[发明专利]一种电力塔安全隐患识别系统及方法

说明书

本发明公开了一种电力塔安全隐患识别系统及方法，包括有边缘计算终端、中继终端、位姿检测设备以及监测站；位姿检测设备设置在电力塔身用于检测电力塔的倾斜状态，分别与北斗卫星和中继终端通信连接；中继终端安装在电力塔身用于收集、位姿检测设备的位姿信号，与边缘计算终端通信连接；边缘计算终端接收和处理检测管理域内所有位姿检测设备的检测信息，与监测站通信连接；监测站用于收集所有边缘计算终端的信息进行分析处理判定电力塔的危情系数，生成应急指令。通过获取安装在电塔塔身上的位姿传感器之间的角度变化值判定电塔的倾斜量，建立用于信息传输的专属信道，避免了信息的拥塞现象，实现了对电力塔倾斜状态的在线检测和预警。

技术领域

本发明涉及输电线路维护技术领域，具体的，涉及一种电力塔安全隐患识别系统及方法。

背景技术

我国地理分布广泛，地质条件复杂多样，在自然环境和外界条件的作用下，如踩空(采煤后废弃空间)地区，飓风、重覆冰的极端气象地区，杆塔基础时常会发生滑移、倾斜、沉降、开裂等现象，从而引起杆塔形变或倾斜。杆塔倾斜属于典型的隐形故障，在杆塔倾斜现象发生的发展初期，巡线人员很难用肉眼观察到其微小变化。当发现其沉降时，输电线路已处于危险状态。安装杆塔倾斜监测装置，可以发现杆塔形变和倾斜，找出其发生、发展的特点，及时掌握早期杆塔变化，预见其发展程度，并及时采取相应措施，确保线路的安全运行。目前,线路杆塔倾斜度测量方法主要有铅垂法、经纬仪法、平面镜法以及地面激光测量法,传统方法都是依赖人去现场做勘测，耗时长，效率低；随着传感器技术和通信技术的发展，采用通信网络对传感器采集的数据进行传输可以实现全天候的电塔监测，然而，输电线路所面临的环境多变，电塔众多，数据的采集、传输和管理面临诸多困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种电力塔安全隐患识别系统及方法，通过卫星定位技术获取安装在电塔塔身上的位姿传感器之间的角度变化值，通过角度变化值判定电塔的倾斜量，建立用于信息传输的专属信道，保证了数据传输的高效性和单一性，避免了信息的拥塞现象，便于管理，实现了对电力塔倾斜状态的在线检测和预警。

为实现上述技术目的，本发明提供的一种技术方案是，一种电力塔安全隐患识别系统，包括有边缘计算终端、中继终端、位姿检测设备以及监测站；

位姿检测设备设置在电力塔身用于检测电力塔的倾斜状态，分别与北斗卫星和中继终端通信连接；

中继终端安装在电力塔身用于收集、位姿检测设备的位姿信号，与边缘计算终端通信连接；边缘计算终端接收和处理检测管理域内所有位姿检测设备的检测信息，与监测站通信连接；监测站用于收集所有边缘计算终端的信息进行分析处理判定电力塔的危情系数，生成应急指令。

本方案中，边缘计算终端与管理域内的若干中继终端建立通信，位姿检测设备通过北斗卫星获取高精度的几何坐标信息，中继终端获取位姿检测设备的位姿信息，将位姿信息打包加密后发送至边缘计算终端，边缘计算终端对位姿信息进行解算后，初步判定该位姿信息是否为铁塔倾斜隐患信息，若是隐患信息则通过专属信道将解算完成的位姿信号发送至监测站，监测站根据三维电力塔模型判定电力塔的倾斜角度和方向，制定维修策略，其中，三维电力塔模型作为本领域技术人员在前期铁塔修建时在三维虚拟地图上的建立的模型，基于UG或solidworks等三维制图软件制作的，通过输入三个定点的相对位置和角度偏差，即可得到电力塔模型实际的倾斜量，根据倾斜量判定电力塔是否具有危情。

作为优选，所述位姿检测设备包括安装在电力塔身上的第一位姿传感器、第二位姿传感器以及第三位姿传感器，第一位姿传感器、第二位姿传感器以及第三位姿传感器的安装点在平面上构成直角三角形，直角三角形的初始角度为α₀、β₀以及γ₀，其中α₀＝90°，β₀+γ₀＝α₀。