無人機巡視系統在電力線路中的設計及實踐探析

黃剛

摘要：借助無人機巡視電力線路，能實現對電力線路的快速巡檢，并有效保障巡視質量。無人機巡視系統在電力線路中的設計與實踐應用，實現了對線路巡檢傳統方式的有效改變，并結合相關設備采集圖像，能促進電力線路實際工作質量和效率實現大幅度提高，并形成準確穩定的巡視結果，還能迅速統計和準確分析巡視結果，并快速找出線路缺陷。本文探析了無人機巡視系統在電力線路中的設計及實踐應用，以期為相關研究提供借鑒。

關鍵詞：無人機;巡視系統;電力線路

前言：無人機巡視系統在對電力線路開展巡視時，通過掌控路徑相應的優化算法，能避免對電力線路產生不良影響，還能調度巡視工作，并計算線路規劃，增強巡視工作的精確性。系統計算分析所采集的圖片，能幫組操作人實現對巡視的指揮監督。另外，系統能滿足用戶各項工作需求，并采集線路圖像，對于提高巡視工作效率，增強巡視工作的安全性具有重要意義。

一、系統總體設計

無人機巡視系統對電力線路進行巡視，主要遵循如下流程：一，對地理位置進行獲取，系統對詳細地點進行導航;二，通過機載成像設備對桿塔和輸電線路進行識別拍攝。同時，無人機將飛機狀態、位置、圖像等信息以無線傳播方式向地面站發送，地面站對信息進行接收并保存，將數據信息作為根據，控制無人機飛行、對圖像數據進行在線處理、判斷系統潛在的故障和隱患等，并對人工識別情況進行篩選排查，得出具體結論[1]。

無人機巡視系統功能結構主要包括如下三層：（1）用戶表現層。該層主要在相關界面展示所收集的信息。用戶可通過界面查看巡視環境以及態勢信息。主要采用網絡無線網上傳下達指令、發布信息、收集信息，同時，是對系統各項應用業務進行拓展的基礎，人機交互界面能幫助管理者實現對系統的更好操作。該層與用戶存在最為緊密的聯系。用戶需通過用戶表現層搜索查詢系統數據，客戶端則能增強用戶對系統的使用體驗。（2）業務邏輯層。該層為用戶提供了系統管理、線路規劃管理、指揮平臺管理、線路巡檢管理、線路監控管理等諸多操作。（3）數據訪問層。該層以數據庫為主要內容，以SQL為系統工具。管理者基于自身權限，能對電力線路涉及的管理信息實施增減、刪除等操作，還能保存相關信息。通過對系統應用進行拓展，能實現對分級數據和分層數據的共享[2]。

二、系統功能模塊設計

1、線路規劃管理模塊設計

為保障無人機實現安全飛行，并確保巡檢質量和效率，要重視規劃飛行線路。無人機巡檢多采用連續飛行路徑，為確保電力充足，在規劃飛行路徑時，要充分考慮其續航能力和飛行距離。線路規劃管理的功能主要包括：（1）線路檔案。線路檔案能記錄主要原始資料和各項技術數據，并通過查看記錄良好開展更改、搶修和生產各項工作，因此要對檔案進行妥善保管。應根據線路實際情況，記錄線路變更、臺賬和各項設計資料，若需更改設備，需對更改項目、標段、日期進行填寫，并保存施工資料和修改文件。（2）線路試驗。電力線路通常采用高功率、大電容電纜，因此要通過交流電壓、實驗等專門設備準確記錄設備情況等。另外，該功能還能對試驗內容進行增刪、修改和查詢。（3）路線查詢，是指管理人員對線路設備、連接數量以及基本信息進行查詢。管理人員完成對系統的成功登陸后，可在系統界面查看線路明細，并對桿塔狀態、線路走徑情況、線路參數等進行瀏覽，還能通過菜單項和樹狀條件查詢線路信息[3]。

2、線路巡檢管理模塊設計

線路巡檢管理模塊主要包括如下功能：（1）巡檢準備，主要包括對作業場景信息、作業環境情況、作業人員信息進行準備，并檢查無人機的使用狀況。（2）巡檢任務，主要是自主巡檢，在地圖上標注桿塔坐標，并編輯無人機的任務和返航航路，將指令對無人機進行成功傳送，并規劃飛行路徑，收集相關數據。無人機按照預設路徑飛抵巡檢任務地點，并對巡檢目標點進行跟蹤。完成全部巡檢任務后，無人機返航地面。（3）結果分析。在無人機巡檢過程中，采集線路圖像，并向總部傳輸相關數據，對反饋的海量圖像實施分類分析。

3、線路監控管理模塊設計

線路監控管理對無人機巡視系統發揮著關鍵作用，通過監控其操作過程，并根據系統功能需求，將收集的數據作為依據，對巡檢員地理位置進行顯示。線路監控管理模塊主要包括如下功能：（1）航線控制。為確保無人機遵循預設航線開展飛行，要根據線路控制算法設置航線。將無人機起飛和降落的具體地點標記在地圖上，并通過航線軌跡算法對飛行航點進行設置，連接多個航點，即構成完整航線。（2）線路維護。向相關科室上報維修項目計劃，經過審核后，制定方案，并在系統中填寫方案信息，對維修項目進行添加和處理。（3）線路檢修。完成對無人機的檢修后，要查看檢修情況，并匯總檢修信息，實現檢修管理。

4、指揮平臺管理模塊設計

指揮平臺管理模塊主要包括如下功能：（1）通信鏈路，能對地面站相關控制參數進行發送，并對無人機遙測數據進行接收，并在相關界面中顯示全部串口號。（2）輔助決策，通過對應急預演、影像范圍、重點區域進行分析，為指揮人員提供分析支持。（3）巡檢考勤，利用巡檢軌跡，統計外業人員的考勤信息，并記錄其工作時間信息，對巡檢人員具體的行動軌跡進行監控，系統即能對其考勤信息進行自動計算。（4）缺陷管理，能實現對缺陷信息的接收、添加，并實現對缺陷的自動識別和處理，能引導工作人員深入了解其工作內容，并增強其工作的高效性，還能幫助各級職能科室便捷查看缺陷信息。

結語

綜上所述，無人機技術覆蓋了諸多應用領域，在電力線路巡檢中也得到了日漸廣泛的應用。無人機巡視系統的應用能有效提高電力線路巡視工作效率，并增強巡視工作的安全性。無人機巡視系統功能結構主要包括用戶表現層、業務邏輯層和數據訪問層。系統功能模塊設計主要包括線路規劃管理模塊設計、線路巡檢管理模塊設計、線路監控管理模塊設計、指揮平臺管理模塊設計。

參考文獻

[1]陳鄯舟. 淺談無人機在35kV電力線路巡視中的應用[J]. 化工管理，2018，（8）：158-158.

[2]吳磊. 電力線路巡視中無人機技術的應用[J]. 大科技，2019，（23）：56-57.

[3]劉軍. 電力線路巡視中無人機技術分析[J]. 信息周刊，2018（25）：54-55.