基于温度预测输电导线交叉跨越最小安全距离的方法

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种基于温度预测输电导线交叉跨越最小安全距离的方法。

背景技术

随着电网的普及，越来越多地区通过输电线路接入电网。为了向不同的地区输送电力，输电线路需要跨越不同的环境，称为交叉跨越，交叉跨越通常是架空线路的跨越，主要类型包括跨越河流、跨越交通道路和跨越建筑物。

在搭建架空线路时，需要考虑输电导线建成后交叉跨越的最小安全距离，以保证输电导线下人和物的安全；施工时，最小安全距离的选取往往基于施工人员的经验，但是由于架空线路受到环境影响较大，因此在不同时期，实际的最小安全距离会发生变化，存在安全隐患。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本发明提供了一种基于温度预测输电导线交叉跨越最小安全距离的方法，能够修正输电导线交叉跨越的安全距离设计值，使得输电导线交叉跨越在当前地区的不同温度情况下都能保证处于安全距离。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于温度预测输电导线交叉跨越最小安全距离的方法，包括：

获取输电导线交叉跨越的安全距离设计值，所述安全距离设计值为施工方案中对所述输电导线进行交叉跨越而设计的安全距离值；

获取所述输电导线的架设地区的温度变化曲线和所述输电导线在不同温度下的预测形变量；

根据所述安全距离设计值、所述输电导线的施工时间、所述温度变化曲线和所述预测形变量确定所述输电导线交叉跨越的安全距离施工值，所述安全距离施工值为在施工过程中架设所述输电导线进行交叉跨越的最小安全距离值。

本发明实施例第一方面提供的基于温度预测输电导线交叉跨越最小安全距离的方法，至少具有如下有益效果：基于输电导线在架设地区的温度条件下不同的形变量，可以得到输电导线交叉跨越的安全距离范围，由此修正输电导线交叉跨越的安全距离设计值，使得输电导线交叉跨越在当前地区的不同温度情况下都能保证处于安全距离，避免发生安全问题。

在一些实施例中，所述获取输电导线交叉跨越的安全距离设计值，包括：

获取施工方案图纸；

根据所述施工方案图纸中交叉跨越标识确定所述输电导线交叉跨越的安全距离设计值。

在一些实施例中，所述获取所述输电导线的架设地区的温度变化曲线，包括：

获取所述输电导线的架设地区的月温度变化曲线和日温度变化曲线；

根据所述月温度变化曲线中的最大温度值和最小温度值以及所述日温度变化曲线中的第二最大温度值和第二最小温度值确定所述架设地区的温度变化区间。

在一些实施例中，所述根据所述安全距离设计值、所述输电导线的施工时间、所述温度变化曲线和所述预测形变量确定所述输电导线交叉跨越的安全距离施工值，包括：

根据所述温度变化区间和所述预测形变量得到所述输电导线的实际形变范围；

根据所述安全距离设计值、所述输电导线的施工时间和所述输电导线的实际形变范围确定所述输电导线交叉跨越的安全距离施工值。

在一些实施例中，所述根据所述安全距离设计值、所述输电导线的施工时间和所述输电导线的实际形变范围确定所述输电导线交叉跨越的安全距离施工值，包括：

根据所述输电导线的施工时间查找所述温度变化曲线，得到所述输电导线的施工时的第一温度值；

根据所述第一温度值、所述预测形变量和所述安全距离设计值确定所述输电导线的第一安全距离；

根据所述第一安全距离和所述实际形变范围确定安全距离施工值。

在一些实施例中，所述根据所述第一安全距离和所述实际形变范围确定安全距离施工值，包括：

获取所述实际形变范围的最大收缩值和最大膨胀值；

根据所述第一安全距离和所述最大收缩值得到第一安全距离施工值，根据所述第一安全距离和所述最大膨胀值得到第二安全距离施工值。

在一些实施例中，所述获取所述输电导线的架设地区的温度变化曲线，包括：

选定架设地区的范围；

连接气象局数据库获取所选定的架设地区的温度变化曲线。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于温度预测输电导线交叉跨越最小安全距离的设备，包括：

第一获取模块，用于获取输电导线交叉跨越的安全距离设计值，所述安全距离设计值为施工方案中对所述输电导线进行交叉跨越而设计的安全距离值；

第二获取模块，用于获取所述输电导线的架设地区的温度变化曲线和所述输电导线在不同温度下的预测形变量；

预测模块，用于根据所述安全距离设计值、所述输电导线的施工时间、所述温度变化曲线和所述预测形变量确定所述输电导线交叉跨越的安全距离施工值，所述安全距离施工值为在施工过程中架设所述输电导线进行交叉跨越的最小安全距离值。

第三方面，本发明实施例还提供了一种基于温度预测输电导线交叉跨越最小安全距离的装置，包括至少一个处理器和用于与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有能够被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如第一方面所述的基于温度预测输电导线交叉跨越最小安全距离的方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行前述第一方面所述的基于温度预测输电导线交叉跨越最小安全距离的方法。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的示例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1是本发明实施例提供的基于温度预测输电导线交叉跨越最小安全距离的方法的整体方法流程图；

图2是本发明实施例提供的获取安全距离设计值的方法流程图；

图3是本发明实施例提供的获取温度变化曲线的方法流程图；

图4是本发明实施例提供的利用实际形变范围确定安全距离施工值的方法流程图；

图5是本发明实施例提供的基于施工时间确定安全距离施工值的方法流程图；

图6是本发明实施例提供的根据实际形变范围确定输电导线偏移量的方法流程图；

图7是本发明实施例提供的根据架设地区获取温度变化曲线的方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

线路存在交叉跨越的场景需要考虑输电导线与周围环境之间的关系，在一些情况下，输电导线与其下方和上方的物品都要保持一定的距离，但是施工人员在架设输电导线过程中往往没有考虑当地气温变化对输电导线的形变量的影响，在某些温差较大的区域，这些交叉跨越的输电导线可能存在安全隐患。

基于此，本发明实施例提供了一种基于温度预测输电导线交叉跨越最小安全距离的方法，预测交叉跨越的输电导线在当前地区随温度发生的形变量，调整施工方案上的安全距离设计值，从而保证输电导线在不同的温度下都能保证交叉跨越处于安全距离。

下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。

参照图1，本发明实施例提供了一种基于温度预测输电导线交叉跨越最小安全距离的方法，包括但不限于以下步骤S100、步骤S200和步骤S300。

步骤S100，获取输电导线交叉跨越的安全距离设计值，安全距离设计值为施工方案中对输电导线进行交叉跨越而设计的安全距离值；

在施工方案对线路进行设计的阶段，设计人员通过现场勘察确定当前工程中输电导线交叉跨越的情况，并根据现场情况设定交叉跨越的安全距离，并标记在工程图纸上，施工人员根据这个标记在工程图纸上安全距离架设输电导线。由此可知，该标记的安全距离值实际上是理论值、设计值，施工人员根据现场情况可以协商调整输电导线的安全距离。然而这里还存在一个问题，设计和施工阶段都没有考虑温度对输电导线的影响，仅仅以当前气候条件或者输电导线无形变为前提决定交叉跨越的安全距离。在某些温度差异较大的地区，虽然可以为输电导线的安全距离保留一定的余量，但也是工程人员根据自身经验确定的，可能并不准确。因此，本发明实施例在考虑温度因素的情况下自动得到输电导线交叉跨越在不同温度情况下的形变范围，规范施工过程，保证交叉跨越安全性能。

上述获取的安全距离设计值可以根据工程图纸得到，也可以由用户输入相应的设计值，这种情况下，用户还需要输入输电导线交叉跨越的环境情况，才能便于后续判断安全距离施工值。

步骤S200，获取输电导线的架设地区的温度变化曲线和输电导线在不同温度下的预测形变量。

除了获取安全距离设计值，还需要获取输电导线的架设地区的温度情况，并获取在这些温度值下输电导线的形变量。可以理解的是，不同的输电导线在相同温度值下具有不同的形变量，因此系统中存储有不同输电导线类型在不同温度下的形变量，在获取预测形变量的过程中，根据输电导线的类型选取对应的预测形变量。

步骤S300，根据安全距离设计值、输电导线的施工时间、温度变化曲线和预测形变量确定输电导线交叉跨越的安全距离施工值，安全距离施工值为在施工过程中架设输电导线进行交叉跨越的安全距离值。

由于现场勘查是基于当时气温条件的，因此为了确定后续的形变量，需要由输电导线的施工时间确定当前温度，再根据安全距离设计值、当前温度下输电导线的形变量、温度变化曲线和预测形变量来共同确定输电导线交叉跨越的安全距离施工值。可以理解的是，如果在设计过程中，输电导线仅考虑无形变的长度，那么在施工过程中输电导线的安全距离与安全距离设计值存在一定差异，这时本步骤中安全距离设计值就变成是施工过程中由施工人员根据实际情况修正的安全距离值。至于如何根据上述参数确定安全距离施工值，将在下面进行详细说明。

总之，通过步骤S100至步骤S300，将温度因素对输电导线的影响考虑进交叉跨越的安全距离中，从而避免因为温度变化过大而使安全距离发生变化，导致安全问题。可以理解的是，本发明实施例中考虑的形变量，对于过短的输电导线并不具有太大的参考作用，实际上是本发明实施例多应用于长距离输电导线中，此时输电导线由于长度较大，发生形变时输电导线在竖直方向上偏移的距离比较可观，因此预测形变量从而调整安全距离具有重要意义。

基于上述步骤S100至步骤S300，下面对具体的实现方案进行详细说明。

参照图2，步骤S100中，获取安全距离设计值，可以按照以下步骤实现：

步骤S110，获取施工方案图纸；

步骤S120，根据施工方案图纸中交叉跨越标识确定输电导线交叉跨越的安全距离设计值。

系统直接获取施工方案图纸，在施工方案图纸中查找交叉跨越标识，通常来说，交叉跨越标识可以是由设计人员手动标记的，也可以系统根据图纸内容确定输电线路是否存在交叉跨越的情况，例如，在施工方案图纸中，输电线路越过河流图例或越过道路图例，那么系统自动确定该处发生交叉跨越。对于交叉跨越的位置，设计人员往往会在施工方案图纸中标注安全距离设计值，因此系统在确定了交叉跨越标记后，在交叉跨越标记附近查找安全距离设计值。在系统根据图纸内容确定输电线路是否存在交叉跨越的情况下，设计人员可能没有标注安全距离设计值，那么系统此时可以发出提醒或者根据规则忽略该处(某些场景下不存在安全问题，因此不需要考虑安全距离设计值)。

在一些情况下，施工方案图纸是三维模型，该三维模型可以由现有电力线路和电力设备扫描得到的模型数据再加上通过建模软件新增的模型数据构成，其中，对于扫描得到的模型数据，可以通过多种方式得到。例如，针对航拍图像中输电线路的三维模型构建方式，可以参考如下算法实现，第一步基于LSD检测直线，LSD以局部分析为基础，以直线检测算法取得较快的运算速度，对于输电线缆这种局部呈直线的模型，基于高分辨率图像实用LSD直线检测算法更为合适，具体来说，对航拍图像进行高斯模板卷积降采样，从而对图像进行平滑和降噪。对通过平滑和降噪后的图像计算像素点的梯度幅值和方向，使用索贝尔算子计算航拍图像的梯度，根据阈值化的方式判断出航拍图像中梯度变化较大的像素点。接着对这些梯度变化较大的像素点按照梯度大小进行排序并进行直线区域生长分析，然后基于NFA值计算点密度和进行矩形区域的直线增强处理；第二步采用无监督聚类算法，根据斜率在航拍图像中找到能够组成一条直线的直线段组合；第三步过滤掉图像中不需要的目标，例如树木、公路等，使得最终得到的三维模型全面且准确。

参照图3，步骤S200中，对于架设地区的温度变化曲线的获取具体可以通过以下步骤实现：

步骤S210，获取输电导线的架设地区的月温度变化曲线和日温度变化曲线；

步骤S220，根据月温度变化曲线中的最大温度值和最小温度值以及日温度变化曲线中的第二最大温度值和第二最小温度值确定架设地区的温度变化区间。

由于月温度变化曲线通常由每月的温度平均值构成，只能反映当前地区在一年中温度的变化趋势，部分具体日期的最低/最高温度无法获得，因此除了月温度变化曲线外，还获取日温度变化曲线，将月温度变化曲线和日温度变化曲线结合起来即可得到全年每日的温度情况，再根据全年每日的温度值确定架设地区的温度变化区间，即可以确定最高温度和最低温度。

参照图4，基于上述温度变化曲线的情况，对于步骤S300中安全距离施工值的计算可以通过以下步骤实现：

步骤S310，根据温度变化区间和预测形变量得到输电导线的实际形变范围；

步骤S320，根据安全距离设计值、输电导线的施工时间和输电导线的实际形变范围确定输电导线交叉跨越的安全距离施工值。

由于通过步骤S220可以确定架设地区的温度变化区间，那么根据预测形变量就可以得到输电导线在温度变化区间中的实际形变范围，基于该实际形变范围可以知道输电导线在全年可能发生的位置偏移，从而预测得到安全距离施工值。

参照图5，上述步骤S320对安全距离施工值的计算具体还可以包括以下步骤：

步骤S321，根据输电导线的施工时间查找温度变化曲线，得到输电导线的施工时的第一温度值；

步骤S322，根据第一温度值、预测形变量和安全距离设计值确定输电导线的第一安全距离；

步骤S323，根据第一安全距离和实际形变范围确定安全距离施工值。

由于施工过程中需要考虑实际温度对安全距离的影响，因此在预测安全距离的时候，要考虑当前温度下输电导线已发生的形变量，具体来说，利用当前施工日期查找温度变化曲线在该日期对应的温度值，作为第一温度值，将该温度值对应的预测形变量查找出来，从而可以确定输电导线在不考虑温度情况下(或标准温度下)的长度，进而可以得知不考虑温度情况下(或标准温度下)输电导线的安全距离，称为第一安全距离。在第一安全距离的基础上附加述实际形变范围即可得知安全距离施工值，这个安全距离施工值是范围值。

参照图6，对于上述步骤S323，如何对范围值的安全距离施工值进行计算，可以通过以下步骤实现：

步骤S3231，获取实际形变范围的最大收缩值和最大膨胀值；

步骤S3232，根据第一安全距离和最大收缩值得到第一安全距离施工值，根据第一安全距离和最大膨胀值得到第二安全距离施工值。

由于实际形变范围由两个端点值，这两个端点值分别表示输电导线发生形变的最大收缩值和最大膨胀值，也即在最低温度下，得到输电导线的最大收缩量，在竖直方向上输电导线收缩表现为输电导线上方的安全距离缩小，在最高温度下，得到输电导线的最大膨胀量，在竖直方向上输电导线膨胀表现为输电导线下方的安全距离缩小，因此根据最大收缩值和最大膨胀值可以知道输电导线因温度而偏移的范围。

可以理解的是，虽然本发明实施例只考虑了温度因素对安全距离的影响，但实际上输电线路实际的安全距离还需要考虑风力等因素的影响，因此本发明实施例给出是基于温度因素对安全距离的修正值，并非直接根据温度决定安全距离。

参照图7，在上述步骤S200中，对于架设地区的温度变化曲线的选取问题，可以通过以下方式实现：

步骤S230，选定架设地区的范围；

步骤S240，连接气象局数据库获取所选定的架设地区的温度变化曲线。

由于架设输电线路所在的地区不一定只在一个行政区域内，因此在选择温度变化曲线的时候需要考虑架设地区的范围，如果是跨行政区域的输电导线，那么需要考虑综合两个行政区域的温度变化曲线，然后通过气象局数据库查询该架设地区的温度，得到温度变化曲线。

通过上述步骤，基于输电导线在架设地区的温度条件下不同的形变量，可以得到输电导线交叉跨越的安全距离范围，由此修正输电导线交叉跨越的安全距离设计值，使得输电导线交叉跨越在当前地区的不同温度情况下都能保证处于安全距离，避免发生安全问题。

本发明实施例还提供了一种基于温度预测输电导线交叉跨越最小安全距离的设备，包括：

第一获取模块，用于获取输电导线交叉跨越的安全距离设计值，安全距离设计值为施工方案中对输电导线进行交叉跨越而设计的安全距离值；

第二获取模块，用于获取输电导线的架设地区的温度变化曲线和输电导线在不同温度下的预测形变量；

预测模块，用于根据安全距离设计值、输电导线的施工时间、温度变化曲线和预测形变量确定输电导线交叉跨越的安全距离施工值，安全距离施工值为在施工过程中架设输电导线进行交叉跨越的最小安全距离值。

本发明实施例还提供了一种基于温度预测输电导线交叉跨越最小安全距离的装置，包括至少一个处理器和用于与至少一个处理器通信连接的存储器；存储器存储有能够被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行前述的基于温度预测输电导线交叉跨越最小安全距离的方法。

以预测输电导线交叉跨越最小安全距离的装置中的控制处理器和存储器可以通过总线连接为例。存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于控制处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至预测输电导线交叉跨越最小安全距离的装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

本发明实施例的还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个控制处理器执行，例如，被控制处理器执行，可使得上述一个或多个控制处理器执行上述方法实施例中的基于温度预测输电导线交叉跨越最小安全距离的方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤S100至步骤S300、图2中的方法步骤S110至步骤S120、图3中的方法步骤S210至步骤S220、图4中的方法步骤S310至步骤S320、图5中的方法步骤S321至步骤S323、图6中的方法步骤S3231至步骤S3232和图7中的方法步骤S230至步骤S240。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明，但本申请并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。