智能巡檢管理系統在輸電線路運維中的應用分析

羅林希 國網福建省電力有限公司三明供電公司

一、智能巡檢系統工作原理

輸電線路智能巡檢系統的工作原理是，利用GPS系統為設備設置位置標識，把設備位置標識傳到掌上電腦（PDA），利用PDA的微處理技術對輸電線路設備進行準確定位，結合GIS地理信息系統實行實時的設備信息傳輸，利用相關軟件綜合各種信息完成對電力線路的巡檢。在輸電線路的巡檢當中，通過PDA顯示的電子地圖進行導航、巡檢。輸電線路的巡檢工作人員在按地圖進行巡檢時，每到達一處巡檢塔位置，掌上電腦會進行自動識別當前位置的GPS信息，提示工作人員相應的工作內容并將結果及時進行存儲。巡檢工作人員每一次的工作記錄都在PDA當中準確記錄，包含了（巡檢人員信息、巡檢時間、巡檢位置、巡檢塔桿位置、巡檢塔桿狀態參數）等，同時在工作人員巡檢的過程中如果發現問題，PDA能夠提供正確的問題處理方式，便于巡檢人員對于出現的問題進行處理和記錄。巡檢后PDA中的數據可以通過USB或者網絡傳輸到后臺管理計算機中，在GIS的配合下進行位置的實時顯示。

二、無人機巡視檢修現狀分析

當前，國內輸電線路的檢測一般依靠人力巡視。在巡視過程中，使用電桿等輔助裝置來完成對電力設施的檢查。當線路位于野外場景時，作業人員的巡視難度大大升高，特別是在惡劣環境的場景下。而當電力建設規模越來越大時，運行維護的勞動量和強度也隨之增大，結果導致作業人員工作強度成倍增加，但是作業效率反而不盡人意。所以，常規的巡檢方式對人力資源是一種極大的浪費。同時，常規巡檢方式對作業人員的風險也很大，特別是在懸崖、山體等嚴酷地形，在雨雪冰凍等極端天氣下，經常會發生威脅人身安全的情況。

無人機用于電力巡檢，融合了航天、通信、視頻處理技術等最新科學技術，作為傳統巡檢方式的替代，這種新型作業形式安全高效，不需要人員爬塔進行檢測，操作成本低。目前它已被一些電力企業開始使用并逐步發展，開始展現出替代傳統作業方式的趨勢。

三、輸電線路中設備缺陷的識別算法

在開展無人機巡檢工作期間，為了能夠更加準確地收集信息，要具備準確識別輸電線路中故障缺陷的技能。在此過程中，要積極運用神經網圖像識別技術來提升識別故障缺陷技術，進而完成計算分析工作。

例如：在我國電力系統中，為了能夠有效提升故障識別技能，選擇了Fsster-Rcnn算法。具體的內容是指：充分利用輸電線路無人機巡檢技術，在其獲取正確的信息數據后，在電氣設備上進行詳細標注后，與數據中相對應的缺陷數據進行對比分析，尋找二者之間存在的數據差異，這樣就能夠有效提升輸電線路相關設備自身存在的缺陷，將缺陷識別出來后，能夠要識別圖像和視頻的整體質量。

四、智能巡檢管理系統在輸電線路運維中的應用分析

（一）桿塔本體的精細化巡檢

通過無人機搭載高清攝像頭，對桿塔絕緣子串、連接金具、保護金具等重要部件進行拍照，以第一視角完成對桿塔本體的精細化巡檢。桿塔精細化巡檢主要包括人工純手動飛巡和無人機自主巡檢兩種方式。人工純手動飛巡效率比較低，具有一定安全風險，且對無人機巡檢作業人員（以下簡稱飛手）的飛行技能要求比較高，很難做到圖像拍攝的標準化、統一化。因此，純手動飛巡目前正逐漸被自主巡檢所替代。

無人機自主巡檢按照不同的技術路線分為人工示教航線規劃和激光三維建模航線規劃兩種。人工示教為通過手動飛行記錄航拍點，再通過深度學習算法優化拍照位置，形成平滑連接的飛行航線。激光三維建模航線規劃通過對輸電線路進行激光點云三維建模，規劃最精準、高效的巡檢路徑，自主完成桿塔巡檢。

（二）數據處理流程設計

（1）巡檢結果數據處理總體流程

首先，無人機將檢查結果發送到地面監控站，地面監控站將檢查結果導入檢查結果處理平臺；對輸電線路信息進行關聯后進行缺陷診斷與缺陷識別，最終完成檢查結果數據的處理。

（2）巡檢圖像與輸電桿塔匹配流程

匹配巡檢圖像的輸電線路桿塔或者桿塔段，首先根據拍攝時間，結合無人機飛控數據，獲取該時刻的無人機GPS信息，根據GPS信息投射在地面上，畫出直徑為10米圓，在該圓內結合輸電線路設備GPS數據進行匹配，如果匹配到，則將匹配的輸電線路設備信息附著到圖像信息中，如未匹配到，將直徑擴大一倍進行匹配，直到確定出巡檢圖像對應的桿塔或桿塔段，結束計算。

（3）系統功能的實現

無人機智能巡檢管理系統在各項功能實現過程中，影射了無人機整個巡檢線路的所有環節。文章重點對無人機飛行計劃的管理進行分析，用于證明依托于J2EE技術的管理系統功能實現的全過程。飛行計劃管理是指對飛行計劃進行相應的維護、管理，具體包括月計劃、季度計劃、年計劃等。在進行飛行計劃的制定期間，需要對線路的巡檢任務進行參考。并且，還需參考禁飛區的信息，將其在計劃中排除，提升計劃的可行性，確保計劃順利地實施。年計劃應對季度計劃、月計劃進行逐層分解，進而形成一個系統、可執行的計劃。通過瀏覽飛行管理的界面可知：在對飛行計劃管理設置的時候，客戶可以直接點擊界面中相應的按鍵，利用記錄控制器，從相應的數據庫中抽調、利用，即完成了飛行計劃的查詢。隨后，應向數據庫發起請求，利用系統中的線路查詢管理器，設置飛行線路，并更新數據。飛行計劃中記錄了巡檢桿塔數量、計劃時限、上傳數據、相關執行者工作記錄等。

五、結語

無人機技術與電力巡檢工作的結合，從根本上提升了電力系統信息化管理的質量。在今后的發展中，我們必須要對電力作業信息化管理流程進行調整，使之更具有合理性、科學性，在無人機進行電力巡檢的過程中必須要全程遵守作業流程的有關要求，避免不必要的問題。