一种高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测方法及系统与流程

本发明涉及高压输电线路监测，特别是一种高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测方法及系统。

背景技术：

1、随着现代工业与城市的发展，人们对电能的需求量越来越大，依赖性也越来越强，电力已经成为人们生活中不可缺少的一部分。电力发展关系国计民生，一旦出现电力供应不足等问题，将严重影响经济发展和人民生活。输电线路是电能输送的载体，作为输送和分配电能的中间环节，也是发电与用电终端的连接桥梁。随着输电线路电压的增加，电网覆盖面积的扩大，高压线路里程逐年增加，输电塔高度越来越高，结构越来越复杂，电网安全运营面临极大挑战。

2、输电杆塔作为高压输电线路与地面的连接节点，对于保障输电线路系统的安全正常运行至关重要。为了降低输电距离和输电损耗，避免与人类活动的相互影响，输电杆塔往往建设在郊外的偏远山体陡坡处，这种地理环境增加了地质灾害发生的风险。同时，受输电线路走廊气候和地形地貌多样性、区域地质构造条件差异性、岩土体类型变化性以及地下水复杂性等因素的影响，尤其在大雨、滑坡、泥石流等自然灾害的作用下，杆塔基础安全性受到严重威胁，导致杆塔结构损害，进而可能引发高压输电线路铁塔的局部不稳定和整体崩塌，这对电力网络的安全和稳定运行构成了严重威胁。因此如何保证极端条件下电网的安全稳定运行成为了管理和决策者们亟待解决的问题。

技术实现思路

1、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明解决的技术问题是：如何保证极端条件下电网的安全稳定运行的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测方法，包括：收集输电铁塔基础及周边岩土控制点沉降、倾斜信息以及气象信息；进行失效状态监测，通过失效判别标准和综合风险评估判断失效程度，并设置不同失效程度下所对应的预警值，进行预警预报；判断不同失效程度下对应的失效的异常状态并采取相应措施；将所有预警数据存储在数据库中并设定数据访问权限。

4、作为本发明所述的高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测方法的一种优选方案，其中：所述沉降、倾斜信息包括基础及周边控制点的垂直位移量、倾斜角度、沉降速率和水平位移量，所述气象信息包括降雨量、风速风向、温度、湿度和地下水位。

5、作为本发明所述的高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测方法的一种优选方案，其中：所述综合风险评估公式表示为：

6、

7、其中，g(s)是一个地质滑坡变形函数，依赖于沉降和倾斜监测数据s，用于描述地质变形的速率和模式，h(i)代表第i个气象参数对滑坡潜在影响的加权函数，d是一个归一化系数，用于调整当前温度t与基准温度t0之间差异的影响，k(j)和lj分别代表监测点j的沉降倾斜数据的灵敏度系数和实际监测值，a和b代表观测期间的开始和结束时间，n和m分别是气象参数的总数和监测点的总数。

8、作为本发明所述的高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测方法的一种优选方案，其中：所述失效判别标准包括输电杆塔倾斜度α和水平位移，所述失效模式的判断包括当α<0.25％且f<1时，为正常状态，继续常规监控；

9、当0.25％≤α<0.5％且f<5或α<0.25％且1≤f<5时，为蓝色预警，此时系统自动增加每天的监测频率并进行标记；

10、当0.25％≤α<0.5％且f≥5时，为橙色预警，通过短信、电子邮件和系统向相关人员发送紧急抢修信息；

11、当α≥0.5％或在橙色预警条件下水平位移达到或超过25mm时，为红色预警，此时立即启动紧急撤离程序，通过短信、电子邮件和公共广播系统发送紧急撤离预警，确保所有人员远离危险区域。

12、作为本发明所述的高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测方法的一种优选方案，其中：当为蓝色预警时，判断存在潜在的结构或基础轻微异常，此时对影响区域的环境进行排查；当为橙色预警时，判断结构或基础存在中度异常，对影响区域进行详细的结构评估，进行局部加固或临时支撑；当为红色预警时，判断为结构或基础严重异常，停止使用受影响的输电线路，更换杆塔并对受影响区域进行临时疏散。

13、作为本发明所述的高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测方法的一种优选方案，其中：所述判断不同失效程度下对应的失效的异常状态包括对所有信息进行二次评估，公式表示为：

14、

15、其中，函数σ(s)、β(b)和∈(e)分别是对结构、基础和环境参数的复杂信息过滤函数，σ(s)＝s2表示结构倾斜度的影响，表示基础沉降量的影响，∈(e)＝sin(e)表示环境因素的周期性变化，s、b、e分别表示结构参数、基础参数、环境参数。

16、作为本发明所述的高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测方法的一种优选方案，其中：当评估结果为z＜t1时，判断为结构完整性异常，其中t1是预先设定的最低阈值，此时采取修补更换受损组件或加固结构的措施；

17、当评估结果为t1≤z≤t2时，判断为基础稳定性异常，t2是预先设定的最大阈值，此时采取加固基础改善排水并进行地基处理的措施；

18、当评估结果z具有周期性，判断为诶为环境因素异常，此时采取增加防腐和缓震设施的措施。

19、本发明的另外一个目的是提供一种高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测系统，其能通过构建配网作业远程安全通信系统，解决了现有配网作业中的数据传输需要保证安全性和保密性，通过第三方平台不利于数据保密问题。

20、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案:一种高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测系统，包括：数据采集处理模块、失效状态监测模块、预警与决策支持模块以及数据存储与权限管理模块；所述数据采集处理模块，用于收集输电铁塔基础及周边岩土控制点沉降、倾斜信息以及气象信息；所述失效状态监测模块用于将采集的数据进行计算处理判断失效状态；所述预警与决策支持模块用于根据失效状态进行预警和后续决策；所述数据存储与权限管理模块用于将所有相关数据存储在数据库中，并设定相应的访问权限，确保数据安全和隐私保护。

21、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测方法的步骤。

22、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测方法的步骤。

23、本发明的有益效果：本发明提供的高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测方法能够持续监测输电塔基础和周边环境的状态，实时捕捉潜在的地质灾害迹象。实现了对地质灾害的快速识别和预警，大大减少了灾害发生的反应时间，从而有效避免或减轻了灾害对输电设施的破坏，保障了电网的稳定运行和供电安全。能够更准确地预测地质灾害的发生，提高了预警的准确性和可靠性。

技术特征：

1.一种高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测方法，其特征在于：所述沉降、倾斜信息包括基础及周边控制点的垂直位移量、倾斜角度、沉降速率和水平位移量，所述气象信息包括降雨量、风速风向、温度、湿度和地下水位。

3.如权利要求2所述的高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测方法，其特征在于：所述综合风险评估公式表示为：

4.如权利要求3所述的高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测方法，其特征在于：所述失效判别标准包括输电杆塔倾斜度α和水平位移，所述失效模式的判断包括当α<0.25％且f<1时，为正常状态，继续常规监控；

5.如权利要求4所述的高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测方法，其特征在于：当为蓝色预警时，判断存在潜在的结构或基础轻微异常，此时对影响区域的环境进行排查；当为橙色预警时，判断结构或基础存在中度异常，对影响区域进行详细的结构评估，进行局部加固或临时支撑；当为红色预警时，判断为结构或基础严重异常，停止使用受影响的输电线路，更换杆塔并对受影响区域进行临时疏散。

6.如权利要求5所述的高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测方法，其特征在于：所述判断不同失效程度下对应的失效的异常状态包括对所有信息进行二次评估，公式表示为：

7.如权利要求6所述的高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测方法，其特征在于：当评估结果为z＜t1时，判断为结构完整性异常，其中t1是预先设定的最低阈值，此时采取修补更换受损组件或加固结构的措施；

8.一种采用如权利要求1～7任一所述的高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测方法的系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测方法的步骤。

技术总结本发明公开了一种高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测方法及系统，涉及高压输电线路监测技术领域，包括：收集输电铁塔基础及周边岩土控制点沉降、倾斜信息以及气象信息；进行失效状态监测，通过失效判别标准和综合风险评估判断失效程度，并设置不同失效程度下所对应的预警值，进行预警预报；判断失效的异常状态并采取对应措施；将所有预警数据存储在数据库中并设定数据库访问权限。本发明提供的高压输电线路铁塔基础地质灾害实时监测方法持续监测输电塔基础和周边环境的状态，实时捕捉潜在的地质灾害迹象。实现了对地质灾害的快速识别和预警，大大减少了灾害发生的反应时间，保障了电网的稳定运行和供电安全。技术研发人员：边美华,张兴森,李君华,刘桂婵,卢展强,彭家宁,陈恒,覃宋林受保护的技术使用者：广西电网有限责任公司电力科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/7/9