基于北斗三号的输电线路边坡运维管理系统及实现方法与流程

本发明属于输电线路边坡运维管理，具尤其涉及一种基于北斗三号的输电线路边坡运维管理系统及实现方法。

背景技术：

1、随着输电线路受滑坡等地质灾害影响逐渐加深，输电线路杆塔基础受边坡的影响显著，经常出现失稳、破损等情况。由边坡变形和破坏对山区输电线路铁塔基础产生的影响，传统的做法是根据铁塔边坡的危险程度对于一般铁塔边坡进行线路巡查，对于存在隐患的边坡加大巡查频率和进行重点监测。传统的做法虽然能有效的解决部分输电线路铁塔的边坡问题，但由于线路铁塔边坡的频发，传统方法存在人员消耗大、巡视不及时、不能定量判断等不足，急需一种能够解决人员消耗过大、巡视不及时、不能定量判断等问题的输电线路边坡运维管理方法。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：提供一种基于北斗三号的输电线路边坡运维管理系统及实现方法,以解决传统边坡运维存在的由于线路铁塔边坡的频发，传统方法存在人员消耗大、巡视不及时、不能定量判断等技术问题。

2、本发明的技术方案是：

3、一种基于北斗三号的输电线路边坡运维管理系统，所述系统包括：

4、工程综合管理模块：整合、存储所有与输电线路边坡运维相关的信息，实现数据的集中管理，为边坡状态分析提供基础数据；

5、北斗解算模块：处理来自北斗接收单元的定位数据，解算得到监测点的位置信息，为边坡变形分析提供精确的坐标信息；

6、统计分析模块：对工程综合管理模块中收集的数据进行统计和分析，结合北斗解算模块中监测点的坐标信息，评估边坡稳定性状态；

7、辅助决策模块：辅助决策模块上设置四级边坡管控单元，边坡管控单元用于根据边坡稳定性情况提出对应的管控策略。

8、所述工程综合管理模块包括北斗接收单元、边坡信息单元、杆塔信息单元以及运维信息单元；北斗接收单元用于接收北斗监测终端的北斗信号数据；边坡信息单元用于存储输电线路边坡信息，包括边坡位置、与杆塔距离、高度、坡度、性质、类型及管控级别；杆塔信息单元用于存储输电线路杆塔信息，包括杆塔位置、电压等级、类型、材质及高度；运维信息单元用于存储边坡常规检查信息；北斗接收单元与北斗监测终端电连接，运维信息单元与运维app终端电连接。

9、北斗解算模块设置若干个北斗解算单元，北斗解算单元用于解算北斗信号数据，北斗解算单元与北斗接收单元为电连接。

10、统计分析模块设置边坡重要性评估单元和边坡状态评估单元，边坡重要性评估单元用于评估边坡的重要性等级，边坡状态评估单元用于评估边坡稳定性状态；边坡状态评估单元分别设有定量评估单元和定性评估单元，定量评估单元根据边坡监测信息、边坡信息及运维信息中边坡的物理参数和力学指标进行计算，得出边坡状态数值结果，定性评估单元对边坡的整体状况、环境因素以及人为因素进行综合分析和判断，得出评估结果。

11、北斗监测终端包括位移监测终端、雨量计、裂缝计以及应力计；位移监测终端安装在边坡坡体变形明显、裂缝发育或岩石节理带区域；雨量计安装在边坡周围空旷、平坦、不受突变地形、强风、树木和建筑物以及烟尘影响的场地；裂缝计安装在边坡坡体裂缝明显或变形敏感的区域；应力计安装在边坡的受力区域，包括边坡的坡脚、坡顶、裂缝交汇处以及潜在滑移面。

12、一种基于北斗三号的输电线路边坡运维管理系统的实现方法，所述方法包括：

13、步骤1、将输电线路杆塔基本信息导入杆塔信息单元内，输电线路边坡基本信息导入边坡信息单元内；

14、步骤2、北斗监测终端实时向北斗接收单元传输北斗信号，并判断信号的有效性；运维app终端实时向运维信息单元传输巡检人员实地巡视信息；

15、步骤3、北斗解算模块调取北斗接收单元中的有效信号，然后通过数据解算模型获取北斗监测终端的数据信息；

16、步骤4、统计分析模块分别调取杆塔信息、边坡信息、运维信息及北斗监测终端数据信息，然后采用定量和定性相结合的原则对边坡状态进行评估，同时根据杆塔以及边坡信息，按照边坡重要度与所属线路重要度相同的原则，评估边坡的重要性；

17、步骤5、辅助决策模块首先构建风险矩阵，以边坡状态和边坡重要性作为风险矩阵的两个维度，每个单元格表示边坡状态与重要性组合下的风险水平，然后调取边坡状态评估结果和边坡重要性结果，以数值或分类的形式表示，并直接映射到风险矩阵的相应维度上，将边坡状态评估结果和边坡重要性结果在风险矩阵中进行组合，找到对应的单元格，每个单元格代表一个特定的风险等级，从低到高依次排列；根据风险矩阵中确定的风险等级，将边坡管控级别划分为四级，并提供管控策略。

18、步骤2所述判断信号的有效性的方法包括：采用基于数据驱动的机器学习算法判断信号的有效性，首先构建机器学习算法模型，以干扰信号原始数据作为训练集，经不断迭代学习数据规律，然后进行测试并验证性能，检测精度稳定在100％时表明算法模型能用于北斗信号有效性检测。

19、所述数据解算模型为顾及灾害体状态特征的新型实时滤波模型，通过自适应调整滑动窗口的大小，通过终端历史状态信息建模，进而调整当前状态参数，得到的实时解算序列。

20、所述采用定量和定性相结合的原则对边坡状态进行评估，同时根据杆塔以及边坡信息，按照边坡重要度与所属线路重要度相同的原则，评估边坡的重要性的方法包括：通过北斗监测终端的定量数据，采用时间序列分析模型进行状态评估，首先对位移监测终端、雨量计、裂缝计以及应力计的数据进行归一化处理，计算各监测量的偏自相关函数和自相关函数，根据拖尾性、截尾性以及季节性选择时序序列模型，采用最小二乘法进行模型参数估计，然后通过残差统计量检验模型的适应性，将验证后的模型应用于北斗监测数据时间序列分析，生成当前状态值和预测值；通过运维信息进行状态量扣分定性评估；

21、表1边坡状态评价状态量扣分标准

22、

23、

24、表2输电线路边坡状态等级

25、 边坡状态等 等级说明 ⅰ级 紧急地质缺陷 ⅱ级 严重地质缺陷 ⅲ级 一般地质缺陷 ⅳ级 无地质缺陷

26、表3输电线路边坡重要程度

27、 重要程 说明 ⅰ级 关键 ⅱ级 重要 ⅲ级 关注 ⅳ级 一般

28、边坡状态评价状态量扣分标准见表1，根据表1的扣分标准得到边坡状态定性评估结果；综合定量和定性评估结果，取两个结果中危险等级高的一个作为边坡状态等级，分为四级，见表2；边坡的重要程度与所属线路重要度相同，分为四级，见表3。

29、本发明的有益效果：

30、本发明提供了一种基于北斗三号的输电线路边坡运维管理系统及实现方法，以输电线路边坡北斗监测终端、调查资料以及基础信息作为基础数据，通过定量和定性相结合的方法，分析输电线路边坡状态，并根据不同级别的边坡采取分级管控的策略，解决了传统运维方法人员消耗过大、巡视不及时、不能定量判断等问题，实现了输电线路边坡数据的统一管理，为运维管理部门提供了真实、可靠、方便快捷的边坡数据管理平台，同时，实现了输电线路边坡准确、实时、全天候监测，辅助运维人员及时了解输电线路边坡安全运营状况。