輸電線路無人機(jī)巡檢路徑規(guī)劃研究

宋小光

摘要：隨著架空輸電線路的增多，架空輸電線路的運(yùn)行維護(hù)環(huán)境變得更加復(fù)雜，對架空輸電線路運(yùn)行維修的要求也在不斷提升。從電力企業(yè)日常運(yùn)行維護(hù)管理發(fā)展情況來看，傳統(tǒng)人工巡檢方式會遭受比較多的限制，加上無人機(jī)輸電線路巡檢效率低下，在日常巡檢的時候無法保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：輸電線路;無人機(jī);巡檢路徑;規(guī)劃

1無人機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢

（1）借助無人機(jī)可以完成架空線路高空巡檢作業(yè)，并快速查找高壓輸電線路故障點，為后續(xù)故障檢修提供參考和借鑒;

（2）使用這種技術(shù)，可以減少傳統(tǒng)的登高作業(yè)方式，與此同時電力員工可以通過無人機(jī)反饋回來的信息判斷具體的故障，并快速查找高壓輸電線路故障點，為后續(xù)故障檢修提供參考和借鑒;

（3）在一些比較不方便作業(yè)的區(qū)域，使用這種技術(shù)可以實現(xiàn)快速準(zhǔn)確地找到故障，并快速查找高壓輸電線路故障點，為后續(xù)故障檢修提供參考和借鑒;

（4）高壓絕緣子還有一些金具在進(jìn)行局放檢測時，可以大大降低工人的工作強(qiáng)度，具有非常明顯的優(yōu)點。

2無人機(jī)巡檢功能

無人機(jī)巡檢系統(tǒng)包含無人機(jī)、信息采集設(shè)備、通信設(shè)備、地面工作站四個部分組成，這四個部分具有各自的功能。無人機(jī)能夠通過人工遙控設(shè)備來對飛行線路、停留的位置進(jìn)行控制，之后通過自身信息采集設(shè)備來將收集到的信息進(jìn)行整合，而后借助通信設(shè)備來將信息傳遞給工作站。無人機(jī)會在工作人員的操作下來完成一系列信息的采集整理，之后按照各個指令要求完成工作。無人機(jī)能夠?qū)旊娋€路中的絕緣子、引流線、導(dǎo)線、桿塔開展檢查，通過發(fā)熱擊穿或者接觸點發(fā)熱的方式來對輸電線路中是否懸掛異物、是否存在斷股或者脫落的情況進(jìn)行檢查。

3基于無人機(jī)的輸電線路巡檢技術(shù)應(yīng)用

3.1搭建智能巡檢平臺

結(jié)合線路運(yùn)檢隱患實際，以多旋翼無人機(jī)為平臺，通過掛載不同類型的圖像及點位數(shù)據(jù)采集智能設(shè)備以實現(xiàn)對電力線路及附屬設(shè)備的全方位故障檢測，提高數(shù)據(jù)智能化采集效率。通過軟件與硬件融合搭建無人機(jī)智能巡檢平臺，集成數(shù)據(jù)中央處理、分析前端顯示和隱患后端管理，智能開展無人機(jī)巡檢計劃管理和隱患消缺管理，按照精益化的管理要求對圖片和點位數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔存儲。通過智能巡檢系統(tǒng)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，深度融合無人機(jī)巡檢和人工巡檢數(shù)據(jù)，生成報表和數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)三維可視化展示，為輸電運(yùn)檢提供可靠數(shù)據(jù)支撐。

3.2無人機(jī)巡檢航線規(guī)劃

在正式運(yùn)用智能無人機(jī)設(shè)施開展巡檢工作之前，還需要提前設(shè)計好飛行航線，現(xiàn)階段主要有兩類航線，一類是三角航線，另一類則是直線航線。詳細(xì)而言，三角航線對于智能無人機(jī)裝置起飛地點橫向輸出的線路更加合適，比較適合較大的檔距的線路，智能無人機(jī)設(shè)備難以接近輸電線路的保護(hù)區(qū)，不會對線路造成影響。需要注意的是，此項航線計劃模式，正式運(yùn)用于電力線路的巡檢環(huán)節(jié)中時，往往會加大無人機(jī)的操控難度，這便需要相關(guān)實施人員熟悉裝置的操作方式，以便可以更加準(zhǔn)確的開展識別與調(diào)整管控工作。與三角航線相比，直線航線更加適用于升空場地勢平坦的環(huán)境，同時檔距較為短小的電力線路，在開展智能無人機(jī)設(shè)施巡檢工作的過程中，合理規(guī)劃線路巡檢順序，以此確保巡檢的整體成效。

3.3無人機(jī)巡檢的實際應(yīng)用

借助于無人機(jī)的攝影問題排查技術(shù)，電力系統(tǒng)輸電線路的相關(guān)工作人員可以快速、準(zhǔn)確地獲取高質(zhì)量、高分辨率的周圍地理環(huán)境的相關(guān)信息，無人機(jī)采集所獲取的信息有著較高的直觀性，有助于對線路環(huán)境的認(rèn)識。無人機(jī)可以實現(xiàn)從“人工操控”到“自主巡航”。如某供電公司組織無人機(jī)工作，3月17日上午，短短15分鐘，無人機(jī)組就完成了330kV輸電線路的自主巡查。由于操作人員的技術(shù)水平和試驗?zāi)Ｊ讲煌瑱z查質(zhì)量和結(jié)果存在誤差，存在一定的操作風(fēng)險。”周洪臣介紹，USAR自動無人機(jī)駕駛檢查后，只有監(jiān)護(hù)人才能完成所有檢查工作，降低了工作成本和作業(yè)強(qiáng)度，使工作更加規(guī)范化、安全化，檢查效率大大提高，借助新技術(shù)，無人機(jī)可實現(xiàn)高精度自動逐站、逐塔巡線、數(shù)據(jù)實時返回等功能，并自動完成日常巡更工作，即使拇指大小的螺絲松了，也逃不過無人機(jī)的眼睛，目前無人機(jī)裝備TEMSIDO系統(tǒng)，用于從線路走廊的高精度激光云中購買數(shù)據(jù)，并完成了340公里云點地震測線的實際三維建模場景，由于無人機(jī)采集所獲取的信息有著較高的直觀性，有助于工作人員對線路環(huán)境形成清晰的認(rèn)識。

在電力系統(tǒng)輸電線路的問題排查中應(yīng)用無人機(jī)是十分可行且十分必要的，有著廣闊的應(yīng)用空間和發(fā)展前景。無人機(jī)巡檢技術(shù)可以代替人工，完成特殊情況的作業(yè)，且無人機(jī)受到環(huán)境因素的干擾較小，為進(jìn)一步提高效率，還可以對線路進(jìn)行立體模型的構(gòu)建，對線路進(jìn)行優(yōu)化。

3.4自主巡檢技術(shù)

架空輸電線路無人機(jī)巡檢作業(yè)操作的時候會由地面操作人員根據(jù)自己所看到的以及收集上來的影像資料指導(dǎo)無人機(jī)拍攝。自主巡檢技術(shù)對操作人員的個人操作能力有著較高的要求，且需要根據(jù)場地的不同情況來做出相應(yīng)的調(diào)整。在架空輸電線路數(shù)量較多的情況下，完全依靠操作人員無法順利完成工作。不僅如此，受技術(shù)自身的影響，自主巡檢技術(shù)在實施應(yīng)用的時候會出現(xiàn)以下問題;（1）技術(shù)不成熟，無人機(jī)每次拍攝角度和位置差別比較大，最終導(dǎo)致拍攝影像的質(zhì)量高低不一。

3.5固化巡檢工作流程，實現(xiàn)規(guī)范有序閉環(huán)管理

搭建自上而下、實時反饋的無人機(jī)智能巡檢網(wǎng)絡(luò)，將無人機(jī)巡檢和人工巡檢進(jìn)行整合，實行統(tǒng)一部署，對所有線路的運(yùn)維和檢修實行計劃式管理。編制標(biāo)準(zhǔn)化的無人機(jī)巡檢作業(yè)指導(dǎo)書，規(guī)范巡檢全過程工藝流程，使作業(yè)人員隨時保持清晰的思路，減少人為因素對巡檢質(zhì)量的影響。繪制簡明、合理的無人機(jī)巡檢拍攝路徑圖冊，簡化多余無人機(jī)移位路徑和冗余拍攝動作，更加高效地完成巡檢工作。通過巡檢計劃下達(dá)、任務(wù)劃分、數(shù)據(jù)上傳和歸檔，系統(tǒng)自主開展隱患分析和計劃更新，通過計劃預(yù)警指導(dǎo)巡視計劃調(diào)整，通過隱患分析結(jié)果制定檢修策略，將結(jié)果反饋至班組進(jìn)行處理，實現(xiàn)計劃下達(dá)至缺陷消除閉環(huán)管理。

參考文獻(xiàn)

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