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(wù)，傳統(tǒng)的人工巡檢存在著巡檢效率低、巡檢質(zhì)量不高，且巡檢工作受到復(fù)雜地形等不安全因素影響。隨著電力技術(shù)的發(fā)展，輸電線路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)量高且適用于多種復(fù)雜地形，不受桿塔高度等因素影響，優(yōu)勢明顯。

關(guān)鍵詞 無人機技術(shù);線路巡檢;3D建模

1無人機技術(shù)應(yīng)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(shè)備在國家電網(wǎng)建設(shè)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(yīng)電網(wǎng)發(fā)展的需求。

1.2 必要性

隨著無人機技術(shù)在電力行業(yè)輸電線路巡檢業(yè)務(wù)中應(yīng)用的不斷普及，關(guān)于無人機的管理、運行、航拍數(shù)據(jù)處理及分析、應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)化管理的解決方案，以無人機輸電線路巡檢應(yīng)用為基礎(chǔ)，實現(xiàn)了無人機飛行作業(yè)管理的標(biāo)準(zhǔn)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(xué)安全運行、航拍數(shù)據(jù)的高效分析處理及特巡任務(wù)的快速應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)

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(shù)為基礎(chǔ)，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(wù)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(wù)信息的完成性、規(guī)范性和高效快速的巡檢反應(yīng)能力。

2.3 總體流程

首先工區(qū)負責(zé)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(fù)之后，開始飛行任務(wù)的派發(fā)。飛行任務(wù)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(shù)為基礎(chǔ)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(gòu)

3.1 業(yè)務(wù)架構(gòu)

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(yīng)用及數(shù)據(jù)處理分析等業(yè)務(wù)應(yīng)用，其主要業(yè)務(wù)架構(gòu)如下：①無人機資源管理及調(diào)度，對無人機及其備品備件進行臺賬及應(yīng)用狀態(tài)管理，實現(xiàn)無人機合理調(diào)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(yīng)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(biāo)數(shù)據(jù)。④應(yīng)急支持，將無人機應(yīng)用于應(yīng)急數(shù)據(jù)采集及災(zāi)害數(shù)據(jù)采集，主要用來快速特巡，應(yīng)急數(shù)據(jù)采集以快速獲取應(yīng)急故障數(shù)據(jù)，指導(dǎo)應(yīng)急搶修，對搶修做出快速響應(yīng)。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(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)。⑥無人機巡檢標(biāo)準(zhǔn)流程，使無人機巡檢管理能夠形成標(biāo)準(zhǔn)化，從而使無人機巡檢工作更加科學(xué)、合理、標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 應(yīng)用架構(gòu)

按照基于無人機的輸電線路巡檢系統(tǒng)定位及業(yè)務(wù)應(yīng)用的需求進行抽象和設(shè)計，將基于無人機的輸電線路巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用架構(gòu)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(yīng)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(wù)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(wù)進行飛行，且保證巡檢質(zhì)量符合預(yù)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(yīng)用。其主要包含視頻數(shù)據(jù)處理分析及應(yīng)用、照片數(shù)據(jù)處理分析及應(yīng)用、建模分析及應(yīng)用三個部分。⑤預(yù)警管理，主要包含適航條件預(yù)警、空域邊界預(yù)警、無人機保養(yǎng)預(yù)警及隱患預(yù)警。⑥應(yīng)急支持，主要包括應(yīng)急數(shù)據(jù)采集與災(zāi)害數(shù)據(jù)采集。

3.3 數(shù)據(jù)架構(gòu)

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(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)集成進行數(shù)據(jù)交互，保障數(shù)據(jù)的實時性、唯一性、準(zhǔn)確性。其中基礎(chǔ)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(yīng)商信息、設(shè)備臺賬信息等;事務(wù)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(jié)構(gòu)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(dǎo)入模板等。

3.4 技術(shù)架構(gòu)

基于無人機的輸電線路巡檢系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)實現(xiàn)上，遵循J2EE技術(shù)體系，采用組件化、動態(tài)化的軟件技術(shù)，利用一致的可共享的數(shù)據(jù)模型，按照展現(xiàn)層、應(yīng)用層、服務(wù)層、數(shù)據(jù)層實現(xiàn)多層技術(shù)體系設(shè)計，在應(yīng)用層通過接口組件方式與第三方系統(tǒng)平臺實現(xiàn)應(yīng)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(wù)應(yīng)用需求。

4結(jié)束語

隨著無人機在輸電線路巡檢業(yè)務(wù)中應(yīng)用的不斷推廣，必然會帶來無人機巡檢技術(shù)的更新進步及更多新的業(yè)務(wù)應(yīng)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(wù)有效管理，提高輸電線路巡檢的質(zhì)量、效率和效益，無人機在輸電線路巡檢方面的應(yīng)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(shù)，2010（5）： 41-47.

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