鄧偉 周承清

摘要：近些年來，伴隨著我國城市化建設(shè)的步伐逐步加快，促進了各個領(lǐng)域的發(fā)展得到了突飛猛進的提高，尤其是在電力系統(tǒng)中，輸電線路多架設(shè)在較為惡劣的環(huán)境中，僅靠人工去完成所有的巡視工作，需要耗費大量的人力、物力和財力，而且難以滿足輸電線路正常運行的標準。現(xiàn)階段投入的無人機技術(shù)能夠很好地解決類似問題，大幅提高巡視效率，保證測量數(shù)據(jù)的精確性以及巡視面積的廣泛性。文章主要對輸電線路無人機巡視技術(shù)、輸電線路無人機作業(yè)效率方法、提升輸電線路無人機安全措施等展開探討，具有一定的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：提升;輸電線路;無人機作業(yè)效率;安全的措施

引言

要想實現(xiàn)電網(wǎng)安全運行，需將輸電線路巡視工作放在首要位置上，在電網(wǎng)發(fā)展速度不斷加快的同時，輸電線路經(jīng)過的區(qū)域隨之變大，如何采取措施提升和保證輸電線路的穩(wěn)定性和安全運行已經(jīng)成為了急需解決的問題。過去的主要巡視方式為人工登塔巡查，其運行時間較長、工作量大，其最終的巡視結(jié)果差強人意，尤其是在巡查復(fù)雜地質(zhì)情況時有時會給工作人員的生命安全造成巨大威脅。在無人機投入到工作中以后，大大提升了輸電線路巡視工作的效率，巡視人員的人身安全也得到了保障。然而，在無人機巡視作業(yè)的過程中，若未按照作業(yè)指導(dǎo)書或未做足相應(yīng)的準備工作，必定會影響機巡作業(yè)的效率以及安全。

1輸電線路無人機巡視技術(shù)

盡管線路所在的地形地貌、風(fēng)速風(fēng)向等現(xiàn)場環(huán)境和作業(yè)時的起始地點、天氣有所不同，無人機巡視路徑規(guī)劃都需要遵循面向大號側(cè)先左后右、從下至上（對側(cè)從上至下）、先小號側(cè)后大號側(cè)的基本原則。依據(jù)這個基本原則，不同飛手因?qū)I(yè)務(wù)的熟練程度不同所拍攝的巡檢圖像大相徑庭，經(jīng)常出現(xiàn)虛焦、部件主體不突出等問題，圖片拍攝效果不好將直接影響后續(xù)根據(jù)圖像識別診斷部件缺陷的準確率。同時，面對輸電線路巡視復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境，無人機受其自身軟硬件條件的限制，如自身的續(xù)航能力、重量和尺寸，無法形成持續(xù)有力的作業(yè)能力。無人機巡檢采集的大量影像，需由人工逐一篩選、識別線路設(shè)備缺陷，并分類歸檔存儲，工作量大，效率低。針對上述問題，提出了一種輸電線路無人機自主巡視的實現(xiàn)方案，分析了無人機巡視作業(yè)全流程體系架構(gòu)，研制了輸電線路無人機巡視系統(tǒng)，通過固化作業(yè)點，建立標準化航線庫，用戶可在無人機運維管控系統(tǒng)一鍵觸發(fā)巡視任務(wù)，無人機將執(zhí)行巡檢任務(wù)并實時回傳巡視視頻，自動下載巡視圖像，運維管控系統(tǒng)自動分類、分析巡視圖像、生成巡視報告，并將自主巡視技術(shù)應(yīng)用于電力輸電線路巡視。巡視結(jié)果驗證了無人機巡視技術(shù)的有效性，無人機巡視規(guī)?；瘧?yīng)用將大大降低運維人員的工作難度，降低其對操控?zé)o人機技能的掌握，擺脫繁瑣的數(shù)據(jù)整理，集中精力到輸電專業(yè)核心技術(shù)的學(xué)習(xí)研究和電力通道隱患的治理檢查。

2輸電線路無人機作業(yè)效率方法

2.1前期準備工作

在巡檢作業(yè)之前認真檢查無人機的整體情況，硬件包括無人機本體是否正常、電池是否正常等，軟件方面包括無人機固件與遙控、吊艙固件是否匹配、飛行數(shù)據(jù)庫是否最新、實名登記信息是否有效等，測試遙控信號與無人機是否有效連接，并準備足夠的電池。資料準備：在巡檢作業(yè)之前認真勘察作業(yè)現(xiàn)場，可通過GIS、衛(wèi)星圖、三維系統(tǒng)、線路建造設(shè)計圖、地形圖事先調(diào)查所要巡視的線路的以下環(huán)境要素：地形條件狀況、有無允許起降的場地、飛行空域是否視野廣闊、有無遮擋物等，從而避免正式巡視時飛出遙控范圍，導(dǎo)致失聯(lián)、墜毀等事故。全面了解和掌控整個巡查區(qū)域，制定有效的巡檢方案，必要時將無人機巡檢工作向航空管制部門備案。無人機準備：根據(jù)不同的作業(yè)任務(wù)及線路環(huán)境特點采用不同的機型進行作業(yè)才可勝任巡檢任務(wù)。優(yōu)先選用性能滿足要求且更輕便的無人機，單人可攜帶。必須檢查所用的無人機的外觀，如是否有外觀損傷、電機轉(zhuǎn)動是否正常、槳葉有無損壞、受力部件有無裂痕等。電池準備：在前期設(shè)備的準備與檢查中，充分考慮攜帶的電池是否滿足本次巡檢的需求。在數(shù)量方面，電池數(shù)量與作業(yè)量要足夠匹配;在電池狀態(tài)方面，注意檢查電池的外觀是否有損壞、變形等現(xiàn)象;電池接口的金屬片是否存在破損、燒蝕等現(xiàn)象;電池電量是否為滿電等。運輸準備：由于架空線路的地理因素，驅(qū)車前往作業(yè)現(xiàn)場，通常會行駛在泥濘破損的道路，所以無人機通常需要裝箱保護。但是，無人機的裝載與卸載一定程度上也影響了作業(yè)效率。因此可利用快裝快拆的底座固定于車上，實現(xiàn)免裝箱、快速拿放無人機，同時保護無人機各部件不受運輸?shù)挠绊?。圖傳接收、遙控、監(jiān)視器一體化設(shè)計，同樣可以提高運輸?shù)男省?/p>

2.2處理圖像

在處理無人機拍攝的圖像信息時，最先采取人工預(yù)覽的方式檢查故障點的存在情況，發(fā)現(xiàn)故障點后做好標記。仔細分析那些可能存在故障的圖片，并采取措施處理。仔細核查故障點信息，有些無法正確識別的故障點需要二次實地勘察。現(xiàn)有的巡檢圖像處理方式大都基于人工判讀的方式來完成目標部件缺陷的定義，人工判讀方式勞動強度大、工作效率低，存在漏判誤判的可能。人工處理機巡數(shù)據(jù)的工作模式可轉(zhuǎn)變?yōu)闄C器+人工的作業(yè)模式，可用計算機將數(shù)據(jù)自動分類，然后在利用人工智能技術(shù)對缺陷進行識別，最后再開展人工復(fù)核的工作，將縮短處理可見光數(shù)據(jù)處理的時長，提升數(shù)據(jù)處理效率。

3提升輸電線路無人機作業(yè)安全措施

3.1提高遠距離無人機的通信能力

當(dāng)前，無線通信技術(shù)仍有一定限制性，即無人機巡線作業(yè)都要操作人員在現(xiàn)場配合共同操作，且所巡檢范圍無法超出所設(shè)置的最大遙控距離，否則飛行數(shù)據(jù)、控制鏈路將受到影響。另外，盡管現(xiàn)階段市面上流通的分新型無人機可以接入4G、5G移動通信和無線網(wǎng)絡(luò)模塊，然而因為其所巡檢路線通常都沒有移動信號，所以這一技術(shù)依舊受到較大限制。

3.2提高無人機的操控能力

由于巡檢輸電線路一般較長，部分線路或路段穿越山區(qū)、叢林或無人區(qū)。因此，在一些極端情況下可能受微氣象影響，此時能否保證無人機平穩(wěn)飛行、無振動抖動、能否有效捕捉線路故障點非常重要，這就需要無人機操作人員具備較高的飛行控制能力。常用的能力培訓(xùn)方式包括繞8飛行、原地360自旋飛行、第一視角飛行等訓(xùn)練。

3.3加強無人機轉(zhuǎn)場運輸?shù)谋Ｗo

從過往的作業(yè)經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，部分作業(yè)人員為了轉(zhuǎn)場快捷方便，作業(yè)結(jié)束回收后的無人機直接放在車座椅或者尾箱，未作任何保護，可能由于路途的顛簸導(dǎo)致無人機某些部件受損，特別是云臺等軟連接部件。因此需要加強無人機轉(zhuǎn)場運輸?shù)谋Ｗo，除了利用運輸箱外，為了提高效率，可用專用車載運輸固定架，即實現(xiàn)無人機轉(zhuǎn)場時的快拆快裝，又可以很好地保護無人機及其云臺。

結(jié)語

在巡視輸電線路的過程中，使用無人機可以取得最佳的效果，將工作人員的工作失誤降到最低，顯著提升巡視人員的工作質(zhì)量和工作效率，發(fā)現(xiàn)輸電線路的潛在隱患，使輸電線路的安全滿足運行標準。隨著應(yīng)用的廣泛化，機巡的作業(yè)效率及安全變得尤為重要。本文所述的內(nèi)容為長期現(xiàn)場巡視作業(yè)工作經(jīng)驗所得，形成規(guī)范的管理模式，一定程度上可提升機巡的運維水平。

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