金綦慶(西南油氣田分公司天然氣凈化總廠，重慶 400021)

0 引言

近些年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會(huì)眾多領(lǐng)域與行業(yè)的發(fā)展速度與發(fā)展水平也在不斷提升。在電力和石油行業(yè)發(fā)展過(guò)程中，為了能夠?qū)﹄娏芸站€(xiàn)路和油氣管道的穩(wěn)定性與安全性進(jìn)行更好的維護(hù)與保障，加大對(duì)電力架空線(xiàn)路和油氣生產(chǎn)管道的巡檢力度是非常迫切的。在我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)水平不斷提高的背景下，很多高海拔、長(zhǎng)距離、大跨越的輸電線(xiàn)路給人們的生活提供了更多的便利條件，提升了生活質(zhì)量。但是與此同時(shí)，很多運(yùn)維巡檢人員的工作難度在大幅度增加，油氣管道亦是如此。因此，為了能夠更好地克服或者解決這一難題，使得電力架空線(xiàn)路巡檢和油氣生產(chǎn)管道巡檢人員的工作壓力得以更好地緩解或者降低，無(wú)人機(jī)發(fā)揮著不可估量的作用和價(jià)值，解放了部分勞動(dòng)力，緩解了架空電線(xiàn)線(xiàn)路和油氣管道巡檢人員的工作壓力。

1 無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)的概述

1.1 無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)的概念及內(nèi)涵

所謂的無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)，主要指的是巡檢人員通過(guò)遠(yuǎn)程操作無(wú)人機(jī)，利用無(wú)人機(jī)的傳感設(shè)備來(lái)高質(zhì)、高效地完成架空輸電線(xiàn)路的巡檢工作。無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)和傳統(tǒng)的巡檢方式比較，其效率更高，成本更低，效果更好，靈活性更強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單、安全高效，具有良好的視野。當(dāng)前，在我國(guó)的架空輸電線(xiàn)路巡檢工作中，無(wú)人機(jī)巡檢與人工巡檢的比重各占一半，油氣管道巡檢的比例也在增加，且隨著信息科技的快速發(fā)展，無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)的應(yīng)用水平也在不斷得到優(yōu)化與創(chuàng)新，其應(yīng)用的程度與占比也會(huì)越來(lái)越高，逐漸會(huì)成為各類(lèi)線(xiàn)路巡檢工作中的主要技術(shù)與方法[1]。

1.2 無(wú)人機(jī)巡檢體系的構(gòu)成分析

無(wú)人機(jī)巡檢體系主要由無(wú)人機(jī)平臺(tái)、數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)、地面測(cè)控站、數(shù)據(jù)通信鏈條以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)構(gòu)成。其中無(wú)人機(jī)平臺(tái)主要指的是無(wú)人機(jī)載體，也就是無(wú)人機(jī)設(shè)備，無(wú)人機(jī)和直升機(jī)的結(jié)構(gòu)較為相似，但是不同之處在于工作人員可以遠(yuǎn)程操控?zé)o人機(jī)。在實(shí)際的應(yīng)用中，無(wú)人機(jī)可分為多旋翼無(wú)人機(jī)與固定翼無(wú)人機(jī)，多旋翼無(wú)人機(jī)在精細(xì)巡查架空線(xiàn)路的工作中比較常用，固定翼的無(wú)人機(jī)在高航程、大范圍的架空輸電線(xiàn)路的巡查作業(yè)中應(yīng)用比較廣泛，油氣管道多用固定翼無(wú)人機(jī)。而數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)主要是通過(guò)搭載傳感器，如光學(xué)相機(jī)、激光掃描、紅外成像以及之外成像等，來(lái)獲取巡檢作業(yè)的實(shí)際數(shù)據(jù)或者信息。地面測(cè)控站主要對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)進(jìn)行操作與監(jiān)控，并對(duì)數(shù)據(jù)信息的獲取方式進(jìn)行控制，為無(wú)人機(jī)進(jìn)行領(lǐng)航。數(shù)據(jù)通信連主要通過(guò)信號(hào)發(fā)射與接收設(shè)備的應(yīng)用，來(lái)對(duì)無(wú)人機(jī)設(shè)備和地面測(cè)控站之間的數(shù)據(jù)通信可靠性進(jìn)行保障。最后數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)是無(wú)人機(jī)巡檢體系中不可分割的一部分，其通過(guò)對(duì)遙感數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用，或者應(yīng)用攝影測(cè)量的方法來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)的采集與處理，通過(guò)坐標(biāo)、點(diǎn)云、數(shù)據(jù)以及視頻等信息來(lái)高效處理數(shù)據(jù)，從而更加精準(zhǔn)地掌握輸電線(xiàn)路的運(yùn)行狀況[2]。

2 線(xiàn)路巡檢中無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)的應(yīng)用方略探究

為了能夠提升電力電控線(xiàn)路巡檢工作效率與工作質(zhì)量，工作人員必須要摒除傳統(tǒng)、落后的工作理念與思維，重視無(wú)人機(jī)等現(xiàn)代巡檢技術(shù)的實(shí)踐與應(yīng)用，結(jié)合當(dāng)前電力架空線(xiàn)路巡檢的實(shí)際工作狀態(tài)與困難，優(yōu)化無(wú)人機(jī)巡檢作業(yè)的流程，針對(duì)不同巡檢的類(lèi)型來(lái)選擇不同的無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)或者方法，全面提升無(wú)人機(jī)巡檢的實(shí)際品質(zhì)與水平，維護(hù)電力架空輸電線(xiàn)路和油氣生產(chǎn)運(yùn)行的可靠性與安全性。下面對(duì)電力架空線(xiàn)路巡檢工作中無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用的具體策略與方法展開(kāi)有效探究與分析。

2.1 掌握無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)的工作流程

在應(yīng)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行線(xiàn)路的巡檢時(shí)，重視對(duì)無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)應(yīng)用的流程進(jìn)行認(rèn)知與掌握是必不可少的環(huán)節(jié)。當(dāng)前，在線(xiàn)路巡檢工作中，無(wú)人機(jī)設(shè)備的作業(yè)流程逐漸趨于統(tǒng)一化，其工作流程主要是先進(jìn)行空域申報(bào)，然后計(jì)劃編制和做好巡檢準(zhǔn)備工作，最后執(zhí)行巡檢工作和出具巡檢報(bào)告。在空域申報(bào)時(shí)，工作人員要提前一周做好線(xiàn)路巡檢的準(zhǔn)備工作，要對(duì)巡檢空域的使用進(jìn)行提前申報(bào)，包括無(wú)人機(jī)飛行的空域和計(jì)劃等等。申報(bào)的飛行空域和其他空域之間的水平距離要保證在20 km以?xún)?nèi)，垂直間距要保證在2 000 m以?xún)?nèi)。在實(shí)施計(jì)劃編制工作時(shí)，工作人員要按照運(yùn)行單位以及安質(zhì)部門(mén)對(duì)電力架空輸電線(xiàn)路巡檢以及油氣管道巡檢的要求和建議來(lái)設(shè)定巡檢定線(xiàn)、定點(diǎn)以及全線(xiàn)等線(xiàn)路和內(nèi)容。然后做好巡檢相關(guān)準(zhǔn)備工作，如檢查無(wú)人機(jī)設(shè)備、通信傳輸設(shè)備的回路、校驗(yàn)機(jī)載巡檢設(shè)備、檢驗(yàn)控制模塊和啟動(dòng)動(dòng)力裝置等。在執(zhí)行巡檢工作時(shí)，無(wú)人機(jī)技術(shù)可以按照其《技術(shù)規(guī)程》與《技術(shù)導(dǎo)則》的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范來(lái)進(jìn)行巡檢，最后工作人員再結(jié)合無(wú)人機(jī)巡檢過(guò)程中收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析，為電力架空輸電線(xiàn)路的運(yùn)維和油氣生產(chǎn)和管道運(yùn)行提供更加可靠的數(shù)據(jù)參考。通過(guò)對(duì)無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)應(yīng)用流程的分析與掌握，對(duì)于優(yōu)化無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)應(yīng)用效果非常有利[3]。

2.2 無(wú)人機(jī)巡檢在不同巡檢類(lèi)型工作中的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)巡檢工作類(lèi)型可分為正常巡檢、故障巡檢、鳥(niǎo)害巡檢、外破巡檢、災(zāi)后巡檢、樹(shù)竹巡檢以及紅外巡檢等等。在不同的巡檢類(lèi)型與模式中，無(wú)人機(jī)的巡檢作用也不盡相同。在正常巡檢工作中，主要是對(duì)電力架空輸電線(xiàn)路實(shí)施周期制的巡檢工作，開(kāi)展可見(jiàn)光或者紅外成像的巡檢項(xiàng)目與內(nèi)容。故障巡檢主要是電力架空輸電線(xiàn)路產(chǎn)生故障時(shí)，無(wú)人機(jī)設(shè)備可對(duì)故障區(qū)域進(jìn)行全方位的巡檢，能夠?qū)⒐收戏秶途唧w情況傳輸和反饋給工作人員，工作人員及時(shí)作出故障解除措施，最大化降低輸電線(xiàn)路出現(xiàn)故障所造成的危害與經(jīng)濟(jì)損失。在鳥(niǎo)害巡檢工作中，由于很多電力架空輸電線(xiàn)路多被設(shè)置在高山或者丘陵等地帶，且多以高塔架設(shè)的形式，這便于鳥(niǎo)兒筑巢，很多架空輸電線(xiàn)路出現(xiàn)故障都是由于鳥(niǎo)類(lèi)的影響。鑒于此，為了能夠?qū)B(niǎo)害問(wèn)題進(jìn)行更好、更有效地解決，工作人員可以結(jié)合鳥(niǎo)類(lèi)遷徙的習(xí)性與筑巢的條件，運(yùn)用無(wú)人機(jī)設(shè)備來(lái)進(jìn)行驅(qū)趕，并對(duì)鳥(niǎo)兒筑巢的情況進(jìn)行巡檢和監(jiān)控，了解電力架空輸電線(xiàn)路不同區(qū)域的鳥(niǎo)害狀況，進(jìn)而實(shí)施更有針對(duì)性的驅(qū)趕工作措施，對(duì)該區(qū)域的架空輸電線(xiàn)路的運(yùn)行安全性進(jìn)行更好的保障。

在外破巡檢工作中，很多輸電線(xiàn)路容易被挖土方、修路、工程建設(shè)以及車(chē)輛的吊裝等施工作業(yè)所破壞，使得輸電線(xiàn)路不能夠正常運(yùn)行。工作人員可以運(yùn)用無(wú)人機(jī)設(shè)備來(lái)對(duì)電力架空輸電線(xiàn)路的沿線(xiàn)區(qū)域進(jìn)行定期外破巡檢，對(duì)施工作業(yè)過(guò)程中對(duì)輸電線(xiàn)路的破壞情況進(jìn)行更好的掌握。如果發(fā)現(xiàn)有外破問(wèn)題存在，工作人員可與企業(yè)進(jìn)行全面溝通，解決問(wèn)題，從而更好地預(yù)防與解決外破隱患。山火巡檢也是輸電線(xiàn)路常規(guī)巡檢工作內(nèi)容與類(lèi)型之一。很多輸電線(xiàn)路架設(shè)在高山與叢林之中，在防火方面存在很大的壓力。在干燥且炎熱的季節(jié)，山林容易發(fā)生火災(zāi)，利用無(wú)人機(jī)巡檢設(shè)備來(lái)對(duì)森林、山區(qū)等區(qū)域內(nèi)的輸電線(xiàn)路進(jìn)行全面的巡檢，能夠降低山火對(duì)輸電線(xiàn)路的損害。

無(wú)人機(jī)巡檢還適用于油氣田生產(chǎn)和集輸企業(yè)。許多油氣田的生產(chǎn)井井距分散，跨度大；所處環(huán)境惡劣，沙塵暴天氣，隨時(shí)吞噬井場(chǎng)道路，巡井、巡線(xiàn)難度較大。為降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度，降低安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，油氣田企業(yè)秉承“技能操作+專(zhuān)業(yè)服務(wù)”的理念，強(qiáng)化科技技術(shù)手段，采取中控大廳電子巡檢和無(wú)人機(jī)室外巡查相結(jié)合，積極做好油井管理和維護(hù)保養(yǎng)。不僅如此，油氣田許多石油和天然氣集輸管道都具有輸送距離長(zhǎng)、需24 h不間斷監(jiān)測(cè)巡查和穿越環(huán)境惡劣易泄露的特點(diǎn)，利用人工巡檢，不僅增加了員工的工作量，并且對(duì)于一些特殊的環(huán)境，人員很難近距離巡查。這時(shí)無(wú)人機(jī)巡檢就可以做到從時(shí)間和空間上，全天24 h、360°無(wú)死角巡查，極大地降低了管道泄露無(wú)人察覺(jué)的隱患，加快井、站、庫(kù)管理現(xiàn)代化進(jìn)程，做到精細(xì)化、智能化，實(shí)現(xiàn)了巡檢巡查、應(yīng)急搶險(xiǎn)各環(huán)節(jié)的可存、可傳、可視。

2.3 明確無(wú)人機(jī)巡檢的安全要求

在輸電線(xiàn)路的巡檢工作中，應(yīng)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行巡檢需要注意一些安全使用規(guī)范與要求，因?yàn)闊o(wú)人機(jī)并不是萬(wàn)能的，其也需要在適宜的環(huán)境及條件下才能夠發(fā)揮出更好的作用與價(jià)值。因此，在利用無(wú)人機(jī)來(lái)巡檢輸電線(xiàn)路時(shí)，必須要明確無(wú)人機(jī)巡檢的安全要求，這樣才能夠促進(jìn)輸電線(xiàn)路或者油氣生產(chǎn)管道巡檢作業(yè)的可靠性與安全性進(jìn)行更好的保障。無(wú)人機(jī)巡檢作業(yè)一般要選擇天氣比較良好的情況，如遇惡劣天氣，可以制定一些相對(duì)較為安全的巡檢線(xiàn)路，并制定出緊急預(yù)案，在獲得相關(guān)部門(mén)批準(zhǔn)以后再進(jìn)行巡檢任務(wù)工作。同時(shí)無(wú)人機(jī)的巡檢要盡量選擇安全的空域來(lái)執(zhí)行巡檢，盡可能地避免煙霧、爆破、無(wú)線(xiàn)電、火焰、炸石等空域，合理設(shè)定無(wú)人機(jī)巡檢的安全距離，既要保障無(wú)人機(jī)運(yùn)行的安全性，又要對(duì)無(wú)人機(jī)巡檢作業(yè)工作要求進(jìn)行滿(mǎn)足，從而提升無(wú)人機(jī)巡檢的效率與水平。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)如今，電力和石油已經(jīng)成為人們生活中不可獲缺的重要內(nèi)容與組成部分，它們運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性也是提升人們生活品質(zhì)的一個(gè)重要方面。我國(guó)很多輸電線(xiàn)路都架設(shè)在地址較高的山區(qū)，如果架空的輸電線(xiàn)路出現(xiàn)故障，無(wú)法進(jìn)行巡檢，那么容易帶來(lái)很多麻煩和隱患。隨著科技水平的不斷提升，無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)逐漸被應(yīng)用到輸電線(xiàn)路和石油生產(chǎn)集輸?shù)难矙z工作中，其應(yīng)用的范圍較為廣泛，方式比較靈活，成本相對(duì)較為低廉，應(yīng)用的效果也比較顯著，在一定程度上大大地解放了人力，增強(qiáng)線(xiàn)路巡檢工作的便捷性與安全性，對(duì)于維護(hù)線(xiàn)路的安全與穩(wěn)定發(fā)揮著更好的作用與價(jià)值。