無人機自動巡檢方法的應用研究

◎劉曉輝

引言：隨著經濟的不斷發展，我國電力行業迎來新的挑戰，隨著輸電線路分布范圍的不斷擴大，我國供電范圍迅速增加。但由于受到自然條件的限制，部分區域不能實現人工巡檢，且人工巡檢方式已不能滿足當前實際需求。因此，借助于無人機自動巡檢方式，能夠避免受到氣候、天氣等因素的影響，提升巡檢準確性，實現輸電線路的穩定運行。所以，無人機的應用，具有非常重要的促進作用。

一、無人機自動巡檢的應用

1.巡視方式。輸電線路日常進行巡檢過程中，無人機常會應用的巡視方式包括紅外巡視以及可見光巡視等，其中，可見光巡視是一種常見的巡視方式，結合可見光攝像頭進行拍照與錄像，并通過無線網絡技術，把輸電線路自身運行狀態傳遞給工作人員。在此發展過程中，無人機巡檢拍照的順序是依據無人機方向，采用先整體后局部，以及由上而下、由左到右的方式進行拍攝，此種模式能夠詳細了解路線信息。在實際進行巡視時，觀察的主要內容包含線路本體及其附屬設施，工作人員可結合實際需求對線路通道以及線路外部環境進行觀察，由此可知無人機的巡檢范圍非常廣泛，且能夠滿足不同條件下的要求。

2.巡視類型。輸電線路進行巡視過程中，無人機巡視類型包括精細化巡視、日常巡視以及通道巡視三種類型。精細化巡視是指無人員攜帶可見光攝像頭以及紅外熱成像儀等，對線路塔桿進行精細化巡視，能夠確保各部件照片的清晰性，此外，還需進行紅外測溫，以獲取詳細線路信息；而日常巡視則是結合可見光攝像頭實現對桿塔連接部件的巡視，與前者相比更簡便，能夠滿足線路日常要求，且效率極高；通道巡視則是應用激光雷達實現對線路的巡視。例如，在對線路周邊施工點信息進行采集時，需注意的是單方面通過光用照片很難獲取數據支持，也不能對問題全面說明。在拍攝樹障時，不同角度反饋的信息也不同，在條件允許的前提下，可應用激光雷達3D 掃描的方式進行判斷。以上幾種方式中，對精細化提出較高要求，在對圖像進行拍攝過程中，對拍攝精度有著較高要求。其主體主要涉及到線路本體以及電力保護區域，以提升整體質量。

3.與人工巡檢相結合。結合當前實際分析，無人機技術應用仍處于初級階段，因此，需要與人工進行配合。這是由于無人機可遙控范圍比較小，能夠飛行的時間較短，且不能完全實現自動化巡檢。特別是對于部分故障以及特殊任務，無人機技術則更不能完成勝任。因此，在應用無人機時，就要與人工結合起來，提升巡檢效率與質量。第一，巡檢人員可借助無人機減少工作量，同時依靠無人員完成復雜的巡檢工作；第二，安檢人員結合無人機與人工巡檢，不斷對其完善，同時對無人員難以控制的位置人工進行巡檢，從而確保巡檢工作的順利開展，為線路提供保障。

4.應用優勢。輸電線路具體進行巡檢時，無人機技術的應用，提升了其穩定性與施工效率，確保了運行結構的合理性。通過此技術的應用，能夠幫助相關人員更快的完成任務，并第一時間發現故障問題。此外，還能夠提升數據測量的準確性。無人機巡檢過程中，可通過手動、自動等操作實現巡檢。

5.查找故障中的應用。由于輸電線路暴露在外，因此，常會遇到各種類型的故障，對于此類現狀，就要求無人機發揮出自身作用，通過無人機的應用，獲取適合的視角，減少傳統人工模式的弊端。此種操作的優勢是實現多角度拍攝，在得到相關路線資料后，工作人員可依據圖像反饋結果實現對線路自身運行的判斷，并完成故障點的處理，減少人工操作壓力。

二、實例分析

1. 案例概述。某地區輸電線路總長是2355 km，附近地理環境比較復雜，這是由于其所處環境較惡劣且線路建設年限已久，因此材料設備出現老化，加之大風、雨雪等的影響，易產生故障，同時對當地用電造成一定影響。目前，此段區域電力維修人員有限，負責對所有線路的巡檢，其中多數線路經過城區，使巡檢工作造成較大困難，尤其是一些天氣較為復雜的時候，工作壓力不斷提升，也無法保障穩定用電。因此，找到一種切實可行的線路巡檢方式是當前工作人員關注的重點。對于巡檢工作中的實際情況，相關人員要采用無人機方式，對GIS 系統、紅外線熱成像、信息傳遞等系統進行巡檢。

2.自然災害以后的巡視。結合項目實際可以知道，無人員不受地理條件的約束，災害出現以后可直達現場，且對工作效率要求極高，因此，在遇到雪災、雷雨等惡劣天氣以后，可及時應用無人機對線路進行巡檢，對其區域電網運行實際進行了解，并在完成搶修維護的同時，提供所需圖像資料，提升工作質量與效率。

3.常規巡檢。線路日常進行巡檢過程中，無人員可根據相關人員建立好的GPS坐標系統，把不同線路塔桿作為標準，在固定區域內實現自動巡檢，并將收集到的數據資料及時傳輸到地面，相關人員根據反饋的實際，對電網運行情況進行判斷，并對可能產生的故障進行分析，同時對相關方案進行調整。

三、技術要求

為了能夠與復雜環境下線路巡檢要求一致，工作人員還要對無人機路線進行細化，通過多種技術完善無人機功能，從而與未來輸電線路保持一致。對于此類現狀，無人機在巡檢時，常會遇到建筑物、樹木以及其他等級的線路對其產生影響，這時就會影響到巡檢效果，因此，為了能夠與當前巡檢結果保持一致，則要確保無人機擁有GPS 功能，同時還具備飛行能力，通過識別與躲避障礙物，達到快速完成巡檢的目的。結合當前發展實際分析，我國無人機自動障礙規避系統能夠在飛行過程中實現對障礙物的判斷，且能夠完成對線路進行繞飛的自動選擇，且能夠在一些復雜的線路巡檢過程中進行使用。無人機巡檢安裝中的可見光攝像以及紅外線熱成像等設備，在功能上需應用高分辨率以及與桿塔具備的自動識別能力，在無線技術支持下，實現對數據的有效傳遞。由于受5G 技術的影響，完成高清圖片以及視頻傳遞已成為可能，除此以外，還可應用人工方式識別線路運行過程中的問題。隨著圖像識別技術的進一步發展，無人機巡檢以及識別電力缺陷技術也會更加完善，其傳輸率會更高，相關人員也能夠快速找到問題所在，并采取有效的方法進行處理。

四、效果評價

為了能夠快速對無人機巡檢技術應用價值進行判斷，此項目采取的是結合現場實踐，將無人機飛行高度設置為40 米，并結合GIS 系統，快速找到塔桿的主要位置。同時，在正射的影響之下，各塔桿都能夠找到四個較為理想的拍攝角度，并應用無人機進行飛行操作，自動對位置進行尋找，同時完成整個拍攝工作，并做好相應的記錄。

五、遠期效果

在5G 和大數據能力的支持下，無人機的巡檢通過無人機自動機槽管理，可實現在有效飛程內的全過程全自動巡檢，及后期數據的全自動處理。其中無人機槽實現自動化充電管理，自動起飛；在運營商網絡的覆蓋支持下，起飛后的無人機實現數據自動回傳至云端，在大數據平臺現實建模后的對監控對象自動分析和處理出預警報告，從而實現一鍵式的管理，做到真正的人機替代。

結束語：綜上所述，輸電線路巡檢過程中，無人機技術的應用，有效提升了其效率與水平，對于工作人員，要了解無人機技術的發展趨勢，并不斷對其應用方法進行優化，發揮出無人機自動巡檢的優勢，從而促進其進一步發展。