林建軍

摘 要：人工監(jiān)測、直升機監(jiān)測等原始的輸變電工程監(jiān)測模式已經(jīng)無法滿足規(guī)模越來越大的電力鋪設工程及相應工程維護的需求，且這些原始監(jiān)測模式耗時耗力，缺陷明顯。但在無人機出現(xiàn)并廣泛投入各項工程監(jiān)測活動后，高效、安全、省時省力地對輸變電工程進度進行監(jiān)測成為了可能。重點探討了基于無人機的輸變電工程進度監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)條件與運作流程。

關鍵詞：無人機；輸變電工程；GPS；定位技術

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.03.046

1 研究進度監(jiān)測系統(tǒng)的重要性

隨著無線通信技術、航空遙感測繪技術、GPS導航定位技術及自動控制技術的發(fā)展，很多軍用技術已經(jīng)拓展到了民用設施中，其中，最具代表性的就是無人機技術的運用。因為無人機具有簡單小巧、成本低廉、容易操控、對作業(yè)環(huán)境要求低等特點，已在社會多個領域得到了廣泛應用，如今在輸電線路運行方面的應用更是發(fā)揮了巨大的作用?；跓o人機技術對輸變電工程進度的監(jiān)測主要在于利用無人機空中平臺的功能，攜帶高倍照相機、高清攝像機、紅外成像儀、導線損傷探測儀等設備，操作人員依據(jù)所要巡視線路區(qū)段信息和作業(yè)內(nèi)容在地面控制系統(tǒng)中制訂相應的飛行航線，控制無人機對線路本體和走廊保護區(qū)進行全光譜的快速拍攝監(jiān)測，后臺技術人員及時對影像數(shù)據(jù)進行綜合分析，有異常情況及時發(fā)出預警，從而快速發(fā)現(xiàn)隱患，提高巡視效率和質(zhì)量。此外，還能在最短時間內(nèi)控制因氣候變化、惡劣地形制約等因素破壞輸變電線路所造成的不良影響，避免延誤輸變電工程進度。監(jiān)測系統(tǒng)的存在是輸變電工程穩(wěn)步運行的重要保障。

綜上所述，對基于無人機技術對輸變電工程進度監(jiān)測系統(tǒng)的研究具有十分重要的現(xiàn)實意義。

2 技術條件

基于無人機的輸變電工程的監(jiān)測系統(tǒng)，需要采用無人機攝影測量技術。關于該技術的應用，需要注意以下3個關鍵問題：①數(shù)碼相機影像畸變糾正、航高與焦距選擇、飛行與攝影的姿態(tài)控制；②野外控制點布設方法與空中三角測量精度的關系；③數(shù)據(jù)處理軟件功能需求與影像匹配算法。

此外，通過開展場地試驗和工程試驗，對于利用無人機搭載數(shù)碼相機完成輸電線路及區(qū)域航空攝影數(shù)據(jù)獲取的技術可行性進行評價，通過實地采集的檢查點檢驗了航空攝影測量精度，可得出以下結論：無人機攝影測量技術可滿足1∶2 000地形圖測繪的要求，在合理選擇攝影參數(shù)和數(shù)據(jù)處理方法的前提下，也可以滿足丘陵地區(qū)及山地的1∶1 000的測圖要求。此技術可以達到1∶500/1∶5 000的線路平斷面圖測量的精度要求，完全可以滿足輸電線路優(yōu)化選線以及平斷面圖數(shù)據(jù)采集的要求，為輸電線路工程提供了一種可以替代常規(guī)航空攝影的非常實用的解決方案，從而實現(xiàn)對輸變電工程情況的實時監(jiān)測。

其他的技術條件還有應用嵌入式系統(tǒng)、無線通信、視覺圖像處理等技術，并設計出基于無人機航拍圖像的故障識別終端。該識別終端主要包括圖像采集、視頻編碼、故障識別、信息通信等功能，具體流程為：用抗震能力強、性能穩(wěn)定的CCD攝像頭進行圖像采集，采集到的圖像經(jīng)視頻解碼器數(shù)字化，轉化為BT.656格式的視頻流，并發(fā)送到數(shù)字媒體處理器；處理器將視頻流轉換為YUV格式并對其進行編碼，內(nèi)部的DSP處理器運行故障檢測算法，對編碼后的圖像數(shù)據(jù)進行故障檢測；通過長距離、永遠在線的GPRS網(wǎng)絡實時反饋輸電線路的檢測結果，以實現(xiàn)對輸變電工程進度的監(jiān)測。

3 運作流程

目前，基于無人機的輸變電工程進度監(jiān)測系統(tǒng)標準運作流程如下：制訂需要監(jiān)測的輸變電線路的巡檢計劃，確定巡檢機型；對現(xiàn)場踏勘、校準GPS、高程并申請空域-固定翼或進行現(xiàn)場踏勘后，申請空域-多旋翼；開具工作票，然后執(zhí)行對應的飛行任務、導出當次的飛行數(shù)據(jù)；對飛行數(shù)據(jù)進行深度分析，對監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)的缺陷或問題進行識別，結合能夠影響輸變電工程進度的輸電線路缺損情況、地形制約、天氣變化等各個關鍵要素監(jiān)測的所得數(shù)據(jù)，制作出最終的完整報告。

為了進一步闡明上述監(jiān)測系統(tǒng)標準運作流程，筆者以使用固定翼無人機進行線路通道巡視為例。假設某供電公司220 kV配套工程，桿塔數(shù)量為90級，長度為30 km。2名班組成員操控電動固定翼無人機飛行一個架次，耗時60 min，利用無人機航拍的照片錄像等資料從高空直觀的查看各類隱患的具體位置，既可以核實設計中要求處理的安全隱患的處理情況，又可以作為今后認定線路投運后線下建筑或樹木為施工遺留，還是成為施工后建設、栽種的依據(jù)，這些都是人工地面排查無法做到的。使用多旋翼無人機進行桿塔精確巡查，每天工作8 h，巡視20級桿塔，大約耗時4 d，多旋翼懸停在桿塔每一層級，對該層級絕緣子、線路金具、導線與金具連接處和附屬設施進行無死角精確拍照，形成桿塔本體圖片數(shù)據(jù)庫。通過對圖片的分析發(fā)現(xiàn)安裝缺陷，多旋翼可見光巡查，減少工人登桿強度?；跓o人機的輸變電工程進度監(jiān)測系統(tǒng)的投入運作不僅極大地節(jié)約了人工驗收的時間，而且全面地提高了輸變電工程單位的工作效率，無論是輸變電的鋪設，還是維護工程，都能有效避免進度滯后的情況出現(xiàn)。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕