劉晶

摘 要 在電力企業(yè)中，輸電線路的巡檢工作是一項艱巨的任務，傳統(tǒng)的人工巡檢存在著巡檢效率低、巡檢質量不高，且巡檢工作受到復雜地形等不安全因素影響。隨著電力技術的發(fā)展，輸電線路建設標準不斷提高、鐵塔高度不斷增加，這給人工巡檢帶來新的挑戰(zhàn)，而無人機輸電線路巡檢效率、巡檢質量高且適用于多種復雜地形，不受桿塔高度等因素影響，優(yōu)勢明顯。

關鍵詞 無人機技術;線路巡檢;3D建模

1無人機技術應用于電力輸電線路中的意義

1.1 現(xiàn)狀

我國目前已形成華北、東北、華東、華中、西北和南方電網(wǎng)共6個跨省區(qū)電網(wǎng)，110千伏以上輸電線路已達到近51.4萬公里，輸電設備在國家電網(wǎng)建設上比重越來越大，隨著電網(wǎng)的日益擴大，巡線的工作量也日益加大，100公里的巡線工作需要20個巡線人員工作1天才能完成，而現(xiàn)階段，我國輸電線路的巡檢主要還是以人工巡檢為主，隨著國家電網(wǎng)快速發(fā)展，傳統(tǒng)的輸電線路巡檢模式已經(jīng)不能完全適應電網(wǎng)發(fā)展的需求。

1.2 必要性

隨著無人機技術在電力行業(yè)輸電線路巡檢業(yè)務中應用的不斷普及，關于無人機的管理、運行、航拍數(shù)據(jù)處理及分析、應急支持等顯得尤為重要，基于無人機的輸電線路巡檢系統(tǒng)的研究迫在眉睫[1]。

2無人機輸電線路巡檢系統(tǒng)的簡介

基于無人機的輸電線路巡檢系統(tǒng)作為無人機飛行作業(yè)標準化管理的解決方案，以無人機輸電線路巡檢應用為基礎，實現(xiàn)了無人機飛行作業(yè)管理的標準化、無人機巡檢數(shù)據(jù)分析的自動化，從而達到了無人機輸電線路巡檢精益化管理、無人機飛行的科學安全運行、航拍數(shù)據(jù)的高效分析處理及特巡任務的快速應急支持。

2.1 概述

無人機輸電線路巡檢系統(tǒng)主要包括：對無人機飛行作業(yè)標準化管理、對航拍數(shù)據(jù)處理分析，至此主要涉及的模塊有：飛行作業(yè)標準化管理、數(shù)據(jù)分析、禁飛區(qū)域管理、資源管理、系統(tǒng)管理。

2.2 目標

通過無人機輸電線路巡檢系統(tǒng)的使用，以無人機傾斜攝影技術為基礎，建立通道的3D模型，實現(xiàn)對飛行作業(yè)的常規(guī)化管理，飛行任務的信息化管理，對飛行航拍數(shù)據(jù)的分析處理，隱患與缺陷的自動識別，確保飛行任務信息的完成性、規(guī)范性和高效快速的巡檢反應能力。

2.3 總體流程

首先工區(qū)負責人需要制定年度計劃月度計劃，月度計劃要制定詳細的線路桿塔范圍;計劃制定完成之后，根據(jù)計劃申請飛行的空域;飛行空域批復之后，開始飛行任務的派發(fā)。飛行任務完成之后通過對飛行數(shù)據(jù)的處理分析，一方面實現(xiàn)缺陷與隱患的自動識別，另一方面以傾斜攝影技術為基礎實現(xiàn)通道的3D建模[2]。

3無人機輸電線路巡檢系統(tǒng)的主要架構

3.1 業(yè)務架構

基于無人機的輸電線路巡檢系統(tǒng)主要是實現(xiàn)無人機巡檢應用及數(shù)據(jù)處理分析等業(yè)務應用，其主要業(yè)務架構如下：①無人機資源管理及調度，對無人機及其備品備件進行臺賬及應用狀態(tài)管理，實現(xiàn)無人機合理調度。②運行管理，對無人機巡檢的空域申請記錄、飛行計劃制定、飛行作業(yè)執(zhí)行進行管理。③數(shù)據(jù)分析，對航拍數(shù)據(jù)進行加工處理、應用，航拍數(shù)據(jù)主要包括視頻數(shù)據(jù)、照片數(shù)據(jù)、坐標數(shù)據(jù)。④應急支持，將無人機應用于應急數(shù)據(jù)采集及災害數(shù)據(jù)采集，主要用來快速特巡，應急數(shù)據(jù)采集以快速獲取應急故障數(shù)據(jù)，指導應急搶修，對搶修做出快速響應。⑤高壓架空線路通道監(jiān)測模型與數(shù)據(jù)分析，用以指導日常數(shù)據(jù)建模及數(shù)據(jù)分析，使數(shù)據(jù)建模及數(shù)據(jù)分析形成一套標準。⑥無人機巡檢標準流程，使無人機巡檢管理能夠形成標準化，從而使無人機巡檢工作更加科學、合理、標準。

3.2 應用架構

按照基于無人機的輸電線路巡檢系統(tǒng)定位及業(yè)務應用的需求進行抽象和設計，將基于無人機的輸電線路巡檢系統(tǒng)的應用架構劃分為六個部分：①資源管理，主要是對無人機、備品備件、供應廠商、保養(yǎng)維護、駕駛員等資源進行管理。②禁飛區(qū)域管理，主要是對禁飛區(qū)域進行維護及管理。③運行管理，主要是對空域申請記錄、飛行計劃、飛行作業(yè)等進行管理，無人機在執(zhí)行飛行任務過程中進行實時監(jiān)測，主要是對運行軌跡、運行狀態(tài)等進行監(jiān)控，主要為了保證無人機巡檢按照事先規(guī)定的任務進行飛行，且保證巡檢質量符合預定要求，不產(chǎn)生違規(guī)操作。④數(shù)據(jù)分析，主要是對航拍數(shù)據(jù)進行處理、分析、應用。其主要包含視頻數(shù)據(jù)處理分析及應用、照片數(shù)據(jù)處理分析及應用、建模分析及應用三個部分。⑤預警管理，主要包含適航條件預警、空域邊界預警、無人機保養(yǎng)預警及隱患預警。⑥應急支持，主要包括應急數(shù)據(jù)采集與災害數(shù)據(jù)采集。

3.3 數(shù)據(jù)架構

依據(jù)基于無人機的架空線路巡檢系統(tǒng)的數(shù)據(jù)特性，將數(shù)據(jù)劃分為基礎數(shù)據(jù)、事務數(shù)據(jù)、非機構化數(shù)據(jù)等類型，并與其他系統(tǒng)集成進行數(shù)據(jù)交互，保障數(shù)據(jù)的實時性、唯一性、準確性。其中基礎數(shù)據(jù)主要包含基本臺賬信息，主要包括無人機臺賬信息、備品備件信息、駕駛員信息、供應商信息、設備臺賬信息等;事務數(shù)據(jù)主要包括禁飛區(qū)數(shù)據(jù)、空域申請記錄數(shù)據(jù)、飛行計劃數(shù)據(jù)、飛行申請數(shù)據(jù)、定位數(shù)據(jù)、維修保養(yǎng)數(shù)據(jù)等;非結構化數(shù)據(jù)主要包含無人機政策法規(guī)、規(guī)范方案、日常規(guī)范文檔、駕駛證照片、無人機照片、巡檢照片、巡檢視頻、導入模板等。

3.4 技術架構

基于無人機的輸電線路巡檢系統(tǒng)技術架構實現(xiàn)上，遵循J2EE技術體系，采用組件化、動態(tài)化的軟件技術，利用一致的可共享的數(shù)據(jù)模型，按照展現(xiàn)層、應用層、服務層、數(shù)據(jù)層實現(xiàn)多層技術體系設計，在應用層通過接口組件方式與第三方系統(tǒng)平臺實現(xiàn)應用集成、界面集成、數(shù)據(jù)集成，以滿足基于無人機的輸電線路巡檢業(yè)務應用需求。

4結束語

隨著無人機在輸電線路巡檢業(yè)務中應用的不斷推廣，必然會帶來無人機巡檢技術的更新進步及更多新的業(yè)務應用需求，無人機輸電線路巡檢系統(tǒng)將有效保障無人機輸電線路巡檢業(yè)務有效管理，提高輸電線路巡檢的質量、效率和效益，無人機在輸電線路巡檢方面的應用會越來越成熟，隨著時間的推遲，無人機將會逐步取代人工成為輸電線路巡檢的重要手段。

參考文獻

[1] 左來明.遙控航模實現(xiàn)輸電線路巡檢線[J].東北電力技術，2010（5）： 41-47.

[2] 李婷，張濤.輸電線路無人機巡檢技術[M].北京：中國電力出版社，2016：66.