摘要：隨著我國通用航空政策的進(jìn)一步開放，促進(jìn)了無人機技術(shù)的發(fā)展，無論在續(xù)航時間，還是遠(yuǎn)程遙控、飛行品質(zhì)方面均得到了很大的提升，使其在電力系統(tǒng)中擁有廣闊的發(fā)展空間。

關(guān)鍵詞：輸電線路;無人機巡檢;智能管理系統(tǒng)

1技術(shù)路線

輸電線路無人機巡檢智能管理系統(tǒng)在構(gòu)建過程中，通過對數(shù)據(jù)模型的內(nèi)部共享，利用模塊化、小型化、可編輯的軟件構(gòu)建技術(shù)，采用J2EE體系，實現(xiàn)了多層技術(shù)方案的設(shè)計。具體該系統(tǒng)的技術(shù)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

前置層內(nèi)部設(shè)置了信息采集、控制等功能;表現(xiàn)層包括了巡檢管理系統(tǒng)中的管理工具，可以對C/S結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行利用;應(yīng)用服務(wù)層面向客戶提供了一些服務(wù)功能，例如可瀏覽圖像、管理作業(yè)等;應(yīng)用邏輯層是面向系統(tǒng)管理員和開發(fā)人員的系統(tǒng)工具，完成對系統(tǒng)用戶的權(quán)限管理、空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析、飛行圖像數(shù)據(jù)的識別和無人機通用業(yè)務(wù)組件的搭建;數(shù)據(jù)訪問與數(shù)據(jù)庫均屬無人機智能巡檢系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)范疇，可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)訪問過程的控制管理及儲存無人機智能巡檢系統(tǒng)中數(shù)據(jù)。

2設(shè)備缺陷的識別算法

無人機智能巡檢系統(tǒng)代表性設(shè)備缺陷的識別算法主要包括以下幾個環(huán)節(jié)：第一，制作樣本。首先對獲得的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)備特征標(biāo)注。然后從中隨機抽取總數(shù)的90%作為深度學(xué)習(xí)算法的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，剩余圖片作為測試數(shù)據(jù)集。第二，模型訓(xùn)練。采用Faster-Rcnn技術(shù)，對樣本信息展開相應(yīng)的訓(xùn)練，運用隨機梯度法，對算法參數(shù)予及時更新。一直到數(shù)據(jù)達(dá)到識別誤差的標(biāo)準(zhǔn)，才終止訓(xùn)練。第三，模型測試。選擇測試的數(shù)據(jù)集，對以上數(shù)據(jù)模型進(jìn)行測試，根據(jù)測試結(jié)果，判斷模型需要修正與否。第四，制作目標(biāo)樣本。針對電力系統(tǒng)中設(shè)備的典型缺陷特征制作檢測目標(biāo)分類器樣本，并利用Faster-Rcnn算法對分類器樣本進(jìn)行測試。檢測算法能否滿足缺陷識別的要求，從而對樣本進(jìn)行修改。第五，模型應(yīng)用。遵循以上的訓(xùn)練流程，獲取相應(yīng)的Faster-Rcnn模型，用于對巡檢作業(yè)中圖像設(shè)備缺陷予以有效的識別，并準(zhǔn)確地劃分故障類型，同時認(rèn)真做標(biāo)注。第六，更新參數(shù)。在原有圖像識別模型的基礎(chǔ)上，抽取新采集到的數(shù)據(jù)圖像重新制作Faster-Rcnn識別樣本，從而實現(xiàn)對模型的不斷優(yōu)化，提高模型的識別效率。

3系統(tǒng)框架設(shè)計

無人機智能巡檢管理系統(tǒng)主要包括三個架構(gòu)，即數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)、應(yīng)用架構(gòu)。在無人機電路巡檢管理系統(tǒng)中，業(yè)務(wù)架構(gòu)是對飛行業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)成果予以管理。具體的實現(xiàn)程序一是制定相應(yīng)的飛行計劃，二是統(tǒng)計操作人員的數(shù)據(jù)，三是申請飛行的空域范圍，合理地設(shè)定飛行指標(biāo)。在飛行計劃的管理結(jié)束時，應(yīng)認(rèn)真地執(zhí)行相應(yīng)的飛行任務(wù)，參照格局現(xiàn)場中的飛行軌跡，實時地上傳巡檢數(shù)據(jù)信息。當(dāng)飛行任務(wù)結(jié)束時，利用管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫，對獲取到的巡檢數(shù)據(jù)建立模型。且經(jīng)專家加以診斷，從而對分析模型進(jìn)行改進(jìn)處理，導(dǎo)出無人機巡檢中的成果報告，與飛行指標(biāo)做對比。應(yīng)用架構(gòu)主要實現(xiàn)無人機巡檢任務(wù)過程中的資源管理、數(shù)據(jù)管理、指標(biāo)管理和系統(tǒng)管理等內(nèi)容。其中，資源管理是對無人機臺賬的統(tǒng)計以及設(shè)備的保養(yǎng)、備品配件的管理和駕駛員的培訓(xùn)及考核管理。多維度的信息管理系統(tǒng)既能夠有效地識別電力設(shè)備代表性故障缺陷，又可以多維度地管理傳感數(shù)據(jù)。電力設(shè)備代表性故障缺陷的識別，又具有建立圖像定位、接入數(shù)據(jù)庫等功能。先進(jìn)的傳感數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，尤其適用于數(shù)據(jù)的分析，并得到精準(zhǔn)的效果。作業(yè)指標(biāo)管理，可對無人機巡檢作業(yè)的指標(biāo)進(jìn)行制定，并提供考核模板。系統(tǒng)管理分為工作者權(quán)限、系統(tǒng)規(guī)劃等。

4數(shù)據(jù)庫設(shè)計

依據(jù)無人機立體智能巡檢應(yīng)用平臺的數(shù)據(jù)特性，將數(shù)據(jù)劃分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、事務(wù)數(shù)據(jù)、非機構(gòu)化數(shù)據(jù)等類型。并與其他系統(tǒng)進(jìn)行集成數(shù)據(jù)交互，保障數(shù)據(jù)的實時性、唯一性、準(zhǔn)確性。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)指無人機基本的臺賬信息，如無人機備品件、臺賬、駕駛員等;事務(wù)數(shù)據(jù)記錄、儲存了空域申請中的禁飛區(qū)、飛行計劃等數(shù)據(jù)信息;非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，如相關(guān)的法律政策、普通文檔、規(guī)范方案等。系統(tǒng)數(shù)據(jù)為無人機電路巡檢工作提供可靠的數(shù)據(jù)支持，由一些結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)組成;無人機的巡檢系統(tǒng)包含多樣化的數(shù)據(jù)，如電網(wǎng)資源、地理信息等。其中的電網(wǎng)資源主要是通過與生產(chǎn)管理系統(tǒng)集成而獲取的。其為無人機巡檢系統(tǒng)的主體基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是飛行任務(wù)的主體數(shù)據(jù)。主要記錄電網(wǎng)設(shè)備資源臺賬數(shù)據(jù)。地理信息數(shù)據(jù)能夠為無人機智能巡檢系統(tǒng)補充必要的數(shù)據(jù)，作為飛行監(jiān)控、空域申請的參考。具體記錄電網(wǎng)資源地圖、地理信息等。計劃任務(wù)數(shù)據(jù)是指無人機智能巡檢系統(tǒng)在執(zhí)行某個計劃的時候，制定/安排任務(wù)的時候生成的應(yīng)用數(shù)據(jù)。對無人機巡檢任務(wù)計劃的制定，一直到執(zhí)行整個任務(wù)的管理。飛行監(jiān)控數(shù)據(jù)是無人機巡檢系統(tǒng)中監(jiān)控飛行任務(wù)執(zhí)行過程的數(shù)據(jù)。其主要是實現(xiàn)無人機巡線任務(wù)在線監(jiān)控，保證飛行作業(yè)安全、合規(guī)。巡檢視頻、照片是指無人機智能巡檢系統(tǒng)在巡查作業(yè)中的飛行成果數(shù)據(jù)。有效地管理巡檢成果數(shù)據(jù)，為后續(xù)某些缺陷的分析提供幫助。

5結(jié)語

本文以無人機飛行計劃管理為例，說明基于J2EE技術(shù)的智能管理系統(tǒng)的實現(xiàn)過程。飛行計劃管理主要是對飛行計劃進(jìn)行維護(hù)及管理，包含年度計劃、季度計劃及月度計劃。在進(jìn)行飛行計劃的制定期間，需要對線路的巡檢任務(wù)進(jìn)行參考。而且還需參考禁飛區(qū)的信息，將其在計劃中排除，提升計劃的可行性，確保計劃順利地實施。年計劃應(yīng)對季度計劃、月計劃進(jìn)行逐層分解，進(jìn)而形成一個系統(tǒng)、可執(zhí)行的計劃。通過瀏覽飛行管理的界面可知：在對飛行計劃管理設(shè)置的時候，客戶可以直接點擊界面中相應(yīng)的按鍵，利用記錄控制器，從相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中抽調(diào)、利用，即完成了飛行計劃的查詢。隨后應(yīng)向數(shù)據(jù)庫發(fā)起請求，利用系統(tǒng)中的線路查詢管理器，設(shè)置飛行線路，并更新數(shù)據(jù)。飛行計劃中記錄了巡檢桿塔數(shù)量、計劃時限、上傳數(shù)據(jù)、相關(guān)執(zhí)行者工作記錄等。

參考文獻(xiàn)：

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[2]錢金菊，張睿卓，王柯，等.輸電線路巡檢可視化管理系統(tǒng)及其應(yīng)用[J].廣東電力，2018.

（作者單位：國網(wǎng)寧夏電力有限公司吳忠供電公司）

作者簡介：趙海龍（1987.08-），男，寧夏吳忠人，西北政法大學(xué)，法律專業(yè)，本科，工程師，技師，研究方向：輸電線路運行維護(hù)及檢修。