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摘 要： 摘要：統計顯示，每四次輸電線路跳閘故障就有一次是由外力破壞導致，已經成為除雷害外的輸電線路安全運行最大隱患。現階段普遍采用的主要防外力破壞措施包括工作人員定期巡線，對輸電線路周邊進行巡查、圍劃保護區范圍、懸掛安全警告標示牌等;在輸電線路周邊
摘要：統計顯示，每四次輸電線路跳閘故障就有一次是由外力破壞導致，已經成為除雷害外的輸電線路安全運行最大隱患�，F階段普遍采用的主要防外力破壞措施包括工作人員定期巡線，對輸電線路周邊進行巡查、圍劃保護區范圍、懸掛安全警告標示牌等;在輸電線路周邊架設紅外、激光或磁場等傳感器，在異常進入該區域時觸發報警設備;在保護區域架設網絡攝像頭，通過3G網絡等手段將視頻數據定時傳回數據中心等。上述模式都存在不同問題，如通過網絡攝像頭對輸電線路保護區域實施監控存在著規模和時間上的限制，想要對大范圍的輸電線路實施監控，需要大量工作人員長時間盯著多個監控窗口，對研究輸電線路防外力破壞智能化管控系統迫在眉睫。
關鍵詞：輸電線路;防外力破壞;智能化管控系統
隨著電力設備的改進升級，由風偏、覆冰等因素造成的輸電線路故障逐漸減少，雷擊、鳥害等造成的輸電線路故障多為瞬時性接地故障，而外力破壞造成的接地故障多數無法通過重合閘進行修復，即為永久性接地故障，因此造成的停運率較高。而輸電線路防外力破壞智能化管控系統能夠對自動檢測和判別區域內出現的異常狀況，智能判斷監控區域是否出現輸電線路受到外力破壞及外力破壞的類型，真正實現24小時不間斷智能安全監控預警，將輸電線路故障從“事后管理”向“事前、事中預防”轉變，有效防止其由外力因素而遭受的破壞。
輸電線路防外力破壞智能化管控系統的總體架構
1.1 系統的技術架構
系統采用App端+后臺WEB端的總體架構，App端與后端數據交互采用公網，后端服務器部署于工區機房內(如圖1所示)，其中APP 前端的主要功能是完成界面呈現以及對大修改數據、輸電線路數據、外力破壞隱患數據的渲染和展示等功能，后端的主要功能是優化軌跡記錄和數據操作訪問等業務邏輯。
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整個系統分為如下四個層次：(1)數據層。數據層是整個平臺分析與展示的基礎，源數據主要通過 SOA 服務平臺，以Web service、文件、定制規約等方式，按照統一的電網信息模型和接入標準，完成各類數據的接入;(2)網絡層。網絡層主要是系統進行通訊與數據交互的物理基礎，包括電力專網、光纖、以太網等;(3)平臺層。平臺層通過智能化的數據分析技術，對外力破壞信息進行實時管控，通過并將源數據與分析結果以可視化方式進行展示，實現各業務部門的信息共享、協同管理和資源優化;(4)用戶層。用戶層是用戶通過PC電腦瀏覽器、手機APP等客戶端，訪問系統進行信息瀏覽、查詢、管理等操作。
1.2 系統的信息安全設計
為了服務器和終端之間數據在傳輸過程中的安全，還要對其加密設計，加解密設計如下:
一方面，數據加密。系統采用一個MD5哈希值校驗位Sign，以校驗位判斷傳輸過程中的數據是否被篡改。先把傳輸數據的格式轉換成JSON，再用MD5算法加密JSON數據以得到哈希值，再把哈希值賦給 Sign 屬性，然后DES加密JSON數據，最后傳輸。
另一方面，數據解密。 接收到數據后，先DES解密得到JSON數據，然后MD5加密得到哈希值，這個哈希值與Sign哈希值對比結果若一致，表示數據完整未被篡改。此外為了提高系統用戶密碼安全，密碼采用MD5加密后存儲。
1.3 系統的數據庫設計
數據庫為一種用來管理各種數據資源的系統，數據庫中會存儲線路外力破壞隱患信息管控APP涉及到的各類數據。性能糟糕的數據庫常常存在擴展困難、信息冗余大等缺陷，因此在設計數據庫表時要遵循以下原則:
第一，慎用游標。游標的功能是逐行遍歷數據庫中的數據，根據條件來讀取數據，但是對大數據定義的游標由于其容易陷入死循環，進而有損系統性能。
第二，規范命名。數據庫中的表、約束和存儲過程等的命名要遵循相應的命名規則。對象的名稱一般長度在 30個字符以內，常常使用實際名稱或其前綴。在本系統中規定采用實體對象的英文全稱或簡寫來命名。
第三，數據應具有良好的完整性和一致性。在表與表之間建立關聯可以有效降低數據冗余度，但由于表關系會增加系統開銷，所以在數據操作時會存在適當的冗余。此外還要采用相應的約束和規則來防止數據出錯。
綜合考慮，本系統選擇MySql作為APP的數據庫，MySql數據庫具有成本低、速度快、體積小以及開放源碼等特點，所以很多中小型網站都采用了MySql。服務器可以在服務器、客戶端聯網時單獨運行，也可以嵌入到別的獨立程序中，這類程序既可以在網絡環境中運行，也可以單獨使用。
2. 輸電線路防外力破壞智能化管控系統的功能設計
第一，數據接口。GIS維護負責各業務應用的圖層(含屬性)的建立和維護。二維GIS控件及WebGIS組件使用GIS維護系統建立的空間數據資源和地圖資源，提供內部接口并可嵌入各業務系統，以滿足各業務系統的地理應用功能，GIS系統同時可通過標準組件空間信息(坐標、屬性)和地圖。
第二，外力破壞管控系統相關數據接入及管理。通過研究電網外力破壞分布現狀，接入地理信息、線路氣象、線路基礎、線路故障、現場監測、日常巡線、外力破壞隱患等多維度數據，然后對數據進行整理和清洗，使其能夠適應外力破壞管控工作的開展，并對數據進行統計分析和展示，讓數據能發揮直觀的作用，輔助專業人員進行輸電通道的外力破壞隱患管控工作。
第三，隱患數據上報。在已有的桿塔缺陷隱患數據追加包含文字和圖片的巡視記錄，追加的記錄可同步上傳到服務器中，還能給桿塔新增隱患數據，并能對數據按照不同的危害程度而分類，以達到集中管控線路缺陷隱患的目標。
第四，記錄、查看巡線軌跡。 通過開發外力破壞隱患巡檢APP應用工具，利用智能移動終端的GPS模塊，自動采集巡線人員作業時間的位置信息，并上傳至巡線管控平臺�；贕IS地理信息系統管理軟件實現巡線人員的巡視路徑的呈現與查詢，Web端還可查詢單個用戶 和全班組的巡視路徑信息。
第五，天氣查詢。進入天氣查詢界面，默認顯示當前設備所在地的天氣，顯示當天各個時段的天氣和最近天的氣象預報，也可選擇其它地方顯示該位置的天氣信息。巡線員可在任務通知下面添加工作匯報，并且可以添加當前位置、當前時間的天氣數據進行輔助說明。
第六，外力破壞點分布圖。 接入外力破壞隱患數據，包括外力破壞隱患類型信息、現狀描述信息、GPS坐標信息、隱患點聯絡人信息、隱患點監控人信息等。數據實時刷新，直觀的呈現外力破壞風險點的數量、定位、級別等。
第七，外力破壞隱患數據管控。Web端平臺獲取服務器中的缺陷數據，數據可對工作人員展示，可以查詢缺陷隱患信息涉及的線路桿塔、缺陷隱患詳情，缺陷隱患圖片、缺陷隱患等級、巡視時間、巡視人員等相關信息。通過移動端和Web端兩個平臺，實現線路缺陷隱患巡視工作管控。當領導把巡線任務分派到指定巡線人員，可以通過Web端平臺管控巡線人員是否按照既定計劃完成了線路缺陷隱患的巡視工作。
第八，統計分析。將各個供電公司的外力破壞隱患數據按照時間、地點等方式進行統計分析。
第九，數據管理。數據管理實現輸電線路信息的查詢、修改、刪除以及導入等功能。
第十，系統管理。系統光纜實現系統用戶的增加、刪除、修改、查找等功能，也可實現對當前登錄賬戶密碼的修改、查看登錄日志
3. 結語
輸電線路分布區域廣、傳輸距離長、地形條件復雜，超高車輛線下通行或超高機具線旁作業等外力破壞引發線路斷裂、短路，造成設備跳閘、停電等事故時有發生，既給用電企業造成了經濟損失，也對電網安全運行構成了嚴重威脅。由于這些外力破壞事件的發生具有經常性、隱蔽性、突發性，致使供電部門日常巡視難以達到理想的管控效果。為了保護輸電線路的安全，預防輸電線路外力破壞 隱患，本文設計和開發了一套輸電線路防外力破壞智能化管控系統，旨在有效減少或消除外力破壞事故，提高輸電線路安全運行和智能化管理水平。——論文作者：馬建波 陳柳寧 莊嚴 向峰 薛宇 張汶卓
