工作，通过及时到位的巡视检查，掌握线路运行状况及周围环境的变化，发现设备缺陷和危及线路安全的隐患并及时消除，以确保线路的安全可靠运行。在传统输电线路巡检工作中，巡检人员现场手写记录线路缺陷，然后再人工进行统计。所以在缺陷数据统计、缺陷标准化管理、计划下达等各工序方面存在着工作繁琐、不统一、容易出错的问题，为此每个工区技术员在进行以上巡检数据整理时都要耗费大量的时间，既费时又费力。另外在巡检时要求巡检人员对每基铁塔都必须到位，但现在基本靠巡检人员自觉遵守执

4、行，所以在人员到位方面无法有效控制。以姜顺线2002年712月巡检管理统计为例：姜顺线巡检管理统计表（2002年712月）线路名称姜顺线线路长度154.073公里杆塔基数357基人员到位监督管理办法无法有效监督，基本靠自觉遵守执行巡检数据整理时间时 间整理时间（天）工作人数（人）效率（工作日百公里）2002年7月份222.62002年8月份323.92002年9月份323.92002年10月份222.62002年11月份323.92002年12月份323.9平 均2.6723.5制图人：尚大伟 时间：2003年1月15日由于巡检数据整理时间较长，造成不能及时的消除缺陷。另外，在2001年，大房

5、500kV线路某段，由于巡检人员不到位，未能及时发现树木生长造成安全距离不够，而连续放电6次的事故。在科技高速发展的今天，我们能否开发一种新的巡检系统来实现电子标准化录入、人员到位情况有效监督等问题呢？经过我们小组的反复调查、研究，一致认为我们可以也必须研发出一套输电线路巡检系统，所以我们小组确定本次QC活动课题为“输电线路巡检系统的研发”三、 设定目标 针对传统线路巡检方式所存在的线路巡视人员到位管理监督困难、缺陷数据统计及缺陷标准化管理难度大这两个问题，我们小组确定课题目标：活动前 无法有效监督100%目标值目标一：将巡视到位率由无法有效监督提高到100%活动前 3.5个工作日2个工作日目

6、标值目标二：将巡线数据整理时间由百公里3.5个工作日缩短到2个工作日目标实现可行性分析(一)目标一“将巡视到位率由无法有效监督提高到100%”的可行性分析1 巡检人员到位率监督如果采用仪器自动记录，完全可以实现有效监督。2 科技发展迅速，电子产品种类很多，巡检系统所需硬件能够解决。(二)目标二“将巡线数据整理时间由百公里3.5个工作日缩短到2个工作日”的可行性分析全部巡检数据通过数据线传输到计算机中，自动生成缺陷记录，不存在笔误和录入错误的情况，并可对其自动进行统计分析，则可以大大减少数据整理时间。四、 提出方案并确定最佳方案（一） 初步方案的提出确定课题目标后，小组人员集思广益，采用头脑风暴

7、法，针对每条课题目标提出了两个相应的初步解决方案：目标一将巡视到位率由无法有效监督提高到100%目标二将巡线数据整理时间由百公里3.5个工作日缩短到2个工作日方案1：采用信息钮方式来监督人员到位情况方案2：采用GPS方式来监督人员到位情况方案1：每个巡检小组使用一台安装了专用巡检管理系统的笔记本电脑，进行缺陷录入方案2：每个巡检小组使用一台安装了专用巡检管理系统的掌上电脑，进行缺陷录入输电线路巡检系统的研发（二） 方案可行性分析及评估1.对目标一解决方案的可行性分析及评估目标一将巡视到位率由无法有效监督提高到100%信息钮方式GPS方式解决方案在线路上安装信息钮（如接触式或射频式），通过读取电

8、子标签数据，检查巡检人员是否到位。分数接收GPS卫星定位和时间信息，精确识别巡检人员是否到位。分数先进性需将识读器接触或靠近信息钮，同时还需笔和纸进行现场记录，工作繁杂且容易出错，效率低下。3巡检人员到位后，塔号、时间等信息自动生成。5可靠性信息钮存在自然和人为破坏的可能性。据向某使用信息钮的供电公司调查，每100基杆塔每年的丢失、损坏率为6.7%。需派专人经常检修，可靠性差。2基于GPS卫星资源，随时使用，不受外界因素影响，可靠性100%。5经济性需在每个巡视点都安装上信息钮，还有后续大量的补装、维修工作，增加了使用费用。3卫星资源是免费的，且不存在工程安装费，一次投入，终身受益。4实用性体

9、积小，但安装复杂、应用成本高、不便管理。2低成本，体积小、使用方便、不需要额外安装和维护，具有广阔应用前景。4操作难易程度结构简单，操作容易。4由于基于先进技术，操作存在一定难度。3综合得分1421表中单项得分满分为5分，综合得分满分为25分由上表得出分析评估结论：计划采用GPS方式控制巡检到位率2对目标二解决方案的可行性分析及评估目标二将巡线数据整理时间由百公里3.5个工作日缩短到2个工作日现场使用笔记本电脑现场使用掌上电脑解决方案笔记本电脑安装专用巡检管理系统软件，每个巡检小组一台，现场录入。分数掌上电脑安装专用巡检管理系统软件，每个巡检小组一台，现场录入分数先进性速度快，容量大，可安装多

10、种软件。5速度快，容量较小，需安装专用软件4可靠性容易损坏，防水，防震性能不能满足现场使用要求1不易损坏，防水，防震性能不能满足现场使用要求4经济性前期购置费用较高，后期维护复杂，配件价格高。2前期购置费用不高，后期维护简单配件价格低。4实用性体积大，不便携带，启动速度慢 2体积小巧，便于携带，启动速度快5操作难易程度采用鼠标键盘输入，操作容易。4采用触摸屏输入，操作容易。4综合得分1423表中单项得分满分为5分，综合得分满分为25分由上表得出分析评估结论：计划利用掌上电脑实现电子标准化管理（三） 方案进一步分解找到初步解决方案后，我们继续对两个方案进行分解，提出各自不同的进一步解决方案。1第

11、一种方案的分解及可行性分析a方案分解与软件支持设备采取数据线连接方式的GPS采用GPS方式来监督人员到位情况与软件支持设备可组装为一体方式的GPSb方案可行性分析方案项目 与软件支持设备采取数据线连接方式的GPS与软件支持设备可组装为一体方式的GPS现场适用性携带不方便，连线及接口容易损坏不适宜接口不易损坏适宜可靠性容易出现损坏及接触不良不可靠不易损坏且接触良好可靠经济性一次投入少，但损坏后需维修或更换一般需专用模具，一次投入大，但一般不需维修费用一般综合评价差好由此得出：采用“与软件支持设备可组装为一体方式的GPS”为最佳。2第二种方案的分解及可行性分析a方案分解康柏掌上电脑掌上电脑奔迈掌上

12、电脑每个巡检小组使用一台安装了专用巡检管理系统的掌上电脑，进行缺陷录入软件公司开发与软件公司联合开发软件开发自行开发b方案可行性分析我小组对市场上比较流行的各种掌上电脑进行调查，最后选择康柏及奔迈两种掌上电脑进行现场试用，其对照结果如下：方案项目 康柏掌上电脑奔迈掌上电脑使用环境温度（线路所经地区气温一般为1040，偶尔最低达15）1040在15时可使用约30分钟左右1040低于10使用不正常性能稳定性性能稳定性能稳定操作难易程度操作简单操作简单操作界面彩屏，亮丽清晰黑白，不够清晰经济性价格较高价格较低综合评价好一般由此，小组决定选用康柏掌上电脑。 对于软件开发的三种方式，我小组进行深入分析对

13、比，以确定最佳开发方式。不同方式的特点对照如下： 方案项目由软件公司开发方式自行开发方式与软件公司联合开发方式能否独立开发否否有人员是否具有输电线路巡检专业知识否有有软件制作能力强弱强我公司是否具有知识产权无有有比较结果一般一般最佳很明显，与软件公司联合开发方式为最佳方案。通过分析及评估，小组找出了实现目标的最终最佳方案：输电线路巡检系统的研发目标一将巡视到位率由无法有效监督提高到100%目标二将巡线数据整理时间由百公里3.5个工作日缩短到2个工作日采用与软件支持设备可组装为一体方式的GPS与软件公司联合开发专用巡检软件使用康柏掌上电脑，进行缺陷录入五、 制定对策表序号要素对策措施目标时间负责

14、人1GPS仪和掌上电脑配置适合巡检现场要求的GPS仪和康柏掌上电脑选择与康柏掌上电脑一体式配合的GPS卫星信号接收器并能满足定位要求a处理器速度达到166MH以上，32M以上内存；b其水平定位精度小于15m 。2003年2月尚大伟王福军2手持机机载巡检管理软件开发手持机专用巡检管理软件eMbedded Visual C+3.0为开发平台，联合软件开发公司制作手持机软件a能够与后台管理计算机进行通讯连接；b能够以不同的巡检人员名称进入，对不同的线路进行巡检操作；c能以原有基准数据为依据，对杆塔进行定位，以实现到位管理；d能够对线路设备缺陷按标准格式进行记录。2003年2月4月赵雪松张海军3后台管

15、理机巡检管理软件开发后台管理机巡检管理软件以VC、InterDEV、PowerBulder为开发平台，联合软件开发公司制作后台管理软件a可以把现有杆塔信息（经纬度等）批量导入系统；b建立标准缺陷库，对输电线路缺陷实行标准分类与描述；并可应实际需要随时修改缺陷库内容；c可设立不同的用户，并对不同类别的用户设置不同的访问此系统权限；d可制定工作计划，并生成巡检计划单、处理缺陷任务单；e对巡线数据整理、汇总、查询，对错误信息能够修改；生成巡视记录和缺陷记录；显示巡检到位数据；f把缺陷登记到系统内，对其实施“缺陷审批处理验收反馈”的标准流程管理；对缺陷进行统计分析；g使后台管理系统内的线路数据、巡检计

16、划任务传输到手持机；把手持机中的巡检结果数据传输到后台管理计算机中。2003年3月6月王 军王 琦制表人：赵雪松 时间：2003年1月15日六、 按对策表实施实施一：配置适合巡检现场要求的GPS仪和康柏掌上电脑2003年2月份本小组与康柏掌上电脑经销商协定好，以比较优惠的价格批量购置iPAQ 3950型掌上电脑，并配置与之配套的外壳型一体式GPS仪。其主要技术参数如下： 处理器：206MHz Intel StrongARM SA-1110 操作系统：Pocket PC（WinCE3.0） 显示分辨率：240320 接口：支持USB接口及串行口 标准内存：32M RAM、32M Flash RO

17、M 扩展接口：PC卡、CF卡 接收卫星：12个通道可自动选择 首次定位时间（TTFF） 热启动 18秒 暖启动 48秒 冷启动 120秒 水平定位精度 10米 更新速率：定位确定后每2秒更新一次iPAQ 3950手持机GPS卫星信息接收器实施二：开发手持机专用巡检管理软件2003年2月4月，我们小组联合北京电联宇电力技术有限公司，以 eMbedded Visual C+3.0为开发平台，通过多次调试改进，终于取得成功。手持机软件实现了以不同用户名进入系统，对不同线路杆塔进行定位，按标准格式录入缺陷内容的预期功能要求。其定位精度小于10米，定位时间一般小于30秒。其界面清晰明了，操作简便，易于掌

18、握。以下为部分手持机操作界面： 手持机主界面 巡线操作界面（1）巡线登录 （2）杆塔定位 （3）杆塔定位中 （4）定位成功 （5）缺陷录入 （6）缺陷编辑实施三：开发后台管理机巡检管理软件为了使开发出来的GPS巡检管理系统实用、可靠，满足我们的管理要求，小组成员深入现场、工区、资料室进行调查，并收集掌握了巡检管理的相关规程、规定、制度及我们的实际巡线要求。然后，于2003年3月开始，我们小组与北京电联宇电力技术有限公司人员采用VC、InterDEV、PowerBulder等开发平台，加班加点，反复调试修改，并多次征求巡检人员意见加以改进。经过大家的艰苦努力工作，终于在2003年6月底，圆满完成

19、了软件开发。以下是后台管理软件部分页面： 主界面具有系统管理、计划管理、巡线管理、缺陷管理、数据通信五大模块。五大模块：系统管理、计划管理、巡线管理、缺陷管理、数据通信系统管理模块下分项功能 分页面：杆塔管理可显示或修改线路与杆塔信息，除有数据外还有杆塔照片，并可从其它数据库批量导入线路、杆塔信息，省却繁琐的数据输入。线路与杆塔信息杆塔照片线路杆塔信息批量导入线路名称 分页面：缺陷编辑管理详细显示某时间段内线路缺陷情况，以表格的形式显示了缺陷类别、缺陷等级、巡检人员和巡检时间等。自动生成线路巡视及缺陷记录报表。巡检时间段缺陷详细内容巡检缺陷列表试验与改进为验证“输电线路巡检系统”实用性，200

20、3年6月份我们在绥姜、姜顺两条500千伏线路上进行了多次的全程测试，总共测试约1900基次杆塔。在测试过程中，该系统能够顺利高效的完成我们所要求的各项功能，但系统还存在一些小问题，我小组经过反复地探讨和研究，对系统进行了多次的改进和升级，解决了问题，比如：存在问题改进措施改进后效果检查负责人手持机与后台管理机数据传输速度慢，每次用时约2分钟改变数据传输方式，更换数据传输线数据传输用时约20秒钟王琦手持机内置电池电量耗尽时数据丢失增加储存卡，把系统软件安装在储存卡中数据不再丢失杨建和杨福元七、 效果检查 “输电线路巡检系统”开发完成后，从2003年7月至今已在我公司各运检工区进行使用。小组对使用

21、效果进行充分的检查、分析，结论如下：（一）目标完成情况1目标一“将巡视到位率由无法有效监督提高到100%”的完成情况由于手持机定位精度为10米以内，巡检人员必须到达塔位后手持机才会记录到位信息，所以巡检人员的到位率非常有效控制到了100%。目标一实现。活动前 无法有效监督100%目标值100%活动后2目标二“将巡线数据整理时间由百公里3.5个工作日缩短到2个工作日”的完成情况统计姜顺线2003年7月至2004年2月巡检工作情况姜顺工区巡检数据整理时间统计表（2003年7月2004年2月）时间整理时间（天）工作人数（人）效率（工作日/百公里）2003年7月份110.652003年8月份110.6

22、52003年9月份0.510.322003年10月份0.510.322003年11月份0.510.322003年12月份0.510.322004年1月份0.310.192004年2月份0.310.19平均0.37制表人：沈建 时间：2004年3月15日从上表可以看出，巡检数据整理时间由活动前的百公里3.5个工作日缩短到了0.37个工作日，目标二实现。活动前 3.5个工作日2个工作日目标值0.37个工作日活动后（二） 效益确认a. “输电线路巡检系统”在国内同行业中处于领先水平，极大地提高了我公司在运行方面的科技含量，提高了企业生产管理水平。b. 此系统基于全球定位技术，线路巡检人员无法对巡检的

23、时间和地点作弊，可有效避免线路巡检人员的麻痹思想，杜绝巡视不到位情况发生。并对缺陷情况进行规范化录入，减少人为错误。c. 可以详细收集汇总各线路巡检人员的姓名、巡检时间、地点和缺陷，并统计和打印出线路巡检人员的正点率、误点率、漏检次数等信息，为管理人员更科学的考核巡线人员提供了客观依据。d. 对线路缺陷进行标准流程管理，避免了对缺陷处理的遗漏与延期。可以对缺陷进行统计、分析，及时了解线路设备状况。总之，输电线路GPS巡检系统的推广和应用，必将有利于提高线路运行的安全性、可靠性和稳定性，有利于提高供电企业的管理水平和企业形象，最终实现电力系统“安全、经济、多供、少损”的运行目标。我们QC小组成员

24、把活动前后的各方面能力做评分表及雷达图自我评价如下：活动前后的各方面能力评分表序号项目活动前（分）活动后（分）1QC知识70902解决问题能力65853经济意识80954质量意识80955团队精神6596活动后活动前制图人：刘春田 时 间：2003年12月20日经济意识QC知识团队精神解决问题能力质量意识雷达图自我评价 八、 标准化和纳入管理规范现在我公司各运检工区都已经采用本系统进行线路巡检管理工作。并且公司制定了输电线路GPS巡检系统使用管理制度（标准号：YJ-KJGL-030901）。九、 总结回顾和今后打算我们QC小组在各级领导的大力支持下，充分发挥每个人的聪明才智，团结一心，出色完成了预定目标。经过本次活动，增强了我们利用QC知识和工具解决困难的决心和处理问题的能力，为我们今后工作的开展打下了扎实的基础。基于全球定位技术的“输电线路巡检系统”为电力线路运行管理导入了一个全新概念，将线路巡检管理水平提高到了一个新的层次，实现了巡检工作电子化、信息化和智能化，在今后的工作中，我们将对本系统进行不断的效验，对后台管理软件继续进行升级工作，提高软件的安全性、稳定性，使之更加完善；解决公司与运检工区数据、信息远程传输问题，将后台管理软件升级成网络版。最终保证电力系统高效率、低故障率的安全稳定运行。20