中海达输电线路智能巡检系统技术方案

中海达输电智能巡检系统技术方案书
2011年9月
目录
(44)
1.项目背景.....................................................................................................................................................................
(55)
2.项目目标.....................................................................................................................................................................
3.设计原则.....................................................................................................................................................................
(66)
3.1.统一规划，整体最优 (6)
3.2.开放性和可扩展性 (7)
3.3.安全性 (7)
3.4.稳定性 (8)
3.5.易用性和耐用性 (8)
3.6.易维护性 (8)
3.7.实用性 (9)
3.8.先进性 (9)
3.9.灵活性 (9)
3.10.经济性 (9)
(99)
4.技术要求.....................................................................................................................................................................
4.1.技术先进，运行稳定 (9)
4.2.业务全面功能完整 (10)
4.3.人员管理规范流程 (10)
4.4.操作简单，易学易用 (10)
4.5.规范化，标准化 (11)
4.6.个性化功能 (11)
4.7.系统安全管理 (11)
4.8.应用接口 (12)
(1212)
5.系统架构...................................................................................................................................................................
(1313)
6.硬件方案...................................................................................................................................................................
6.1.硬件配置参数 (13)
6.2.软件环境 (14)
7.系统概述...................................................................................................................................................................
(1414)
7.1.系统概述 (14)
7.2.系统硬件构成 (15)
7.3.系统总体流程 (15)
7.4.PDA前端工作流程 (16)
(1717)
8.系统功能...................................................................................................................................................................
8.1.巡检前端功能 (17)
8.2.PMS系统接入 (24)
8.3.巡检后台功能 (24)
(4141)
9.应用过程...................................................................................................................................................................
10.应用效果...................................................................................................................................................................
(4242)
(4444)
11.项目实施...................................................................................................................................................................
11.1.团队组织 (44)
11.2.项目实施 (44)
(4747)
12.培训方案...................................................................................................................................................................
12.1.培训的对象和目标 (48)
12.2.培训内容 (48)
13.售后服务...................................................................................................................................................................
(4949)
(5151)
14.认识中海达...............................................................................................................................................................
1.项目背景
新建、大修、技改工程设备的竣工验收，是电力企业重要的经常性的业务。

电力设备的验收通过规范化检查、试验来掌握设备质量，发现设备缺陷和危及安全的
隐患，提出具体的整改内容，以便及时消除缺陷，预防不合格设备进入电网，降低
故障造成的损失，保证电网安全稳定的运行。

输电线路巡检工作模式是工作人员携带规范化工作文档到现场检查，记录设备运行状况及设备缺陷，回到本部后再将现场巡检的结果录入到巡检文档中。

这种传
统的设备巡检工作存在着漏巡、漏记、补记、不按时巡检、纸质图表不易维护更新，
数据的准确性无法保证等诸多不足与人为因素。

同时对巡检任务计划、分派、巡检
信息的记录都采用纸和笔的手工方式，任务下达和作业结果提交都需要面对面交接。

这种方式作业周期长、准确度差、效率低、考核难度大，与电力企业信息化建设的
要求不相适应。

为保证输电线路设备状态良好、连续、安全、可靠的运行，结合局方输电线路的实际运行维护需求，实现基于国产化ＧＩＳ平台、宽带网计算机通信技术和新一
代互联网技术之上，综合利用海量数据存储、数据挖掘和分布式数据库管理技术，
研制一套先进、科学、行之有效的输电线路规范化PDA巡检系统。

该系统应集成掌上电脑（PDA）、GPRS/CDMA1X无线通讯手段、GPS全球定位等，基于“移动系统”和“规范化”概念改造传统巡检工作模式，实现输电线路
巡检管理的电子化、信息化、规范化和智能化，最大限度减少漏检、错检，确保巡
检人员从工作计划、安排、执行到消缺归档规范化，达到设备长期高效稳定运行。

具体为：
1)实现输电设备巡检任务的制定、任务下达、现场作业、监督、任务结束、归档、
总结分析等工作流程规范化管理、闭环管理。

要有利于简化和规范化作业过程，
提高巡检业务的生产管理水平；要有利于提高工作效率、工作质量和安全性；
要有利于对作业结果进行分析，提高管理决策水平。

2)满足局方巡视表单和巡视作业指导书要求，实现线路定期巡视、特殊巡视、夜
间巡视、故障巡视、监督巡视等不同类型的管理，实现能根据不同的巡视周期、
巡视内容、巡视标准智能地提醒、归档、分析等灵活性管理；实现线路巡视表
单的归档和统计查询功能。

3)实现设备缺陷发现、上报、审定、处理、验收的闭环管理。

利用工作流机制，
按照设备缺陷性质，走不同的缺陷管理流程。

要按照设备类别规范巡检的项目、
缺陷描述用语，并自动生成缺陷报表与缺陷处理单。

4)实现智能化提醒巡检人员周围杆塔距离、方向，方便地查看设备信息、协助巡
检人员快速定位。

5)巡视人员到位后，PDA终端提醒巡检人员设备未消除的缺陷、隐患。

6)巡检终端实现地图功能，图形化地显示线路杆塔位置，显示巡检人员位置，实
现智能导航功能，实现历史巡视轨迹功能，实现后台将优秀巡视轨迹转为导航
路径功能；
7)巡检系统管理端实现地图功能，图形化地显示线路杆塔的基本信息与现场收集
的杆塔图片；可实现作业人员历史巡视轨迹在地图上显示与回放功能；实现作
业人员到位率的统计。

8)实现设备巡检数据的查询、统计、分析和决策功能，提供自定义查询及图形化
的统计，生成多种直观的分析数据报表。

9)可视化地图监控，以实时对巡检终端的活动进行监控；
10)巡检系统与生产管理信息系统实现接口，以实现缺陷管理、巡视记录、设备台
帐与生产管理信息系统同步数据；
11)从巡检任务的计划、安排、执行到消缺提供全过程的规范化作业文档，为巡检
基层人员进行规范化作业提供基础作业平台；
12)新增设备添加功能：新线路投产后，管理人员可在后台自行输入设备台帐，设
置巡视人员权限。

13)提供巡检作业文档库，电力系统标准库与典型缺陷库。

按照电网公司相关巡检
规范，结合局方实际情况，建立巡检项目标准库与典型缺陷库。

14)提供良好的系统向导及在线帮助功能，详细描述操作全过程的规范化作业及注
意事项。

2.项目目标
输电线路巡检系统基于C/S+B/S多层混合架构，采用分布和集中相结合的方式部署，应用3S（GIS、GPS、RS）技术、工作流技术、构件技术和三维全景技术，
为电网生产提供一种基于空间信息的可视化共享平台，在此平台上能够有效地将电
网地理信息、设备接线图信息、设备台帐和运行维护信息、实时监测信息等数据有
机结合进行统一管理，实现了业务系统间的应用集成和跨部门、跨地域的数据共享，
实现局方输电线路巡视业务的标准化、流程化、集约化、精细化管理，为局方输电
线路的生产安全、有序、高效的运行提供有力的信息化支撑手段。

利用虚拟现实技术的最新发展成果,采用几何建模型、实景图像建模和航空立体像对可量测虚拟现实技术方式建立大规模输变电线路、输变电设施等的三维场景
模型,快速浏览电网周围的地理及自然条件,并且利用多维空间分析功能,实现多
种方式的三维场景浏览、虚拟线路巡视等功能。

结合局放输电线路的实际运行维护需求，研究基于PDA/GPS/GPRS的电网数据采集终端。

系统集GIS的电子地图、GPS的空间定位及差分处理技术和GPRS的
无线通讯功能于一体，解决电力作业与管理过程当中的数据采集、设备巡检、PDA
终端与监控中心的无线通讯等问题，并实现与电力管理系统的无缝结合。

系统使得
原来数据采集、线路巡检的过程信息化，将原来的线路巡检、测量工作融为一体，
克服巡检过程中的种种不尽如人意的地方，如原有的纸质记录不利于数据的保存，
原有的操作方式不利于查询检索，原有的操作方式不能实现监控中心和手持终端之
间的通讯等。

系统用GIS完成地图的表现功能，GPS来实现空间定位的功能，GPRS
来实现无线通讯的功能。

实现输电线路智能巡检系统的导航功能（自主导航、地图定位、最短路径、距离量算、轨迹记录/回放等）、电子地图功能（图层信息分层控制功能、图层信息缩
放漫游功能、图形信息标签使用功能等）、查询功能（设备信息图上查询功能、设备
信息逻辑查询功能、设备信息空间统计功能、信息模糊检索定位功能、设备信息动
态标注功能等）、无线上网与通讯功能。

3.设计原则
3.1.统一规划，整体最优
�系统强调信息资源统一规划的原则。

统一各个层次管理规范，统一其数据结构、数据表达方式、数据访问方式。

�在统一数据环境下集成化开发各个模块，模块的划分应独立于当前的组织机构，各个模块之间的数据交换是结构化的、公用的，从而也是高效和完整的，最大限
度消除有害的冗余和不一致。

3.2.开放性和可扩展性
�巡检系统总体结构设计时，系统构架、采用技术装备选用平台、开发方式等各方面均遵循国际、国家和行业标准。

�巡检终端所使用的硬件产品应是通用的、可互换的。

�在系统软件开发中，管理工作、文档资料、数据规范化、代码体系，指标集、量纲等遵循规范要求。

�巡检系统应兼容大型数据库系统，如Microsoft SQL Server、Oracle Database Server、IBM DB2Database Server等。

�系统的可进行扩展性：系统的设计在软件上要充分考试系统的可扩充性和开放性，应用软件系统要采用模块化设计，以便于随着系统服务项目的增多和业务量的增
加平滑地进行系统的扩充。

�系统的可管理性：提供对系统运行的监测、控制和管理功能，从而保证系统的正常运行。

�良好的系统接口：系统能够与局方现有的相关系统进行相连，以实现资源共享，为业务层、管理层和决策层提供一个信息工作环境,同时巡检系统也提供开放的接口，以便其它系统与之连接。

3.3.安全性
�系统运行不应对输电设备有不良影响。

�巡检系统应采取必要的安全手段来保证信息的安全，保护信息不被非法截获或非法修改。

�设置系统管理员，管理员根据巡视人员设置不同的权限，允许进行不同的操作。

�只有经过授权的巡检终端才可和巡检后台交换资料。

3.4.稳定性
�巡检系统不能因为用户操作失误而导致系统崩溃、数据丢失等。

�在系统设计上充分考虑系统的容错能力，提高系统的稳定性和可靠性，保证系统每天24小时不间断的运行。

�系统采取有效的手段来防止业务数据丢失,数据在手持设备掉电情况下不丢失。

�巡检终端应能适应使用地的气候和其它环境条件。

�巡检终端应具有抗振、抗电磁干扰等性能。

3.5.易用性和耐用性
�巡检终端与后台界面简结，操作简单，在数据录入的审批过程中，有相应的操作提示。

�巡检终端PDA方便小巧，适合野外携带，具有防潮、耐记低温、抗震等,能够在夜间无照明环境使用。

�巡检后台应提供直观的导航界面，并有在线帮助功能。

�巡检前端采用设定的巡检标准、缺陷常用语等，巡视人员不需要过多地录入方字，而是进行下拉选择。

�性能稳定，巡检终端PDA录入数据等待时间不超过1秒，巡检后台日常操作响应时间不应超过5秒。

�牵涉到多条线路的公共设施（比如隧道、管沟等）应可单独巡查，其缺陷也应可单独管理，但可以关联到相关的线路；
�系统应能区分管理缺陷和因其它原因（如市政改造）导致的非永久性的不正常状态；
3.6.易维护性
�巡检终端应能够自动识别巡检后台所提供的最新软件版本，可以进行自动升级，减少巡检终端的人工维护。

�系统采用B/S结构设计，不需要维护客户端，通过WEB浏览器即可使用后台系统。

�录活的自定义设置，用户可以根据使用要求自定义设备类型、设备属性、巡检项目、缺陷常用语、审批流程等。

�用户应可以自行增加和更换巡视终端。

�用户可以自行完成系统的备份、恢复等系统维护工作。

3.7.实用性
�实用性是电网生产管理信息化系统设计时要遵循的首要原则，一切功能都必须在为实际生产服务的过程中才能充分体现出其价值。

�牢牢把握用户对系统的要求，以满足用户的现实需求为最终目标：系统提供友好的人机交互界面．简捷有效的操作，将各种数据统计结果与图形结合显示，使用
灵活方便。

3.8.先进性
�系统应高定位、高起点，适度超前，才能具有较强的生命力。

采用浏览器／服务器（B／S）的体系结构、大型空间数据库（如Oracle9i），支持在网络环境中多
用户对空间数据并发访问。

�采用图库一体化的方式管理GIS中的图形数据、属性数据，具有安全机制、并发控制、多用户操作等特性。

采用面向对象的支撑平台和面向对象的系统分析与设
计方式，提高软件的可靠性、可继承性、可维护性和可扩充性。

3.9.灵活性
�采用模块化和层次化的设计思想，将复杂的业务活动分解为若干简单的模块和业务操作层，程序开发简单，满足用户个性化的设置。

3.10.经济性
�系统设计时要在实用、先进、开放、灵活、安全、可靠的基础上，采用性价比最高的方案。

4.技术要求
4.1.技术先进，运行稳定
�系统采用的硬件配置和软件技术平台必须是当前主流的、成熟的、先进的，并且在此基础上构建的系统必须可靠、稳定，满足实用化要求。

�PC工作站与服务器采用B/S架构，采用.NET技术开发，PDA与服务器的架构采用C/S方式架构。

�系统软件设计中充分考虑信息安全、用户接口管理等相关技术，进一步保证系统具有超强容错性和长期稳定性。

4.2.业务全面功能完整
�系统实现对整个设备巡检业务的全面管理，涵盖所有与巡检业务有关功能以及本方案提出的其它功能。

�系统数据库设计专业，基础数据可以从现有的生产系统中导入或采用EXCEL格式文件方式成比导入。

�从巡检计划制定、任务分派、巡检缺陷记录、历史信息查询统计、工作流程管理、作业在线过程监控、设备台帐管理、规程、规范、标准管理系统一系列功能要在
系统中体现，保证功能的完整性、数据的一致性。

�通过接口程序，与其它系统进行数据对接，实现数据的集成和共享。

4.3.人员管理规范流程
�系统基于规范的巡检流程进行开发，实现流程的灵活定制，支持业务流程动态变更，而不需更改系统代码。

�按照企业统一管理上的内在业务关系进行功能抽象和划分，角色化管理为每个角色指定不同的人员、岗位、事务关系和功能模块，通过角色的引入按需求定义人
员与岗位的关系、岗位与事务的关系、事务与模块的关系和模块对数据操作权限，将人和业务有机的结合起来，解决生产人员和工作安排经常变化的问题。

4.4.操作简单，易学易用
�系统操作简结明了，大量采用选择性、图形化操作方式，并有自动提示下一步操作的功能。

�无线终端的操作简单方便，符合操作习惯，提供缺陷描述字典，大大减少不必要的手工输入。

�系统提供良好的向导及在线帮助，系统操作简洁明了，用户界面符合Windows习惯，易学易用。

4.5.规范化，标准化
�系统完全遵照CMMI5流程设计、开发、测试和配置管理。

采用电力行业成熟、稳定的标准编码体系与规范业务流程。

�系统要求规范化，根据实际情况提出较为规范的业务模型，并依据局放实际生产运行情况，制定相应的巡检系统规范化流程、完善的巡检项目库和缺陷标准库等，以便于在终端上进行巡检信息的标准化输入，降低手工输入的难度，减少人为输
入的随意性。

对于设备缺陷库和巡检项目库等重要资料，由经授权的人员进行修
改。

4.6.个性化功能
�系统灵活的自定义配置，支持图形化的自定义工作流，自定义设备、检查缺陷标准的属性，无需修改代码。

�后台提供多种不同界面风格。

�系统能够根据现场巡检工作情况、设备巡检周期等信息，自动向相关人员进行工作提示。

�建立重大缺陷报警机制，当发现重大缺陷时，有关领导可以及时了解缺陷情况、消缺情况等，从而有效简单缺陷消除工作。

�巡检终端提醒现场人员设备到位情况。

4.7.系统安全管理
�系统应开发独立于业务管理的安全管理模块。

安全管理模块为应用提供完善的安全认证服务。

�安全管理要求基于角色的概念，通过角色实现各项功能的方便调配、分级授予和控制，同时进行两级系统登录管理（用户验证和身份验证）。

�安全管理模块具有分级权限管理。

对于多层次的部门和组织机构，在系统的管理上必须有不同的各个层次的管理员，通过建立了各个级别的管理员，对应其相应
的模块进行验证和授权，实施权限控制。

�系统应建立完善的应用日志记录系统，管理用户操作信息。

应用日志记录包括后台系统部分和PDA前端部分。

4.8.应用接口
�系统提供良好的接口，可以与其它信息系统实现接口，以实现缺陷管理、巡视记录、设备台帐与生产管理信息系统同步。

5.系统架构
本系统软件部分采用B/S结构，各管理管理部门通过局域网进行信息的查询和处理，必要时可以开通Internet功能，利用互联网移动办公。

软件部分主要完成数据信息的采集、传输、处理、统计、分析、查询等功能，并与局方现有的生产管理系统建立接口，紧密整合。

建立无线数据传递网络，PDA巡检终端可以通过WIFI或GPRS/CDMA与后台系统实时无线通讯，将巡视数据实时传送至后台系统中。

掌上PDA通过GPS全球定位系统设备，获取现场巡视坐标进行定位，定位后根据定义的设备巡视项进行逐项进行巡视，记录数据内容。

PDA前端支持局域网和无线网络，将巡视结果通过巡视管理主机，提交到服务器中。

6.硬件方案
6.1.硬件配置参数
要求技术先进，稳定性高，数据服务器采用相应配套的数据库，要求数据库基于服务器端的数据库，可以适合大容量数据的应用，在处理海量数据时的效率要高，后台开发的灵活性，可扩展性等方面要强大。

1.巡视终端PDA
1).巡视终端采用高性能工业型一体化PDA，集成GPS和GPRS，用于输电设备的
日常巡视。

2).巡视终端（PDA）具备极高的耐用性和可靠性；良好的人机界面，便于运行人
员掌握和操作；达到IP54防护标准，具备相应的防水、防尘和抗震能力；屏幕具
备较高亮度，达到阳光下可靠识读的水平；屏幕像素≥320×240；输入方法采用
手写识别、键盘等方式，考虑到巡视终端未来需要在其它现场标准化作业中进一
步应用，尤其是在设备维护作业中，需要输入大量数据，巡视终端应带有硬件数
字键盘，以提高数据录入效率，减轻操作人员负担；电池持续工作时间≥6h。

3).终端软件具有初始化功能，支持用户自行安装巡视终端软件。

6.2.软件环境
1.前端PDA
2.前端PC
3.后台管理系统
7.系统概述
7.1.系统概述
该系统采用GPS全球定位技术，并结合PDA（Personal Digital Assistant，个人数字助理）设备，提高了输电运行管理水平和输电设备巡视的到位率，保证设备巡视的全面性，并且实现了对运行人员的巡视情况进行量化分析。

GPS全球定位系统是定位系统，通过全球定位卫星进行设施定位，通过经纬度来设施的具体位置。

对户外较分散且分布范围大的配电设备采用GPS全球定位技术，通过GPS来确定设备的位置，获取巡检的设备对象；并通过GPS定位系统，来跟踪人员的实时位置，形成巡检轨迹，确保运行人员巡视到位。

PDA移动计算技术是采用智能手机、PDA等移动终端，利用WAP、GPRS、EDGE、CDMA1X等技术进行数据与信息的交换。

它可随时随地地使用，达到突发、应急、方便的效果；输电巡检系统中利用PDA，可方便的实现将来对巡视项目模版的扩展和缺陷常用语的管理要求。

将来还计划配备带GPS和具有GIS功能并可以无线通信的PDA设备，做到巡视结果和缺陷检修的实时处理。

7.2.系统硬件构成
系统硬件主要由服务器、后台终端PC机、PDA掌上电脑、GPS定位设备组成，如果需要无线网络支持，还需要配置CDMA或GPRS无线网卡。

方案名称：PDA+GPS+RFID+USB连接/无线网络（可选WIFI/GPRS/CDMA1X）
描述：在中心数据库服务器，在办公的PC上通过USB可以把相关信息下载到PDA上或通过无线网络从服务器上下载相关信息到PDA上，在巡检过程中通过GPS 定位设备实现到位标志，可以通过GPRS或CMDA1X和服务端以及其他PDA终端进行协同工作。

7.3.系统总体流程
巡检系统的工作流程从制定巡检计划开始，计划通过审批后，自动产生巡检任务，在特殊情况下，也可以手动产生临时性巡检计划，生产巡检任务，巡检人
员通过巡检终端接收巡检任务，根据任务的内容、要求进行线路巡视，巡视完成
后，将巡视的所有结果提交到巡检后台中，管理人员对巡检结果进行审批、处理，最后形成统计报表进行分析。

巡检系统的工作流程图如下，对部份流程可以根据实际的业务情况进行相关调整。

7.4.PDA前端工作流程
PDA前端工作从建立连接开始，通过无线网络、局域网等，与服务器建立连接，开始从服务器下法巡视任务或巡视的对象，下载完成后，巡检人员到达巡检现场，利用PDA进行定位，确定巡视目标的位置，然后打开巡视对象（杆塔），根据巡视的内容逐项进行检查，填写巡视记录或缺陷，查看设备信息，任务完成后，进行数据上传，将本次的巡视结果提交到后台服务器。

8.系统功能
8.1.巡检前端功能
PDA巡检终端主要满足以下业务需要：
�实现智能地提醒巡检人员周围杆塔距离、方向，方便地查看设备信息、历史巡视未消缺的缺陷记录，实现填写缺陷少输入情况，协助巡检人员快速
定位、了解设备历史情况、快速记录缺陷功能；
�巡检终端实现地图功能，图形化地显示线路杆塔位置，显示巡检人员位置，实现智能导航功能，实现历史巡视轨迹功能；
�PDA巡检终端设备包括PDA（必选）＋GPS（必选）＋GPRS/CDMA1X（可选择）；
�能够以无线和有线方式进行工作任务的收取和提交，加速任务传递效率及准确性,支持多任务巡视；
�能够实现缺陷录入功能。

系统应当具备统一的缺陷描述字典库，简化录入工作；
�能够在PDA上查询线路或杆塔设备的基本信息及设备的巡检项目；
�直观的地图导航，其图形有图层控制功能，能放大、缩小、平移、计算距离、分层显示等；输电线路设备能够在地图上准确直观地显示；有目标导
航、自动导航、记录巡线历史轨迹等强大功能。

�巡检终端应能够自动识别后台系统提供的最新版本，自动实现升级和维护
�PDA巡检终端必须具备GPS定位功能以及GPRS或CDMA1X通信功能，具备USB接口；
�巡检终端提示与巡检任务相关的危险点、工器具等。

�智能提醒，系统可以对巡检顺序、未消除的缺陷、未巡检的对象等进行提示。

�巡检终端能确定自身的地理位置，并应能设置范围并定位（如以杆塔为中心，20或50米为半径，当人员进这个范围时则提示定位，作业后统计为
到位，如未进入这个范围则不提示定位，即使在PDA进行选项也统计为未
到位）。

�系统自动对巡检过程进行记录（包括巡检时间、巡检人员、巡检轨迹、巡检结果等）。

�缺陷记录支持录音、照相和录像等多媒体数据的获取和提交。

�终端与后台系统之间可实现大批量数据交互，数据传输采用相应的安全手段保证信息安全．
巡检前端是输电线路巡检的应用终端，通过巡检前端跟踪巡检的到位情况、记录巡视记录、填写缺陷、信息查询等，巡检前端的主要功能组成如下：
8.1.1.数据同步。