吳鵬陽(yáng)

電子科技大學(xué)成都學(xué)院，四川 成都 610000

0 引言

我國(guó)有人居住的疆域面積極其寬廣，因此需要電路網(wǎng)線等盡可能普及。據(jù)了解，目前我國(guó)的電路網(wǎng)線等多鋪設(shè)在高山密林、高樓林立的城市區(qū)或者公路上空，輸電線路架設(shè)、排查問題、維修等工作需要耗費(fèi)大量的精力和時(shí)間，而且工作難度相對(duì)較大[1]?；诖耍恼卵芯繉o人機(jī)技術(shù)應(yīng)用于輸電線路巡視，一方面替代人力勞動(dòng)完成相關(guān)工作，另一方面確保工作效率得以提升。

1 無人機(jī)巡視概述

1.1 特點(diǎn)

無人機(jī)的機(jī)型一般較小，對(duì)于多種復(fù)雜地形以及自然環(huán)境都能應(yīng)對(duì)自如。另外，無人機(jī)的操作性比較強(qiáng)，參與無人機(jī)駕駛工作的人員只要經(jīng)過培訓(xùn)，達(dá)到合格的水準(zhǔn)，就可熟練操作無人機(jī)進(jìn)行輸電線路的巡視工作。此外，在無人機(jī)工作的過程中對(duì)于工作人員人數(shù)的要求也相對(duì)較少，一架無人機(jī)可以承擔(dān)多個(gè)人工勞動(dòng)力的工作量，這是在輸電線路巡視中多采用無人機(jī)進(jìn)行工作進(jìn)而提高工作效率、節(jié)省工作時(shí)間以及節(jié)約成本的重要原因之一。

在傳統(tǒng)情況下，進(jìn)行輸電線路巡視工作時(shí)，需要人工記錄的數(shù)據(jù)和信息較多，包括線路損壞的程度、線路損壞的地點(diǎn)、需要維修線路的數(shù)量以及類型等。要想把這些復(fù)雜的資料記錄準(zhǔn)確并且做到無一遺漏，人工操作難免會(huì)出現(xiàn)一定的錯(cuò)誤，而采用無人機(jī)進(jìn)行巡視工作不僅可以精確記錄各類數(shù)據(jù)，并且能將所有的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行順序排列整理，有利于工作人員提取數(shù)據(jù)和資料，為后續(xù)工作提供了便利[2-3]。

1.2 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

運(yùn)用無人機(jī)進(jìn)行輸電線路的巡視工作，具備多種優(yōu)勢(shì)，其中最重要的是可以在一定程度上減少對(duì)工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全的危害。在老式工作方式的操作背景下，需要大量的人工勞力參與輸電線路的安全檢測(cè)，避免不了接觸線路，如果事先對(duì)已經(jīng)有漏電損害的線路不了解的話，在進(jìn)行線路檢查時(shí)很有可能出現(xiàn)觸電的風(fēng)險(xiǎn)。但是，采用無人機(jī)進(jìn)行巡檢，不僅操作輕松簡(jiǎn)單，而且可以將輸電線路對(duì)于工作人員的人身傷害降至最低，這也為單位減少了不必要的效益損失。

另外，因?yàn)榻?jīng)常有異常惡劣的工作環(huán)境出現(xiàn)，所以無人機(jī)也可能會(huì)有墜機(jī)或者其他問題出現(xiàn)，但無人機(jī)可以將數(shù)據(jù)和信息實(shí)時(shí)傳送給地面，即便無人機(jī)因?yàn)楦鞣N原因無法平安落地，但是其已經(jīng)記錄的數(shù)據(jù)和信息不會(huì)丟失，即不會(huì)影響團(tuán)隊(duì)后期的工作進(jìn)程。此外，無人機(jī)的續(xù)航能力較強(qiáng)，其工作時(shí)間也較長(zhǎng)。

1.3 對(duì)比傳統(tǒng)方式

經(jīng)過一段時(shí)間的實(shí)踐比較可知，人工巡視的效果遠(yuǎn)不如無人機(jī)巡視的效果，無論是從檢查線路的效率，還是從檢查線路損壞的準(zhǔn)確度來講，都是無人機(jī)更勝一籌。

（1）輸電線路巡視工作中的安全問題。如果因?yàn)閱挝粚?duì)于工作人員的培訓(xùn)力度不夠，或者因?yàn)楣ぷ魅藛T自身的某些因素導(dǎo)致其在工作時(shí)受到傷害，不僅會(huì)降低單位的聲譽(yù)，在社會(huì)上造成一些不好的影響，更會(huì)使單位面臨各種人事糾紛，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)阻斷單位后期的發(fā)展道路。使用無人機(jī)代替人工進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量，即便無人機(jī)在工作過程中有任何損壞，也僅會(huì)造成經(jīng)濟(jì)方面的損失。

（2）輸電線路巡視工作中所涉及內(nèi)容的準(zhǔn)確性，傳統(tǒng)人工的操作方式流程比較復(fù)雜而且所用的工具設(shè)備在高空作業(yè)時(shí)攜帶不便，而且工作人員可能會(huì)漏測(cè)某條線路的信息甚至可能在面臨突發(fā)狀況時(shí)選擇相信自己的經(jīng)驗(yàn)主義，使事態(tài)向不可控制的方向發(fā)展。無人機(jī)巡視輸電線路的環(huán)節(jié)雖然也有很多項(xiàng)，但是由于其具有機(jī)械化的操作記憶和運(yùn)行速度，即使同時(shí)面對(duì)多處線路損壞的情況，仍然可以應(yīng)對(duì)自如，并且保證不漏測(cè)一處、不記錯(cuò)一處。

2 無人機(jī)技術(shù)在輸電線路巡視中的具體運(yùn)用

2.1 飛行控制技術(shù)

無人機(jī)的飛行控制技術(shù)即自主完成任務(wù)的技術(shù)，主要包括自動(dòng)巡視、精準(zhǔn)避障、平衡力控制等，這三個(gè)方面是無人機(jī)巡視檢查線路系統(tǒng)最重要且作用最明顯、最大的組成部分[4]。

（1）無人機(jī)的自動(dòng)巡視功能與工作人員通過遠(yuǎn)程手動(dòng)控制的巡視功能有著明顯的不同，主要表現(xiàn)在無人機(jī)自動(dòng)巡視的功能可以依靠機(jī)體芯片內(nèi)事先被保存好的航線、桿塔具體地點(diǎn)、巡視點(diǎn)周圍的自然環(huán)境等完美地完成自主巡視線路的工作，為單位縮減人工成本，使相關(guān)單位可以將聘請(qǐng)工作人員的資金運(yùn)用到研發(fā)先進(jìn)無人機(jī)或者其他相關(guān)機(jī)械設(shè)備中。

（2）無人機(jī)精準(zhǔn)避障功能的作用對(duì)自動(dòng)巡視來說也非常重要。無人機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行線路檢查時(shí)，難免會(huì)遇到各種各樣的空中障礙，其可以根據(jù)自身原本具備的紅外線、聲吶等的識(shí)別技能來改變短距離的航線，保證其可以在距離障礙還有一段距離時(shí)就可以檢測(cè)到危險(xiǎn)，并順利避開。

（3）無人機(jī)的平衡力控制功能也必不可少，即使紅外線、聲吶等的障礙識(shí)別技能再靈敏，也可能有意外的情況出現(xiàn)。如果無人機(jī)在飛行過程中，不慎碰到某種障礙物，必然不能使自身保證原來的平衡度，嚴(yán)重時(shí)甚至有墜機(jī)的危險(xiǎn)。但是，其擁有的平衡力控制功能，可以使無人機(jī)在高空中向下高速墜落的過程中迅速形成與地球重力互為掣肘的力量，幾秒鐘的時(shí)間就可以恢復(fù)至原本的平衡度，并且回歸航線正常運(yùn)行。

2.2 多角度多光譜成像技術(shù)

裝有AMTIS系統(tǒng)的無人機(jī)，可以獲得可見光和紅外線之間的全部圖像，通過這些圖像可以很好地確定線路損壞點(diǎn)的具體位置，還可以做到對(duì)這些地方的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)察和調(diào)控，方便后續(xù)的維修工作。

2.3 激光技術(shù)

激光技術(shù)也是無人機(jī)對(duì)輸電線路巡視技能中的一種，主要用來檢測(cè)線路中絕緣子，幫助工作人員判斷絕緣子是否裂開，或者裂開程度的大小等情況。該技術(shù)的基本原理是利用反射鏡產(chǎn)生出來的超聲波作用到絕緣子表面，隨后引起振動(dòng)，通過觀察這種振動(dòng)，即可發(fā)現(xiàn)頻率與正常絕緣子的振頻完全不同。

3 無人機(jī)技術(shù)在輸電線路巡視過程中的運(yùn)用途徑

3.1 電子監(jiān)控途徑

電子監(jiān)控途徑主要指某些平臺(tái)或者系統(tǒng)對(duì)無人機(jī)具備遠(yuǎn)程的操作調(diào)控功能，工作人員可以通過裝配有此種系統(tǒng)或者平臺(tái)的計(jì)算機(jī)和手機(jī)App來實(shí)現(xiàn)對(duì)無人機(jī)的遠(yuǎn)程電子監(jiān)控，使無人機(jī)拍攝的照片及測(cè)量的圖像和數(shù)據(jù)可以很快地傳輸至工作人員處。

3.2 數(shù)據(jù)采集與傳輸途徑

無人機(jī)在飛行過程中可以通過紅外熱像技能將圖像、照片、線路損壞地點(diǎn)等信息實(shí)時(shí)地傳輸?shù)降孛?，便于地面工作人員將所有數(shù)據(jù)和信息組合進(jìn)一步進(jìn)行分析，進(jìn)而快速制訂針對(duì)性和可操作性的維修養(yǎng)護(hù)方案。

3.3 故障檢測(cè)途徑

現(xiàn)階段的科學(xué)技術(shù)雖然無法使無人機(jī)對(duì)有損壞的線路進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)，但是對(duì)無人機(jī)在輸電線路的巡視方面尤為重視，其中運(yùn)用到的電子光學(xué)檢測(cè)技術(shù)和紅外熱像檢測(cè)技術(shù)都不容小覷。電子光學(xué)檢測(cè)技術(shù)可以檢查輸電線路內(nèi)是否有缺損的部分，紅外熱像檢測(cè)技術(shù)可以通過熱像掃描對(duì)比找到輸電線路中與其他地方有明顯溫度差的發(fā)熱點(diǎn)，并且可以將這些異常點(diǎn)重點(diǎn)標(biāo)記，再進(jìn)行更深層次和更精密的調(diào)查工作，這兩項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)的最終目的都是為了判斷線路中絕緣子是否破裂，幫助工作人員展開進(jìn)一步的修護(hù)工作。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，文章首先闡述了無人機(jī)巡視相比傳統(tǒng)人工巡視所具備的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，然后分析了無人機(jī)技術(shù)在輸電線路巡視中的具體運(yùn)用和運(yùn)用途徑。無人機(jī)作為一種機(jī)械設(shè)備相比較于人工來說，具有多方面的優(yōu)勢(shì)，因此有必要將其運(yùn)用于輸電線路的巡視中。