创新型QC成果报告《输电线路巡检系统的研发》.docx

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创新型QC成果报告《输电线路巡检系统的研发》

北京超高压公司

输变电管理部QC小组

二零零四年三月

一、小组概况

姓名

性别

年龄

文化

程度

职务

组内分工

尚大伟

男

47

本科

组长

方案策划

王福军

男

47

本科

常务副组长

方案制定

张海军

男

33

本科

副组长

对策制定

王军

男

41

研究生

副组长

组织实施

李永东

男

34

大专

副组长

对策实施

赵雪松

男

28

本科

组员

方案总结

沈建

男

27

大专

组员

效果检查

王琦

男

26

本科

组员

对策实施

刘春田

男

57

本科

组员

效果检查

张广成

男

30

大专

组员

效果检查

杨建和

男

42

大专

组员

对策实施

杨福元

男

44

大专

组员

对策实施

二、选定课题

北京超高压公司目前负责华北地区500千伏输电线路1300余公里，下设5个运检工区，共有巡检人员300多人，每月定期对线路进行巡检一次。

输电线路由于其长期暴露在自然环境中，不仅承受正常机械载荷和电力负荷的内部压力，而且还要经受污秽、雷击、强风和鸟害等外界侵害。

线路的巡检是确保线路设备安全运行的一项重要工作，通过及时到位的巡视检查，掌握线路运行状况及周围环境的变化，发现设备缺陷和危及线路安全的隐患并及时消除，以确保线路的安全可靠运行。

在传统输电线路巡检工作中，巡检人员现场手写记录线路缺陷，然后再人工进行统计。

所以在缺陷数据统计、缺陷标准化管理、计划下达等各工序方面存在着工作繁琐、不统一、容易出错的问题，为此每个工区技术员在进行以上巡检数据整理时都要耗费大量的时间，既费时又费力。

另外在巡检时要求巡检人员对每基铁塔都必须到位，但现在基本靠巡检人员自觉遵守执行，所以在人员到位方面无法有效控制。

以姜顺线2002年7～12月巡检管理统计为例：

姜顺线巡检管理统计表（2002年7－12月）

线路名称

姜顺线

线路长度

154.073公里

杆塔基数

357基

人员到位监督管理办法

无法有效监督，基本靠自觉遵守执行

巡检数据整理时间

时间

整理时间（天）

工作人数（人）

效率

（工作日／百公里）

2002年7月份

2

2

2.6

2002年8月份

3

2

3.9

2002年9月份

3

2

3.9

2002年10月份

2

2

2.6

2002年11月份

3

2

3.9

2002年12月份

3

2

3.9

平均

2.67

2

3.5

制图人：

尚大伟时间：

2003年1月15日

由于巡检数据整理时间较长，造成不能及时的消除缺陷。

另外，在2001年，大房500kV线路某段，由于巡检人员不到位，未能及时发现树木生长造成安全距离不够，而连续放电6次的事故。

在科技高速发展的今天，我们能否开发一种新的巡检系统来实现电子标准化录入、人员到位情况有效监督等问题呢？

经过我们小组的反复调查、研究，一致认为我们可以也必须研发出一套输电线路巡检系统，所以我们小组确定本次QC活动课题为“输电线路巡检系统的研发”

三、设定目标

针对传统线路巡检方式所存在的线路巡视人员到位管理监督困难、缺陷数据统计及缺陷标准化管理难度大这两个问题，我们小组确定课题目标：

1．巡检人员到位率监督如果采用仪器自动记录，完全可以实现有效监督。

2．科技发展迅速，电子产品种类很多，巡检系统所需硬件能够解决。

全部巡检数据通过数据线传输到计算机中，自动生成缺陷记录，不存在笔误和录入错误的情况，并可对其自动进行统计分析，则可以大大减少数据整理时间。

四、提出方案并确定最佳方案

（一）初步方案的提出

确定课题目标后，小组人员集思广益，采用头脑风暴法，针对每条课题目标提出了两个相应的初步解决方案：

（二）方案可行性分析及评估

1.对目标一解决方案的可行性分析及评估

目标一

将巡视到位率由无法有效监督提高到100%

信息钮方式

GPS方式

解决

方案

在线路上安装信息钮（如接触式或射频式），通过读取电子标签数据，检查巡检人员是否到位。

分数

接收GPS卫星定位和时间信息，精确识别巡检人员是否到位。

分数

先进性

需将识读器接触或靠近信息钮，同时还需笔和纸进行现场记录，工作繁杂且容易出错，效率低下。

3

巡检人员到位后，塔号、时间等信息自动生成。

5

可靠性

信息钮存在自然和人为破坏的可能性。

据向某使用信息钮的供电公司调查，每100基杆塔每年的丢失、损坏率为6.7%。

需派专人经常检修，可靠性差。

2

基于GPS卫星资源，随时使用，不受外界因素影响，可靠性100%。

5

经济性

需在每个巡视点都安装上信息钮，还有后续大量的补装、维修工作，增加了使用费用。

3

卫星资源是免费的，且不存在工程安装费，一次投入，终身受益。

。

4

实用性

体积小，但安装复杂、应用成本高、不便管理。

2

低成本，体积小、使用方便、不需要额外安装和维护，具有广阔应用前景。

4

操作难易程度

结构简单，操作容易。

4

由于基于先进技术，操作存在一定难度。

3

综合

得分

14

21

表中单项得分满分为5分，综合得分满分为25分

由上表得出分析评估结论：

计划采用GPS方式控制巡检到位率

2．对目标二解决方案的可行性分析及评估

目标二

将巡线数据整理时间由百公里3.5个工作日缩短到2个工作日

现场使用笔记本电脑

现场使用掌上电脑

解决

方案

笔记本电脑安装专用巡检管理系统软件，每个巡检小组一台，现场录入。

分数

掌上电脑安装专用巡检管理系统软件，每个巡检小组一台，现场录入

分数

先进性

速度快，容量大，可安装多种软件。

5

速度快，容量较小，需安装专用软件

4

可靠性

容易损坏，防水，防震性能不能满足现场使用要求

1

不易损坏，防水，防震性能不能满足现场使用要求

4

经济性

前期购置费用较高，后期维护复杂，配件价格高。

2

前期购置费用不高，后期维护简单配件价格低。

4

实用性

体积大，不便携带，启动速度慢

2

体积小巧，便于携带，启动速度快

5

操作难易程度

采用鼠标键盘输入，操作容易。

4

采用触摸屏输入，操作容易。

4

综合

得分

14

23

表中单项得分满分为5分，综合得分满分为25分

由上表得出分析评估结论：

计划利用掌上电脑实现电子标准化管理

（三）方案进一步分解

找到初步解决方案后，我们继续对两个方案进行分解，提出各自不同的进一步解决方案。

1．第一种方案的分解及可行性分析

a．方案分解

b．方案可行性分析

方案

项目

与软件支持设备采取数据线连接方式的GPS

与软件支持设备可组装为一体方式的GPS

现场适用性

携带不方便，连线及接口容易损坏

不适宜

接口不易损坏

适宜

可靠性

容易出现损坏及接触不良

不可靠

不易损坏且接触良好

可靠

经济性

一次投入少，但损坏后需维修或更换

一般

需专用模具，一次投入大，但一般不需维修费用

一般

综合评价

差

好

由此得出：

采用“与软件支持设备可组装为一体方式的GPS”为最佳。

2．第二种方案的分解及可行性分析

a．方案分解

b．方案可行性分析

我小组对市场上比较流行的各种掌上电脑进行调查，最后选择康柏及奔迈两种掌上电脑进行现场试用，其对照结果如下：

方案

项目

康柏掌上电脑

奔迈掌上电脑

使用环境温度

（线路所经地区气温一般为－10～40℃，偶尔最低达－15℃）

－10～40℃

在－15℃时可使用约30分钟左右

－10～40℃

低于－10℃使用不正常

性能稳定性

性能稳定

性能稳定

操作难易程度

操作简单

操作简单

操作界面

彩屏，亮丽清晰

黑白，不够清晰

经济性

价格较高

价格较低

综合评价

好

一般

由此，小组决定选用康柏掌上电脑。

对于软件开发的三种方式，我小组进行深入分析对比，以确定最佳开发方式。

不同方式的特点对照如下：

方案

项目

由软件公司开发方式

自行开发方式

与软件公司联合开发方式

能否独立开发

否

否

有

人员是否具有输电线路巡检专业知识

否

有

有

软件制作能力

强

弱

强

我公司是否具有知识产权

无

有

有

比较结果

一般

一般

最佳

很明显，与软件公司联合开发方式为最佳方案。

通过分析及评估，小组找出了实现目标的最终最佳方案：

五、制定对策表

序号

要素

对策

措施

目标

时间

负责人

1

GPS仪和

掌上电脑

配置适合巡检现场要求的GPS仪和康柏掌上电脑

选择与康柏掌上电脑一体式配合的GPS卫星信号接收器并能满足定位要求

a处理器速度达到166MH以上，32M以上内存；

b其水平定位精度小于15m。

2003年2月

尚大伟

王福军

2

手持机机载巡检管理软件

开发手持机专用巡检管理软件

eMbeddedVisualC+3.0为开发平台，联合软件开发公司制作手持机软件

a能够与后台管理计算机进行通讯连接；

b能够以不同的巡检人员名称进入，对不同的线路进行巡检操作；

c能以原有基准数据为依据，对杆塔进行定位，以实现到位管理；

d能够对线路设备缺陷按标准格式进行记录。

2003年2月~4月

赵雪松

张海军

3

后台管理机巡检管理软件

开发后台管理机巡检管理软件

以VC、InterDEV、PowerBulder为开发平台，联合软件开发公司制作后台管理软件

a可以把现有杆塔信息（经纬度等）批量导入系统；

b建立标准缺陷库，对输电线路缺陷实行标准分类与描述；并可应实际需要随时修改缺陷库内容；

c可设立不同的用户，并对不同类别的用户设置不同的访问此系统权限；

d可制定工作计划，并生成巡检计划单、处理缺陷任务单；

e对巡线数据整理、汇总、查询，对错误信息能够修改；生成巡视记录和缺陷记录；显示巡检到位数据；

f把缺陷登记到系统内，对其实施“缺陷审批—处理—验收—反馈”的标准流程管理；对缺陷进行统计分析；

g使后台管理系统内的线路数据、巡检计划任务传输到手持机；把手持机中的巡检结果数据传输到后台管理计算机中。

2003年3月~6月

王军

王琦

制表人：

赵雪松时间：

2003年1月15日

六、按对策表实施

实施一：

配置适合巡检现场要求的GPS仪和康柏掌上电脑

2003年2月份本小组与康柏掌上电脑经销商协定好，以比较优惠的价格批量购置iPAQ3950型掌上电脑，并配置与之配套的外壳型一体式GPS仪。

其主要技术参数如下：

∙处理器：

206MHzIntelStrongARMSA-1110

∙操作系统：

PocketPC（WinCE3.0）

∙显示分辨率：

240×320

∙接口：

支持USB接口及串行口

∙标准内存：

32MRAM、32MFlashROM

∙扩展接口：

PC卡、CF卡

∙接收卫星：

12个通道可自动选择

∙首次定位时间（TTFF）

▪热启动≤18秒

▪暖启动≤48秒

▪冷启动≤120秒

∙水平定位精度＜10米

∙更新速率：

定位确定后每2秒更新一次

实施二：

开发手持机专用巡检管理软件

2003年2月～4月，我们小组联合北京电联宇电力技术有限公司，以eMbeddedVisualC+3.0为开发平台，通过多次调试改进，终于取得成功。

手持机软件实现了以不同用户名进入系统，对不同线路杆塔进行定位，按标准格式录入缺陷内容的预期功能要求。

其定位精度小于10米，定位时间一般小于30秒。

其界面清晰明了，操作简便，易于掌握。

以下为部分手持机操作界面：

∙

手持机主界面

∙巡线操作界面

（1）巡线登录

（2）杆塔定位（3）杆塔定位中