基于GIS的直升机输电线路巡检系统的研究与设计

论文摘要

电力线路巡检是为了经常掌握线路的运行状况,及时发现设备缺陷和威胁线路安全运行的异常情况,并为线路检修提供依据。随着高电压、大功率、长距离输电线路的出现,以及输电线路越来越远离城市和主要交通道路等地理环境因素的限制,国内现有的主要以人工地面巡检为主的方式已经无法满足部分的巡检要求;而GIS和GPS的发展,及通用航空业务的不断普及,也为输电线路的建设和运行维护提供了新的技术方法和手段。所以设计一种高效、智能、符合巡检发展趋势的输电线路巡检系统显得尤为重要。本文首先分析了国内现有巡检方式及直升机电力作业的国内外现状和发展趋势;然后详细阐述了线路巡检、全球定位系统和地理信息系统等相关的知识;其次根据系统的设计原则,对系统进行需求分析,设计了系统的逻辑结构和功能模块;最后,以Windows XP为系统平台,采用Microsoft SQL Server 2000大型数据库系统,使用Microsoft Visual Basic 6.0和GIS组件MapX对系统的数据库和主要功能进行了实现。本文着重设计与实现直升机巡检管理系统,解决的问题主要有以下几个方面:1.针对国内现有巡检方式的不足,结合GIS的地理信息处理能力、GPS的精确定位和直升机巡检的优势,提出了本系统总体设计方案,并对系统的功能模块进行了详细的分析设计。2.根据系统的需要开发了系统的数据库,包括空间数据库和非空间数据库设计两部分。在本系统中,利用MapInfo的*.map,*.tab,*.dat等表形式来存储地理信息;利用关系数据库Microsoft SQL Server 2000来存储非空间的数据,使系统的数据结构具有规范性、独立性和重用性。3.对目前应用较广泛的GIS软件产品进行试用和评估,确定了开发本系统所选用的GIS软件——MapX,并研究以MapX为平台开发GIS软件的实现方法,设计并完成了地图显示及线路查询子系统,包括线路地图的放大、缩小、平移,线路的相关信息查询,线路长度测量,巡检可视化中的鹰眼图等功能。4.利用MapX实现了GIS和GPS的结合。主要实现了GPS接收机信号的读取和传递,GPS信息在GIS系统中的动态显示等功能。5.考虑到系统的安全性和可靠性问题,系统采用严格的身份验证和权限管理相结合的访问方式,并设计了数据库的备份与恢复等功能。输电线路巡检系统是一个大型的综合信息管理系统,系统具有良好的可扩展性和重用性。本文在此仅作了初探,在实际应用中还需进一步的开发和完善。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 国内现有地面巡检方式比较
• 1.2.1 特殊标记法
• 1.2.2 条形码识别法
• 1.2.3 信息钮采集法
• 1.2.4 射频卡采集法
• 1.2.5 GPS 定位法
• 1.3 直升机电力作业的国内外现状和技术发展趋势
• 1.3.1 国外直升机电力作业情况
• 1.3.2 国内直升机电力作业的现状及发展趋势
• 1.4 课题来源及研究的内容
• 第2章 电力线路巡检系统相关技术理论
• 2.1 线路巡检知识概述
• 2.1.1 巡视类别
• 2.1.2 直升机线路巡检的主要内容
• 2.1.3 直升机线路巡检的主要方式
• 2.2 全球定位系统
• 2.2.1 GPS 系统的组成
• 2.2.2 GPS 的特点
• 2.2.3 GPS 定位原理
• 2.2.4 GPS 信号接收及格式
• 2.3 地理信息系统
• 2.3.1 GIS 的发展过程
• 2.3.2 组件式技术及组件式GIS 的特点
• 2.3.3 开发工具简介
• 2.4 本章小结
• 第3章 输电线路巡检系统分析设计
• 3.1 系统整体设计原则
• 3.2 系统需求
• 3.2.1 系统的功能需求
• 3.2.2 系统的性能需求
• 3.3 系统整体结构设计
• 3.3.1 系统的逻辑结构设计
• 3.3.2 系统功能模块的设计
• 3.4 系统详细设计
• 3.4.1 数据采集系统
• 3.4.2 通信模块
• 3.4.3 桌面管理系统
• 3.5 本章小结
• 第4章 输电线路巡检系统的数据库设计
• 4.1 系统空间数据库设计
• 4.2 系统非空间数据库的设计
• 4.3 本章小结
• 第5章 输电线巡检系统的解决方案与实现
• 5.1 系统运行环境
• 5.2 主要开发环境
• 5.3 系统主要功能实现
• 5.3.1 用户权限管理
• 5.3.2 地图显示及线路查询子系统
• 5.3.3 缺陷处理
• 5.3.4 数据安全设计
• 5.4 GPS 模块关键技术的实现
• 5.4.1 GPS 信息接收
• 5.4.2 GPS 信息的显示和更新
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢