專利名稱：基于衛(wèi)星遙感的輸電線路走廊火情監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于輸電線路在線監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及基于衛(wèi)星遙感的輸電線路走廊火情監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著電網(wǎng)規(guī)模的日益擴(kuò)大，作為電力系統(tǒng)的重要組成部分的輸電線路也大幅增多，經(jīng)行林區(qū)、山區(qū)的輸電線路走廊范圍亦大幅擴(kuò)大，輸電線路不可避免會跨越一些山火易發(fā)且頻發(fā)區(qū)域。山火發(fā)生具有難以預(yù)知、防控面廣、突發(fā)性強(qiáng)的特點(diǎn)，且容易在短時間內(nèi)蔓延，因其引發(fā)的輸電線路跳閘將可能嚴(yán)重威脅到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，甚至可能造成大面積停電事故。及時發(fā)現(xiàn)火情，第一時間采取應(yīng)對措施，無疑是防范輸電線路因山火引發(fā)跳閘的最有效途徑。因此，對輸電線路走廊開展實(shí)時火情監(jiān)測以取代傳統(tǒng)的人工巡檢，可以大量節(jié)約電網(wǎng)運(yùn)維成本，對提高輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行水平有著十分重要的意義。近年來，隨著電子信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、圖像處理技術(shù)和人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，電力行業(yè)嘗試開展了輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，基于視頻/圖像監(jiān)測、紅外傳感和CO2傳感技術(shù)的輸電線路走廊火情監(jiān)測信息系統(tǒng)在部分省區(qū)電網(wǎng)相繼建成投運(yùn)，這些在線監(jiān)測系統(tǒng)主要依靠點(diǎn)狀、分布式部署的監(jiān)測終端裝置采集輸電設(shè)施周邊火情特征信息，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，其普遍存在建設(shè)投資大、監(jiān)測范圍窄、運(yùn)行維護(hù)困難、監(jiān)測效果不穩(wěn)定等問題。因此，研究開發(fā)一種高覆蓋面、高可靠性、低成本、易維護(hù)的基于衛(wèi)星遙感的輸電線路走廊火情監(jiān)測系統(tǒng)迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于衛(wèi)星遙感的輸電線路走廊火情監(jiān)測系統(tǒng)，其通過實(shí)施衛(wèi)星林火監(jiān)測數(shù)據(jù)的集中、加工和分析，以及關(guān)聯(lián)電網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)后的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)輸電線路走廊林火火情監(jiān)測及火險(xiǎn)告警，從而為輸電網(wǎng)山火事故分析和電力防山火調(diào)度提供技術(shù)支撐。本發(fā)明解決技術(shù)問題的方案如下:基于衛(wèi)星遙感的輸電線路走廊火情監(jiān)測系統(tǒng)主要由專線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)存儲單元、分析告警單元、Web應(yīng)用單元、數(shù)據(jù)總線I和數(shù)據(jù)總線II組成。1.各部件的構(gòu)成:數(shù)據(jù)存儲單元包括衛(wèi)星遙感林火熱點(diǎn)數(shù)據(jù)、電網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)和矢量地圖三個部分。分析告警單元由火情區(qū)域繪制模塊、線路緩沖區(qū)繪制模塊、坐標(biāo)校驗(yàn)?zāi)K、GIS引擎和分析告警模塊組成。Web應(yīng)用單元由自動告警模塊、Web展示模塊和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊三個部分組成。2.各部件的連接關(guān)系:數(shù)據(jù)存儲單元通過專用網(wǎng)絡(luò)與氣象部門的分發(fā)服務(wù)器相連，同時通過數(shù)據(jù)總線I與分析告警單元相連；分析告警單元通過數(shù)據(jù)總線II與Web應(yīng)用單元相連。3.各部件的功能:數(shù)據(jù)存儲單元通過專用網(wǎng)絡(luò)接收氣象部門所提供的衛(wèi)星遙感林火熱點(diǎn)數(shù)據(jù)，如火點(diǎn)坐標(biāo)、火點(diǎn)像素、火點(diǎn)發(fā)現(xiàn)時間及過境衛(wèi)星，同時其還存儲電網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)和矢量地圖，其中電網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)主要包括輸變電設(shè)備的地理位置坐標(biāo)信息。數(shù)據(jù)存儲單元通過數(shù)據(jù)總線I將衛(wèi)星遙感林火熱點(diǎn)數(shù)據(jù)、電網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)和矢量地圖數(shù)據(jù)，提供給分析告警單元。分析告警單元通過火情區(qū)域繪制模塊和線路緩沖區(qū)繪制模塊進(jìn)行火點(diǎn)定位和相應(yīng)的區(qū)域圖繪制，其中線路緩沖區(qū)告警范圍閾值可以由用戶設(shè)置。坐標(biāo)校驗(yàn)?zāi)K對火情區(qū)域和線路緩沖區(qū)進(jìn)行坐標(biāo)數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少因數(shù)據(jù)傳輸中可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)損壞對分析告警結(jié)果產(chǎn)生的影響。分析告警模塊結(jié)合GIS引擎對比分析火情區(qū)域圖和線路緩沖區(qū)域圖有無重疊以判斷是否達(dá)到告警條件，從而決定是否生成相應(yīng)的告警信息。Web應(yīng)用單元通過數(shù)據(jù)總線II與分析告警單元相連，以獲得林火分布狀況和火情告警信息，一旦獲取告警信息，則立即啟動自動告警模塊，將告警信息通過無線網(wǎng)絡(luò)等方式發(fā)送至移動客戶端；通過Web展示模塊可以實(shí)時查詢告警信息，并實(shí)時關(guān)注火情發(fā)展的態(tài)勢，同時實(shí)現(xiàn)對火情狀況的準(zhǔn)確定位和狀態(tài)評估工作，以便在第一時間啟動相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，指導(dǎo)輸電線路運(yùn)維人員開展輸電線路走廊火險(xiǎn)防范措施，以提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊可統(tǒng)計(jì)火情發(fā)生的相關(guān)信息，為輸電網(wǎng)山火事故分析提供詳實(shí)的數(shù)據(jù)。4.輸電線路走廊火情告警的流程如下:步驟一:獲取山林火情遙感數(shù)據(jù)；步驟二:提取第i個火點(diǎn)的位置及其尺度信息，繪制相應(yīng)的火險(xiǎn)區(qū)域圖；步驟三:根據(jù)第i個火點(diǎn)的位置及其尺度信息，提取對應(yīng)區(qū)域內(nèi)距離最近的若干基輸電線路桿塔坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并繪制相應(yīng)范圍內(nèi)的輸電線路緩沖區(qū)，其中安全緩沖區(qū)的閥值可以自行設(shè)置；步驟四:判斷山火區(qū)域和輸電線路走廊緩沖區(qū)是否存在交疊，若為否，則進(jìn)行下一個火點(diǎn)的判別，進(jìn)而轉(zhuǎn)入步驟二 ；若存在交疊，則進(jìn)入步驟五；步驟五:提取火點(diǎn)i的全部信息，生成告警信息；步驟六:發(fā)送告警信息。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較的優(yōu)點(diǎn)有:1.基于衛(wèi)星遙感的輸電線路走廊火情監(jiān)測系統(tǒng)，可大范圍、高效率地開展輸電線路受山火影響的狀況及趨勢的自動判別與告警。2.基于衛(wèi)星遙感的輸電線路走廊火情監(jiān)測系統(tǒng)，無須布置在線監(jiān)測終端，具有投資省、建設(shè)周期短、運(yùn)行維護(hù)便捷的突出優(yōu)點(diǎn)。3.基于衛(wèi)星遙感的輸電線路走廊火情監(jiān)測系統(tǒng)，界面友好，操作簡單，可移植性好，易推廣應(yīng)用，切合了電力生產(chǎn)的實(shí)際需要，大大提高了輸電專業(yè)開展防山火工作的效率。


圖1是本發(fā)明基于衛(wèi)星遙感的輸電線路走廊火情監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明基于衛(wèi)星遙感的輸電線路走廊火情監(jiān)測系統(tǒng)的輸電線路走廊火情告警流程圖。圖中:衛(wèi)星1、氣象部門2、分發(fā)服務(wù)器3、專線網(wǎng)絡(luò)4、數(shù)據(jù)存儲單元5、數(shù)據(jù)總線I 6、分析告警單元7、數(shù)據(jù)總線II 8、Web應(yīng)用單元9、衛(wèi)星遙感林火熱點(diǎn)數(shù)據(jù)10、電網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)11、矢量地圖12、火情區(qū)域繪制模塊13、線路緩沖區(qū)繪制模塊14、坐標(biāo)校驗(yàn)?zāi)K15、GIS引擎16、分析告警模塊17、自動告警模塊18、Web展示模塊19、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊20。
具體實(shí)施例方式以下通過具體實(shí)施方式
，結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1所示，基于衛(wèi)星遙感的輸電線路走廊火情監(jiān)測系統(tǒng)由專線網(wǎng)絡(luò)4、數(shù)據(jù)存儲單元5、分析告警單元7、Web應(yīng)用單元9、數(shù)據(jù)總線I 6和數(shù)據(jù)總線II 8組成。I)各部件的構(gòu)成數(shù)據(jù)存儲單元5包括衛(wèi)星遙感林火熱點(diǎn)數(shù)據(jù)10、電網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)11和矢量地圖12三個部分；分析告警單元7由火情區(qū)域繪制模塊13、線路緩沖區(qū)繪制模塊14、坐標(biāo)校驗(yàn)?zāi)K15、GIS引擎16和分析告警模塊17組成；Web應(yīng)用單元9由自動告警模塊18、Web展示模塊19和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊20三個部分組成。2)各部件的連接關(guān)系數(shù)據(jù)存儲單元5通過專用網(wǎng)絡(luò)4與氣象部門2的分發(fā)服務(wù)器3相連，同時通過數(shù)據(jù)總線I 6與分析告警單元7相連；分析告警單元7通過數(shù)據(jù)總線II 8與Web應(yīng)用單元9相連。3)各部件的功能數(shù)據(jù)存儲單元5通過專用網(wǎng)絡(luò)4接收氣象部門2所提供的衛(wèi)星遙感林火熱點(diǎn)數(shù)據(jù)10，如火點(diǎn)坐標(biāo)、火點(diǎn)像素、火點(diǎn)發(fā)現(xiàn)時間及過境衛(wèi)星等，同時其還存儲電網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)11和矢量地圖12，其中電網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)11主要包括輸變電設(shè)備的地理位置坐標(biāo)信息。數(shù)據(jù)存儲單元5通過數(shù)據(jù)總線I 6將衛(wèi)星遙感林火熱點(diǎn)數(shù)據(jù)10、電網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)11和矢量地圖12等數(shù)據(jù)，提供給分析告警單元7。分析告警單元7通過火情區(qū)域繪制模塊13和線路緩沖區(qū)繪制模塊14進(jìn)行火點(diǎn)定位和相應(yīng)的區(qū)域圖繪制，其中線路緩沖區(qū)告警范圍閾值可以由用戶設(shè)置。坐標(biāo)校驗(yàn)?zāi)K15對火情區(qū)域和線路緩沖區(qū)進(jìn)行坐標(biāo)數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少因數(shù)據(jù)傳輸中可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)損壞對分析告警結(jié)果產(chǎn)生的影響。分析告警模塊17結(jié)合GIS引擎16對比分析火情區(qū)域圖和線路緩沖區(qū)域圖有無重疊以判斷是否達(dá)到告警條件，從而決定是否生成相應(yīng)的告警信息。Web應(yīng)用單元9通過數(shù)據(jù)總線II 8與分析告警單元7相連，以獲得林火分布狀況和火情告警信息，一旦獲取告警信息，則立即啟動自動告警模塊18，將告警信息通過無線網(wǎng)絡(luò)等方式發(fā)送至移動客戶端；通過Web展示模塊19可以實(shí)時查詢告警信息，并實(shí)時關(guān)注火情發(fā)展的態(tài)勢，同時實(shí)現(xiàn)對火情狀況的準(zhǔn)確定位和狀態(tài)評估工作，以便在第一時間啟動相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，指導(dǎo)輸電線路運(yùn)維人員開展輸電線路走廊火險(xiǎn)防范措施，以提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平；通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊20可統(tǒng)計(jì)火情發(fā)生的相關(guān)信息，為輸電網(wǎng)山火事故分析提供詳實(shí)的數(shù)據(jù)。4)輸電線路走廊火情告警的流程如圖2所示，實(shí)現(xiàn)輸電線路走廊火情告警的主要流程如下:步驟一:獲取山林火情遙感數(shù)據(jù)；步驟二:提取第i個火點(diǎn)的位置及其尺度信息，繪制相應(yīng)的火險(xiǎn)區(qū)域圖；步驟三:根據(jù)第i個火點(diǎn)的位置及其尺度信息，提取對應(yīng)區(qū)域內(nèi)距離最近的若干基輸電線路桿塔坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并繪制相應(yīng)范圍內(nèi)的輸電線路緩沖區(qū)，其中安全緩沖區(qū)的閥值可以自行設(shè)置；步驟四:判斷山火區(qū)域和輸電線路走廊緩沖區(qū)是否存在交疊，若為否，則進(jìn)行下一個火點(diǎn)的判別，進(jìn)而轉(zhuǎn)入步驟二 ；若存在交疊，則進(jìn)入步驟五；步驟五:提取火點(diǎn)i的全部信息，生成告警信息；步驟六:發(fā)送告警信息。
權(quán)利要求
1.基于衛(wèi)星遙感的輸電線路走廊火情監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)主要由專線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)存儲單元、分析告警單元、Web應(yīng)用單元、數(shù)據(jù)總線I和數(shù)據(jù)總線II組成； 1)各部件的構(gòu)成: 數(shù)據(jù)存儲單元包括衛(wèi)星遙感林火熱點(diǎn)數(shù)據(jù)、電網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)和矢量地圖三個部分；分析告警單元由火情區(qū)域繪制模塊、線路緩沖區(qū)繪制模塊、坐標(biāo)校驗(yàn)?zāi)K、GIS引擎和分析告警模塊組成； Web應(yīng)用單元由自動告警模塊、Web展示模塊和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊三個部分組成； 2)各部件的連接關(guān)系: 數(shù)據(jù)存儲單元通過專用網(wǎng)絡(luò)與氣象部門的分發(fā)服務(wù)器相連，同時通過數(shù)據(jù)總線I與分析告警單元相連；分析告警單元通過數(shù)據(jù)總線II與Web應(yīng)用單元相連； 3)各部件的功能: 數(shù)據(jù)存儲單元通過專用網(wǎng)絡(luò)接收氣象部門所提供的衛(wèi)星遙感林火熱點(diǎn)數(shù)據(jù)，如火點(diǎn)坐標(biāo)、火點(diǎn)像素、火點(diǎn)發(fā)現(xiàn)時間及過境衛(wèi)星，同時其還存儲電網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)和矢量地圖，其中電網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)主要包括輸變電設(shè)備的地理位置坐標(biāo)信息； 數(shù)據(jù)存儲單元通過數(shù)據(jù)總線I將衛(wèi)星遙感林火熱點(diǎn)數(shù)據(jù)、電網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)和矢量地圖數(shù)據(jù)，提供給分析告警單元； 分析告警單元通過火情區(qū)域繪制模塊和線路緩沖區(qū)繪制模塊進(jìn)行火點(diǎn)定位和相應(yīng)的區(qū)域圖繪制 ，其中線路緩沖區(qū)告警范圍閾值可以由用戶設(shè)置； 坐標(biāo)校驗(yàn)?zāi)K對火情區(qū)域和線路緩沖區(qū)進(jìn)行坐標(biāo)數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少因數(shù)據(jù)傳輸中可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)損壞對分析告警結(jié)果產(chǎn)生的影響； 分析告警模塊結(jié)合GIS引擎對比分析火情區(qū)域圖和線路緩沖區(qū)域圖有無重疊以判斷是否達(dá)到告警條件，從而決定是否生成相應(yīng)的告警信息； Web應(yīng)用單元通過數(shù)據(jù)總線II與分析告警單元相連，以獲得林火分布狀況和火情告警信息，一旦獲取告警信息，則立即啟動自動告警模塊，將告警信息通過無線網(wǎng)絡(luò)等方式發(fā)送至移動客戶端；通過Web展示模塊可以實(shí)時查詢告警信息，并實(shí)時關(guān)注火情發(fā)展的態(tài)勢，同時實(shí)現(xiàn)對火情狀況的準(zhǔn)確定位和狀態(tài)評估工作，以便在第一時間啟動相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，指導(dǎo)輸電線路運(yùn)維人員開展輸電線路走廊火險(xiǎn)防范措施，以提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平; 通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊可統(tǒng)計(jì)火情發(fā)生的相關(guān)信息，為輸電網(wǎng)山火事故分析提供詳實(shí)的數(shù)據(jù)； 4)輸電線路走廊火情告警的流程如下: 步驟一:獲取山林火情遙感數(shù)據(jù)； 步驟二:提取第i個火點(diǎn)的位置及其尺度信息，繪制相應(yīng)的火險(xiǎn)區(qū)域圖； 步驟三:根據(jù)第i個火點(diǎn)的位置及其尺度信息，提取對應(yīng)區(qū)域內(nèi)距離最近的若干基輸電線路桿塔坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并繪制相應(yīng)范圍內(nèi)的輸電線路緩沖區(qū)，其中安全緩沖區(qū)的閥值可以自行設(shè)置； 步驟四:判斷山火區(qū)域和輸電線路走廊緩沖區(qū)是否存在交疊，若為否，則進(jìn)行下一個火點(diǎn)的判別，進(jìn)而轉(zhuǎn)入步驟二 ；若存在交疊，則進(jìn)入步驟五； 步驟五:提取火點(diǎn)i的全部信息，生成告警信息；步驟六:發(fā)送告警信息 。
全文摘要
本發(fā)明公開了基于衛(wèi)星遙感的輸電線路走廊火情監(jiān)測系統(tǒng)，其由專線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)存儲單元、數(shù)據(jù)總線I、分析告警單元、Web應(yīng)用單元和數(shù)據(jù)總線Ⅱ組成。本發(fā)明通過實(shí)施衛(wèi)星林火監(jiān)測數(shù)據(jù)的集中、加工和分析，以及關(guān)聯(lián)電網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)后的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了輸電線路周邊的火情發(fā)現(xiàn)及輸電線路運(yùn)行的火險(xiǎn)告警，為輸電網(wǎng)山火事故分析和電力防山火調(diào)度提供了技術(shù)支撐。
文檔編號G08B17/00GK103106764SQ20131001084
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者朱時陽, 鄧雨榮, 王樂, 黃維, 黃志都 申請人:廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院