李鴻南 劉思議

摘要：當(dāng)前我國在輸電線路的巡檢中已經(jīng)大面積應(yīng)用智能無人機(jī)進(jìn)行巡檢，采用智能無人機(jī)進(jìn)行巡檢的工作項目與巡檢路徑之間存在著較大的聯(lián)系，通常不同的巡檢任務(wù)所需要利用的無人機(jī)機(jī)型所能適應(yīng)不同區(qū)域的地質(zhì)情況，規(guī)劃相應(yīng)的飛行路徑，這樣才可以充分地表現(xiàn)出無人機(jī)在飛行中的飛行性能，避免無人機(jī)在飛行中飛行任務(wù)由于受到飛行區(qū)域不良的影響造成中斷。本文作者便主要在基于輸電線路智能無人機(jī)巡檢研究應(yīng)用的基礎(chǔ)上，探討了輸電線路智能無人機(jī)巡檢的優(yōu)勢與缺陷，在對輸電線路智能無人機(jī)巡檢中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，為完善輸電線路智能無人機(jī)巡檢提供些許參考意見。

關(guān)鍵詞：輸電線路;智能無人機(jī);巡檢;應(yīng)用研究

引言

如果在巡檢中采用載人直升機(jī)進(jìn)行巡檢，那么該巡檢模式只能適用于小范圍的精準(zhǔn)化巡檢且巡檢成本較高，因此我國局部區(qū)域開始推廣使用無人機(jī)巡檢，通過無人機(jī)巡檢并可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)輸電線路巡檢過程中的不足，提高電力系統(tǒng)的巡檢效率和巡檢質(zhì)量。

一、輸電線路智能無人機(jī)巡檢的優(yōu)勢與缺陷

在輸電線路巡檢中采用智能無人機(jī)進(jìn)行巡檢，可以改變傳統(tǒng)人力巡檢過程中出現(xiàn)的巡檢效率低下、人力資源大量浪費(fèi)等問題，現(xiàn)階段我國無人機(jī)巡檢正處于初步發(fā)展階段，在巡檢過程中仍然存在著較多不足。這主要源于在輸電線路巡檢中無人機(jī)設(shè)備體積較小、電容量較低，導(dǎo)致無人機(jī)巡檢時間較短，因此難以將無人機(jī)應(yīng)用于距離較長的輸電線路巡檢中。同時無人機(jī)設(shè)備在電路巡檢應(yīng)用中可遙控范圍較小，存在著距離限制，不能對拍攝線路中的缺陷進(jìn)行自行識別。

但是通過使用智能無人機(jī)開展輸電線路的巡檢工作，與傳統(tǒng)的巡檢方式相比還具有一定的優(yōu)勢，首先智能無人機(jī)設(shè)備在電路巡檢過程中需要具備自定導(dǎo)航技術(shù)和自主懸停技術(shù)，這樣便可以防止智能無人機(jī)設(shè)備碰撞施電線路，提高了運(yùn)行安全性，增加電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

二、輸電線路智能無人機(jī)巡檢系統(tǒng)的實現(xiàn)過程

本次研究主要根據(jù)多旋翼無人機(jī)鐵塔巡檢作業(yè)流程對輸電線路無人機(jī)巡檢工作的應(yīng)用進(jìn)行簡要分析。無人機(jī)在開展作業(yè)前需要做好準(zhǔn)備工作，首先應(yīng)當(dāng)調(diào)查巡檢過程中的天氣情況，對巡檢區(qū)域的風(fēng)向、氣壓和風(fēng)力等級進(jìn)行判斷，其次需要明確巡檢作業(yè)過程中的主要目標(biāo)，對線路巡檢區(qū)域的線路名稱和作業(yè)點(diǎn)進(jìn)行定位。實施智能無人機(jī)巡檢工作時，需要通過多個無人機(jī)進(jìn)行起飛前檢查和安全巡檢工作，確保無人機(jī)可以在巡檢過程中正常連接遙控信號。

三、輸電線路智能無人機(jī)巡檢關(guān)鍵技術(shù)

1.控制無人機(jī)飛行姿態(tài)

輸電線路智能無人機(jī)在巡檢過程中，需要保證無人機(jī)在飛行過程中可以對巡檢圖像進(jìn)行收集，在無人機(jī)近距離拍攝輸電鐵塔和線路的過程中，如果無人機(jī)無法克服不穩(wěn)定的風(fēng)向和氣流，那么便會對巡檢效果造成一定的影響。因此為了保證無人機(jī)在工作的過程中擁有良好的巡檢狀態(tài)，這就需要對無人機(jī)的飛行姿態(tài)進(jìn)行精確化的控制，避免無人機(jī)在飛行過程中受到外界的干擾或是系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定的問題，使無人機(jī)可以在起飛后根據(jù)預(yù)先設(shè)計巡檢線路采集照片，再通過人工瀏覽的方式對所采集的照片進(jìn)行識別和記錄。

2.無人機(jī)無線通訊技術(shù)及抗干擾技術(shù)

智能無人機(jī)在線路巡檢過程中會受到鐵塔和輸電線路附近較強(qiáng)的磁場影響，這便會影響到智能無人機(jī)對信號的傳輸效率。智能無人機(jī)在信號的傳輸過程中需要通過地面基站開展雙向數(shù)據(jù)傳輸，這樣才可以完成無線傳輸模塊，操作人員及地面基站便可以根據(jù)無人機(jī)當(dāng)前的飛行狀態(tài)，完成實時視頻拍攝、數(shù)據(jù)圖像傳輸、確定無人機(jī)飛行位置等一系列工作，進(jìn)而提高無人機(jī)在線路巡檢中的抗干擾能力、快速傳輸能力和遠(yuǎn)距離飛行能力。

3.無人機(jī)線路故障查找技術(shù)

智能無人機(jī)在線路巡檢中需要通過其高清攝像機(jī)和相機(jī)，對巡檢路段的線路進(jìn)行視頻錄像和圖片拍攝作業(yè)，同時還需要對這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行自行儲存，工作人員通過無人機(jī)設(shè)備所收集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行時間推算，便可以判斷輸電線路當(dāng)前在運(yùn)行中的工作狀態(tài)。同時還可以及時地發(fā)現(xiàn)線路和鐵塔是否在應(yīng)用中出現(xiàn)閃絡(luò)痕跡、懸掛異物、絕緣子破損、電氣設(shè)備自爆等問題，此外電力公司通過給無人機(jī)搭載不同的探測設(shè)備還可以取得不一樣的探測效果，例如給輸電線路搭載激光雷達(dá)探測儀、紫外成像儀等設(shè)備，便可以幫助無人機(jī)完成鐵塔和線路的實際運(yùn)行情況監(jiān)測。

4.圖像缺陷自動識別技術(shù)

當(dāng)前無人機(jī)在收集圖像信息和輸電線路圖像時，會由于無人機(jī)成像設(shè)備的抖動或無人機(jī)自身機(jī)身不穩(wěn)定造成定位或診斷線路故障，這便會給無人機(jī)帶來模糊圖像的問題。因此無人機(jī)設(shè)備對模糊圖像開展復(fù)原工作較為重要，同時輸電線路所在區(qū)域的地理分布位置和地理環(huán)境較為復(fù)雜，如果僅靠肉眼來降低背景和目標(biāo)圖像之間的差異，那么很難提高圖像的辨識度，往往會遺落部分故障，所以無人機(jī)在采集圖像的過程中通過應(yīng)用圖像缺陷自動識別技術(shù)較為重要。

無人機(jī)飛檢之后需要處理大量的照片數(shù)據(jù)，單靠巡檢人員逐個識別，工作量巨大，而且存在缺陷漏判。利用圖像智能識別技術(shù)，將訓(xùn)練照片統(tǒng)一導(dǎo)入軟件中，將自動識別出桿塔缺陷，并可標(biāo)志出缺陷嚴(yán)重程度，大大縮減工作量，提高效率。

四、輸電線路無人機(jī)巡檢的具體應(yīng)用分析

在輸電線路中采用智能無人機(jī)開展巡檢工作，實際上是高科技巡檢技術(shù)的應(yīng)用，目前我國智能無人機(jī)在巡檢線路中的應(yīng)用還處于研究試驗階段，因此還未形成一套統(tǒng)一的作業(yè)方案和作業(yè)流程。所以在當(dāng)前應(yīng)用中需要通過通常區(qū)間二型模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別提高無人機(jī)對模糊控制器的應(yīng)用，使無人機(jī)在飛行中具有較高的跟蹤精準(zhǔn)度，提高無人機(jī)應(yīng)用中的魯棒性還可以避免無人機(jī)在飛行中受到外界因素的干擾;給智能無人機(jī)搭配紅外線掃描儀，無人機(jī)還可以對輸電線路區(qū)域超過表面溫度的發(fā)熱異常點(diǎn)進(jìn)行紅外光譜圖像分析，這樣便可以判斷輸電線路中的絕緣子、接頭和線路等位置是否出現(xiàn)電氣故障;無人機(jī)在線路巡檢中加入自主預(yù)處理和圖像優(yōu)化技術(shù)，滿足無人機(jī)在對鐵塔和線路運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測時，對高質(zhì)量圖片信息的收集。

五、結(jié)束語

在輸電線路巡檢中如果采用單一的人工巡檢，那么對山區(qū)和跨越大江大河的輸電線路進(jìn)行充電時所耗費(fèi)的時間成本、人力成本較高，同時也難以滿足當(dāng)前大規(guī)模電網(wǎng)建設(shè)對電力巡檢的迫切性需求。因此當(dāng)前在輸電線路的巡檢中采用智能無人機(jī)開展工作，便可以在提高巡檢效率和質(zhì)量的基礎(chǔ)上，增加電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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