洪智勇 林青瑜

（國(guó)網(wǎng)泉州供電公司 福建省泉州市 362000）

無(wú)人機(jī)是一種利用無(wú)線電遙控和自動(dòng)程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。在以往電力企業(yè)配電線路運(yùn)檢工作中，傳統(tǒng)的運(yùn)檢手段效率不高且存在較多的風(fēng)險(xiǎn)因素，相比之下，應(yīng)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行配電線路的運(yùn)檢有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，能夠切實(shí)緩解人力緊缺、檢修方式與檢修環(huán)境制約等多重問(wèn)題。此外，創(chuàng)新應(yīng)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行運(yùn)檢，輔助其他技術(shù)手段能實(shí)現(xiàn)良好的運(yùn)維檢修效果，因此本文針對(duì)無(wú)人機(jī)在配電線路運(yùn)檢中的應(yīng)用開(kāi)展分析有重要的意義和價(jià)值。

1 無(wú)人機(jī)在配電線路運(yùn)檢工作中應(yīng)用概述

1.1 無(wú)人機(jī)及自主巡檢

配電線路巡視是線路運(yùn)行工作的重要環(huán)節(jié)，但常規(guī)的配網(wǎng)架空線路運(yùn)檢模式以人工巡檢為主，配電線路缺陷隱患的發(fā)現(xiàn)、故障的查找仍主要依靠人工，勞動(dòng)強(qiáng)度高、巡視效率低、主觀影響大，設(shè)備信息獲取方式傳統(tǒng)、來(lái)源單一，設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)工作質(zhì)量不高。因此，采取人工運(yùn)檢受到各類因素的影響和制約，在巡線質(zhì)量水平方面難以得到有效的保障，對(duì)配電線路各類故障排查和檢修質(zhì)量管控也無(wú)法到位。因此需要應(yīng)用無(wú)人機(jī)有效提升巡檢水平當(dāng)前我國(guó)很多地區(qū)應(yīng)用的無(wú)人機(jī)，需要配備自主巡檢平臺(tái)系統(tǒng)。例如某地區(qū)供電公司主要應(yīng)用DJIM210—RTK 型號(hào)的無(wú)人機(jī)，該無(wú)人機(jī)搭載了D-RTK定位系統(tǒng)和GPS 定位系統(tǒng)等能夠?qū)崿F(xiàn)多云臺(tái)配置，在進(jìn)行配電線路的巡檢時(shí)能夠滿足飛行測(cè)溫需要，對(duì)輸電線路局部放電問(wèn)題和樹(shù)木障礙問(wèn)題進(jìn)行全面的巡檢。

1.2 應(yīng)用無(wú)人機(jī)的必然趨勢(shì)

現(xiàn)今經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)電力能源的需求顯著提升，這也使得電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模，特別是配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，配電線路運(yùn)檢工作量不斷增加，亟需提高檢修和運(yùn)行維護(hù)水平。當(dāng)前電網(wǎng)企業(yè)配電線路運(yùn)檢工作任務(wù)越發(fā)繁重，而在定員限制下，人手越發(fā)緊張，若仍以常規(guī)方式開(kāi)展配電線路運(yùn)檢工作，工作質(zhì)量水平難以保障。針對(duì)配電線路進(jìn)行運(yùn)檢，往往會(huì)受到線路所處區(qū)域的地形環(huán)境要素以及氣候天氣條件因素的影響，有較大的局限和制約性。因此單純依靠人工巡檢的方式已經(jīng)難以適應(yīng)現(xiàn)階段配電線路運(yùn)檢工作的高質(zhì)量要求，急需探索更加安全有效的運(yùn)檢手段和對(duì)策。

2 無(wú)人機(jī)在配電線路運(yùn)檢中應(yīng)用的主要優(yōu)勢(shì)

2.1 實(shí)現(xiàn)圖像的實(shí)時(shí)傳輸

應(yīng)用無(wú)人機(jī)能夠保證在配電線路運(yùn)檢過(guò)程中進(jìn)行實(shí)時(shí)的圖像傳播與處理，無(wú)人機(jī)會(huì)搭載高清攝像頭，在飛行過(guò)程中可以通過(guò)攝像頭將配電線路的實(shí)際情況反饋給地面接收裝置，從而可以幫助地面工作人員對(duì)配電線路的狀態(tài)信息進(jìn)行處理和分析，切實(shí)減少了以往人工巡檢的安全性問(wèn)題，同時(shí)也減少了工作人員翻山越嶺的壓力和負(fù)擔(dān)。此外，應(yīng)用無(wú)人機(jī)的實(shí)時(shí)圖像處理作用，也能夠根據(jù)配電線路的不同高程和運(yùn)檢天氣環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，有效減少各類風(fēng)險(xiǎn)隱患，方便運(yùn)檢人員對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行路徑進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，提高運(yùn)檢效果[1]。

2.2 實(shí)現(xiàn)設(shè)備的飛行掛載

對(duì)配電線路進(jìn)行運(yùn)維檢修時(shí)，可以通過(guò)無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)飛行掛載，這也是無(wú)人機(jī)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)所在?？梢話燧d的設(shè)備種類繁多，能夠根據(jù)配電線路運(yùn)維檢修作業(yè)實(shí)際情況需求和工作環(huán)境等對(duì)掛載設(shè)備和掛載裝置進(jìn)行有針對(duì)性的選擇設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。例如在針對(duì)配電線路進(jìn)行缺陷復(fù)核以及日常檢修時(shí)，可以分別掛載不同水平和功能的監(jiān)測(cè)設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)對(duì)配電線路相關(guān)信息的全面收集，方便工作人員開(kāi)展運(yùn)維檢修作業(yè)。例如在無(wú)人機(jī)中掛載紅外線測(cè)溫?cái)z像頭，以更好的識(shí)別配電線路的發(fā)熱、放電隱患；或搭載刀具、噴火、噴水等簡(jiǎn)易清障裝置，更安全、更迅速的開(kāi)展隱患整治工作，進(jìn)一步提升配電線路運(yùn)維檢修的整體質(zhì)量與效果[2]。

2.3 實(shí)現(xiàn)人工智能（AI）等新技術(shù)的應(yīng)用

以無(wú)人機(jī)進(jìn)行配電線路運(yùn)檢時(shí)，不單單是為了減輕相關(guān)運(yùn)檢維護(hù)工作人員的負(fù)擔(dān)，減少工作過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。無(wú)人機(jī)可以作為信息的載體、系統(tǒng)的終端，可以整合人工智能（AI）等高科技手段，為電網(wǎng)運(yùn)檢技術(shù)的發(fā)展提供新的途徑。運(yùn)用人工智能（AI）等新技術(shù)，已實(shí)現(xiàn)圖片自動(dòng)命名、無(wú)人機(jī)地圖、繪制缺陷、智能（AI）識(shí)別缺陷功能，未來(lái)可實(shí)現(xiàn)自主巡檢、線路故障輔助判斷、自動(dòng)化信息采集測(cè)試等功能，輔于電網(wǎng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)平臺(tái)，與配電線路的運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行有效連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)線路運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與調(diào)整，有效改善了以往配電線路運(yùn)檢缺乏信息類實(shí)時(shí)反饋的問(wèn)題，有效排查、辨識(shí)、整治各類隱患故障[3]。

3 無(wú)人機(jī)在配電線路運(yùn)檢中的應(yīng)用技術(shù)手段

3.1 無(wú)人機(jī)駕駛技術(shù)應(yīng)用

為了更好的實(shí)現(xiàn)配電線路的運(yùn)維檢修，需要積極應(yīng)用無(wú)人機(jī)駕駛技術(shù)。此類技術(shù)的應(yīng)用，既能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人機(jī)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)也能確保其保質(zhì)保量的完成配電線路運(yùn)檢作業(yè)和相關(guān)工作[4]。與其他類型的無(wú)人機(jī)攝像和編程操作不同，應(yīng)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行配電線路的運(yùn)檢，需要操作人員具備高水平的操作技能和駕駛技術(shù)，要保證無(wú)人機(jī)在運(yùn)維檢修過(guò)程中始終保持特定的飛行路線，完成必要的動(dòng)作操作以及相關(guān)作業(yè)要求，避免出現(xiàn)因無(wú)人機(jī)飛行過(guò)遠(yuǎn)而失去控制等諸多問(wèn)題。

在進(jìn)行無(wú)人機(jī)駕駛時(shí)，需要其具備高水平的自主懸停操作，此類操作要求標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較高，需要配合無(wú)人機(jī)內(nèi)部感應(yīng)模塊，也需要熟練操作空中懸停動(dòng)作[5]。另一方面，無(wú)人機(jī)操作人員需要全面了解配電線路中架空線路的具體結(jié)構(gòu)，以便能夠與無(wú)人機(jī)進(jìn)行配合在飛行的過(guò)程以及懸停時(shí)，既保障與配電線路的距離，同時(shí)也能有效完成運(yùn)檢工作。值得注意的是，現(xiàn)今在無(wú)人機(jī)駕駛技術(shù)中，大多需要通過(guò)特定程序和指令編輯，讓無(wú)人機(jī)能夠按照計(jì)劃路線進(jìn)行自動(dòng)飛行并針對(duì)配電線路的特定檢測(cè)點(diǎn)位進(jìn)行檢測(cè)和記錄，此種形式能夠?qū)崿F(xiàn)高水平的自動(dòng)化調(diào)控功能，在配電線路的日常檢修中應(yīng)用廣泛且工作效率相對(duì)較高。

3.2 機(jī)器視覺(jué)技術(shù)應(yīng)用

在無(wú)人機(jī)的眾多技術(shù)類別中，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)為主要功能和要素。應(yīng)用此類技術(shù)，能夠幫助無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中對(duì)各類障礙物進(jìn)行有效躲避，同時(shí)也可以規(guī)劃飛行路徑，實(shí)現(xiàn)飛行過(guò)程中的導(dǎo)航。例如針對(duì)處于野外環(huán)境下的配電線路進(jìn)行無(wú)人機(jī)運(yùn)檢，往往會(huì)受到樹(shù)木、山體以及動(dòng)物等諸多因素的影響，此類遮擋物會(huì)給無(wú)人機(jī)的飛行造成遮擋和阻礙，另一方面在露天的環(huán)境中進(jìn)行無(wú)人機(jī)運(yùn)檢，同樣也會(huì)存在天然磁場(chǎng)和風(fēng)雪等自然因素，影響了無(wú)人機(jī)運(yùn)檢的安全性和穩(wěn)定性。因此應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)能夠通過(guò)三維點(diǎn)陣的具體方式，幫助無(wú)人機(jī)對(duì)相關(guān)障礙的所處位置進(jìn)行記憶，確保無(wú)人機(jī)能夠在接下來(lái)的飛行操作和運(yùn)檢作業(yè)中有效規(guī)避各類障礙和物體等。除此之外，也可以應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)有效識(shí)別電網(wǎng)配電線路，根據(jù)配電線路的具體走向和線纜分布情況，對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行路線進(jìn)行設(shè)定和修正，避免其在運(yùn)檢過(guò)程中出現(xiàn)偏行或指令差異問(wèn)題而引發(fā)無(wú)人機(jī)飛行事故。

3.3 激光雷達(dá)故障排查技術(shù)應(yīng)用

此類技術(shù)主要應(yīng)用于對(duì)配電線路進(jìn)行運(yùn)檢時(shí)，受到野外環(huán)境遮擋物或懸浮物的影響，線路本身出現(xiàn)跳閘或異常放電等諸多安全隱患問(wèn)題和事故。如果應(yīng)用相對(duì)傳統(tǒng)的運(yùn)檢手段和操作方式，需要對(duì)配電線路周圍干擾物進(jìn)行全面的清除與處理，但同時(shí)也會(huì)對(duì)自然生態(tài)環(huán)境造成一定影響。應(yīng)用激光雷達(dá)故障排查技術(shù)可以直接將激光雷達(dá)檢測(cè)裝置運(yùn)載于無(wú)人機(jī)設(shè)備上，如果發(fā)現(xiàn)配電線路出現(xiàn)雜物遮擋問(wèn)題或懸浮物影響，則可以與配電線路保持安全距離進(jìn)行有效的測(cè)量與觀察，同時(shí)也能避免濫砍濫伐的情況出現(xiàn)，減少對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的影響。此類技術(shù)能將高空影像信息及時(shí)傳輸于地面，幫助工作人員對(duì)架空線路的相關(guān)問(wèn)題和故障隱患進(jìn)行排查。

4 配電線路運(yùn)檢中提升無(wú)人機(jī)應(yīng)用水平的對(duì)策

4.1 完善無(wú)人機(jī)運(yùn)檢的安全管控機(jī)制

在配電線路的運(yùn)維檢修管理工作開(kāi)展過(guò)程中，要充分發(fā)揮無(wú)人機(jī)的優(yōu)勢(shì)，因此在進(jìn)行無(wú)人機(jī)應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)無(wú)人機(jī)的核心要素配置、掛載設(shè)備以及飛行空域等相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行深入的研究與探討，始終堅(jiān)持安全運(yùn)行原則，不斷提高無(wú)人機(jī)作業(yè)的安全管控效果，確保無(wú)人機(jī)能夠平穩(wěn)運(yùn)行，其主要運(yùn)行動(dòng)態(tài)和軌跡情況能夠如實(shí)反映于監(jiān)管設(shè)備之中。需要對(duì)現(xiàn)有無(wú)人機(jī)運(yùn)檢工作進(jìn)行安全分級(jí)管控，明確具體的規(guī)范，避免無(wú)人機(jī)操作人員在具體操作中存在不合乎標(biāo)準(zhǔn)的行為，提高無(wú)人機(jī)的安全運(yùn)行可能性，提高管控效果和管控質(zhì)量，提升無(wú)人機(jī)作業(yè)的可靠性。

除此之外，為了進(jìn)一步確保配電線路運(yùn)檢過(guò)程中應(yīng)用無(wú)人機(jī)的良好效果，需要實(shí)現(xiàn)多種渠道資源的充分整合，切實(shí)提升無(wú)人機(jī)運(yùn)檢工作的質(zhì)量和效率。在統(tǒng)籌資源模式時(shí)，需要對(duì)現(xiàn)有無(wú)人機(jī)運(yùn)檢工作內(nèi)容進(jìn)行全面的規(guī)劃與梳理。要做好配電線路檔案資料的整合，根據(jù)配電線路的所處區(qū)域進(jìn)行因地制宜的設(shè)置，合理選擇無(wú)人機(jī)掛載設(shè)備和必要配置等。

4.2 梳理無(wú)人機(jī)運(yùn)檢的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

無(wú)人機(jī)作為帶有圖像傳輸、數(shù)據(jù)采集檢測(cè)的飛行器，有設(shè)備精密、續(xù)航時(shí)間短等特點(diǎn)，因此，為了無(wú)人機(jī)在配電線路運(yùn)檢工作中“物盡其用”，必須需要積極梳理和明確無(wú)人機(jī)的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。要建立健全組織措施，制定空域申報(bào)、現(xiàn)場(chǎng)勘察、工作票、工作許可、工作監(jiān)護(hù)、工作間斷、工作終結(jié)等基本制度，規(guī)范全過(guò)程工作組織流程。要建立健全技術(shù)措施，制定無(wú)人機(jī)出入機(jī)庫(kù)管理、無(wú)人機(jī)養(yǎng)護(hù)、無(wú)人機(jī)檢查、飛行路徑規(guī)劃、無(wú)人機(jī)巡檢質(zhì)量及實(shí)施要求、無(wú)人機(jī)巡檢作業(yè)異常處理、資料編制和管理、安全和應(yīng)急策略等標(biāo)準(zhǔn)，確保規(guī)范進(jìn)行無(wú)人機(jī)全過(guò)程作業(yè)，充分發(fā)揮無(wú)人機(jī)運(yùn)檢的真正作用和價(jià)值。

4.3 提升無(wú)人機(jī)自主巡檢路徑規(guī)劃水平

現(xiàn)如今我國(guó)電力企業(yè)在針對(duì)輸電線路進(jìn)行無(wú)人機(jī)運(yùn)檢時(shí)，往往會(huì)搭載自主巡檢系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的巡檢需求，因此在進(jìn)行路徑點(diǎn)的規(guī)劃和獲取時(shí)，需要依賴于RTK 差分技術(shù)高精度的定位裝置，在該裝置的引導(dǎo)和作用之下，能夠幫助無(wú)人機(jī)在更加復(fù)雜的自然生態(tài)環(huán)境影響之下，有效提高對(duì)路徑點(diǎn)的定位精準(zhǔn)度，確保無(wú)人機(jī)飛行航向的精度情況。

因此在進(jìn)行路徑規(guī)劃時(shí)，首先要做好路徑點(diǎn)的獲取，相關(guān)工作人員根據(jù)所要孕檢的輸電線路進(jìn)行路徑點(diǎn)的確定，合理規(guī)劃連接點(diǎn)、降落點(diǎn)以及起飛點(diǎn)等等必要的點(diǎn)位，為無(wú)人機(jī)的飛行奠定基礎(chǔ)。其次，在進(jìn)行路徑點(diǎn)整理時(shí)，需要針對(duì)已經(jīng)確定好的諸多路徑點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，有些路徑點(diǎn)相差距離過(guò)近或過(guò)大也要進(jìn)行刪除和修改，避免路徑點(diǎn)之間的空間距離或空間角度與無(wú)人機(jī)實(shí)際飛行情況相差過(guò)大。第三，在在路徑點(diǎn)的審核方面，可以結(jié)合無(wú)人機(jī)的具體性能進(jìn)行實(shí)地飛行和測(cè)量工作，此外也可以針對(duì)個(gè)別路徑點(diǎn)增加說(shuō)明，提高精細(xì)度識(shí)別。最后要做好多級(jí)規(guī)劃，結(jié)合無(wú)人機(jī)的飛行要素將多基桿塔進(jìn)行順次連接，有效提升無(wú)人機(jī)運(yùn)檢的專業(yè)水平。

5 結(jié)論

總而言之，近年來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)和電網(wǎng)發(fā)展速度越來(lái)越快，配電線路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)與各地區(qū)人民群眾日常生產(chǎn)和生活緊密相關(guān)，對(duì)此需要不斷強(qiáng)化對(duì)配電線路的運(yùn)維和檢修。要應(yīng)用各類新型技術(shù)手段提高配電線路運(yùn)檢效果，其中無(wú)人機(jī)在配電線路運(yùn)檢中應(yīng)用有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，能夠避免受到當(dāng)前配電網(wǎng)運(yùn)檢維護(hù)多方面因素的影響。本文針對(duì)無(wú)人機(jī)在配電線路運(yùn)檢中的應(yīng)用提出了意見(jiàn)建議，提議積極應(yīng)用無(wú)人機(jī)駕駛技術(shù)、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)及激光雷達(dá)故障排查技術(shù)等提高運(yùn)檢效果，希望能夠以本文的研究不斷推進(jìn)配電線路運(yùn)檢工作水平的提升。