[发明专利]基于无线传感器分析技术的电力电网架空线路运行安全监测管理系统

权利要求书

1.基于无线传感器分析技术的电力电网架空线路运行安全监测管理系统，其特征在于：包括电杆数量统计模块、电杆变形检测模块、电杆电线拉力检测模块、电杆底部承压力检测模块、电杆表面开裂检测模块、安全数据库、建模分析模块、监管服务器和显示终端；

所述电杆数量统计模块分别与电杆变形检测模块、电杆电线拉力检测模块、电杆底部承压力检测模块和电杆表面开裂检测模块连接，电杆变形检测模块、电杆电线拉力检测模块、电杆底部承压力检测模块和电杆表面开裂检测模块均与建模分析模块连接，建模分析模块与监管服务器连接，监管服务器与显示终端连接；

所述电杆数量统计模块用于对电力电网架空线路支撑的电杆数量进行统计，并对统计的各电杆按照距离电力电网架空线路铺设起点的距离由近到远的顺序进行编号，依次标记为1,2...i...n；

所述安全数据库用于存储各电杆的原始高度、存储各电杆原始铺设时的固定角度，存储电杆表面标准图像，存储电杆对应的安全沉降高度和安全倾斜角度，存储相邻两条电线对电杆顶部的安全拉力差，存储各种直径的电杆对应的安全承重压力，并存储裂缝各种开裂宽度对应的开裂危险系数；

所述电杆变形检测模块用于对统计的各电杆进行变形检测，其中电杆变形检测模块包括电杆沉降变形检测模块和电杆倾斜变形检测模块；

所述电杆沉降变形检测模块用于统计各电杆的当前高度，并将统计的各电杆的当前高度构成电杆当前高度集合H(h1,h2,...,hi,...,hn)，hi表示为第i个电杆的当前高度，同时将电杆当前高度集合与安全数据库中各电杆的原始高度进行对比，得到电杆当前沉降高度集合ΔH(Δh1,Δh2,...,Δhi,...,Δhn)，电杆沉降变形检测模块将电杆当前沉降高度集合发送至建模分析模块；

所述电杆倾斜变形检测模块用于对各电杆进行倾斜变形检测，其具体检测方法包括以下步骤：

S1:获取各电杆与地面的接触点，并以各电杆与地面的接触点为线段起点，在地面上做一条水平线段，作为地面基准线；

S2:测量各电杆的高度所在线段与地面基准线之间的当前夹角，记为当前固定角度，进而各电杆的当前固定角度构成电杆当前固定角度集合α(α1,α2,...,αi,...,αn)，αi表示为第i个电杆的当前固定角度；

S3:将电杆当前固定角度集合与安全数据库中各电杆原始铺设时的固定角度进行对比，得到电杆当前倾斜角度集合Δα(Δα1,Δα2,...,Δαi,...,Δαn)，电杆倾斜变形检测模块将电杆当前倾斜角度集合发送至建模分析模块；

所述电杆电线拉力检测模块用于对各电杆顶部连接的电线条数进行统计，并对统计的各电杆顶部的各条电线按照预设的顺序进行编号，分别标记为1,2...j...m,进而对各电杆顶部的各条电线对该电杆顶部的拉力进行检测，由此将检测的各电杆顶部的各条电线对该电杆顶部的拉力构成电杆顶部电线拉力集合F_拉ⁱ(f_拉ⁱ1,f_拉ⁱ2,...,f_拉ⁱj,...,f_拉ⁱm)，f_拉ⁱj表示为第i个电杆顶部的第j条电线对该电杆顶部的拉力，电杆电线拉力检测模块将电杆顶部电线拉力集合发送至建模分析模块；

所述电杆底部承压力检测模块用于对各电杆的底部地基区域进行检测点布设，并对布设的各检测点进行编号，分别标记为1,2...k...l,同时在各检测点安装压力传感器，用于检测各检测点的承载压力，进而将检测的各检测点的承载压力构成检测点承载压力集合F_压(f_压1,f_压2,...,f_压k,...,f_压l)，f_压k表示为第k个检测点的承载压力，电杆底部承压力检测模块将检测点承载压力集合发送至建模分析模块；

所述电杆表面开裂检测模块用于对各电杆表面进行开裂检测，其具体检测方法执行以下步骤：

H1:对各电杆表面进行进行图像采集，得到各电杆表面图像；

H2:将各电杆表面图像进行高清滤波处理，得到处理后的各电杆表面高清图像；

H3:将处理后的各电杆表面高清图像与安全数据库中电杆表面标准图像进行对比，查看是否存在裂缝，若存在裂缝，则该电杆记为开裂电杆，此时统计开裂电杆的编号，可记为1,2...a...z,并统计各开裂电杆对应的裂缝数量，进而对各开裂电杆对应的各个裂缝进行编号，分别标记为A,B...I...N；

H4:利用裂缝计检测各开裂电杆的各个裂缝对应的开裂宽度，得到的各开裂电杆的各个裂缝对应的开裂宽度构成开裂电杆裂缝开裂宽度集合D_a(d_aA,d_aB,...,d_aI,...,d_aN),d_aI表示为第a个开裂电杆的第I个裂缝对应的开裂宽度，电杆表面开裂检测模块将开裂电杆裂缝开裂宽度集合发送至建模分析模块；

所述建模分析模块接收电杆变形检测模块发送的电杆当前沉降高度集合和电杆当前倾斜角度集合，并提取安全数据库中电杆对应的安全沉降高度和安全倾斜角度，以此根据电杆当前沉降高度集合、电杆当前倾斜角度集合、电杆对应的安全沉降高度和安全倾斜角度统计各电杆的变形危险系数，并发送至监管服务器；

所述建模分析模块接收电杆底部承压力检测模块发送的电杆顶部电线拉力集合，并将各电杆顶部的相邻两条电线对该电杆顶部的拉力进行相减，得到各电杆顶部的相邻两条电线对该电杆顶部的拉力差，构成电杆顶部相邻电线拉力差集合ΔF_拉ⁱ[Δf_拉ⁱ1,Δf_拉ⁱ2,...,Δf_拉ⁱj,...,Δf_拉ⁱ(m-1)]，Δf_拉ⁱj表示为第i个电杆顶部的第j条电线对该电杆顶部的拉力与第j+1条电线对该电杆顶部的拉力之间的差值，并提取安全数据库中相邻两条电线对电杆顶部的安全拉力差，由此根据电杆顶部相邻电线拉力差集合和相邻两条电线对电杆顶部的安全拉力差统计各电杆顶部的受力不均危险系数，并发送至监管服务器；

所述建模分析模块接收电杆底部承压力检测模块发送的检测点承载压力集合，并获取各电杆的直径，由此将各电杆的直径与安全数据库中各种直径的电杆对应的安全承重压力进行对比，筛选出各电杆对应的安全承重压力，从而根据检测点承载压力集合和各电杆对应的安全承重压力统计各电杆的承重危险系数，并发送至监管服务器；

同时，建模分析模块接收电杆表面开裂检测模块发送的开裂电杆裂缝开裂宽度集合，并将接收的开裂电杆裂缝开裂宽度集合与安全数据库中裂缝各种开裂宽度对应的开裂危险系数进行对比，得到各开裂电杆的各个裂缝对应的开裂危险系数，由此，建模分析模块根据各开裂电杆的各个裂缝对应的开裂危险系数统计各开裂电杆的总开裂危险系数，并发送至监管服务器；

所述监管服务器接收建模分析模块发送的各电杆的变形危险系数、各电杆顶部的受力不均危险系数、各电杆的承重危险系数和各开裂电杆的总开裂危险系数，进而统计电力电网架空线路电杆的综合运行危险系数，并发送至显示终端；

所述显示终端接收监管服务器发送的电力电网架空线路电杆的综合运行危险系数，并进行显示。