輸電線路無人機(jī)巡檢作業(yè)管理系統(tǒng)概述

靖磊波 顧欣馨 海爽

摘要：隨著無人機(jī)技術(shù)的不斷成熟，無人機(jī)在電力行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)也相繼發(fā)文大力發(fā)展無人機(jī)巡線業(yè)務(wù)，促進(jìn)輸電線路由傳統(tǒng)人工巡檢模式向人機(jī)協(xié)同巡檢模式轉(zhuǎn)變。因此，有效提升輸電線路無人機(jī)巡檢作業(yè)管理系統(tǒng)，是無人機(jī)技術(shù)深化應(yīng)用亟須解決的關(guān)鍵問題。

關(guān)鍵詞：輸電線路;無人機(jī)巡檢作業(yè);管理系統(tǒng)

引言

目前，我國的無人機(jī)技術(shù)得到穩(wěn)定的發(fā)展并逐步優(yōu)化，且無人機(jī)較多地應(yīng)用在電力企業(yè)當(dāng)中，國家電網(wǎng)公司逐步開發(fā)無人機(jī)巡線業(yè)務(wù)，促使輸電線路從傳統(tǒng)的人工巡檢模式開始轉(zhuǎn)向人機(jī)協(xié)同巡檢模式。因此，規(guī)范管理輸電線路無人機(jī)巡檢作業(yè)，促使其智能化發(fā)展，是目前無人機(jī)技術(shù)在應(yīng)用過程中需解決的重要問題。

一、無人機(jī)的優(yōu)勢(shì)

（一）縮短巡檢時(shí)間

無人機(jī)具備快速巡檢的能力，通過在指定位置進(jìn)行懸停，可檢查輸電線路導(dǎo)地線.桿塔、絕緣子、電氣部分等設(shè)備，快速確定缺陷，并對(duì)巡檢結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)回傳，簡化巡檢過程，提高工作效率。

（二）巡檢更全面

通過搭載不同功能的吊艙平臺(tái)和系統(tǒng)，可以使無人機(jī)具有紅外測(cè)溫、噴火處理異物噴水測(cè)量復(fù)合絕緣子憎水性、激光點(diǎn)云建立三維數(shù)據(jù)模型等更多的功能，由此使得無人機(jī)的巡檢更加全面，及時(shí)查找故障，為檢修提供消缺依據(jù)，提高輸電線路設(shè)備完好率。

二、無人機(jī)巡檢作業(yè)現(xiàn)狀

近幾年，我國通航領(lǐng)域政策逐步放開，無人機(jī)技術(shù)也得到了快速發(fā)展，在遠(yuǎn)程遙控、續(xù)航時(shí)間、飛行品質(zhì)等方面都有了明顯的突破。另一方面，高分辨率可見光照相機(jī)（攝像機(jī)）、高精度紅外熱像儀、三維激光雷達(dá)掃描設(shè)備等檢測(cè)裝備技術(shù)的成熟應(yīng)用，使無人機(jī)在電力作業(yè)中具有良好的發(fā)展前景。

輸電線路無人機(jī)巡檢包括通道化巡檢和精細(xì)化巡檢2方面。通道化巡檢主要看輸電通道及桿塔周圍是否有違章建筑、取土和泥石流等情況，屬于宏觀巡檢，一般采用固定翼直升機(jī)。精細(xì)化巡檢是對(duì)桿塔、線纜和絕緣子等進(jìn)行細(xì)節(jié)觀察，發(fā)現(xiàn)隱患和問題，屬于微觀巡檢，一般采用多旋翼無人機(jī)。

目前，輸電線路無人機(jī)巡檢仍存在以下問題：無人機(jī)及配件的臺(tái)賬編碼、出入庫、保養(yǎng)等需要規(guī)范化管理。無人機(jī)飛行分析、故障管理、電池充放電管理等需要智能化輔助。巡檢過程中所采集的飛行數(shù)據(jù)，如飛行速度、飛行時(shí)間、起落電壓、電池循環(huán)次數(shù)等，無法從無人機(jī)上智能采集，主要以人工記錄為主，難以保障數(shù)據(jù)錄入的準(zhǔn)確性和規(guī)范性。海量巡檢數(shù)據(jù)缺乏統(tǒng)籌管理，不利于檢索、分析、應(yīng)用，沒有發(fā)揮數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，沒有深度利用數(shù)據(jù)指導(dǎo)線路狀態(tài)評(píng)價(jià)和運(yùn)維策略。

三、輸電線路無人機(jī)巡檢作業(yè)管理系統(tǒng)的分析

（一）無人機(jī)設(shè)備臺(tái)賬、設(shè)備出入庫及巡檢作業(yè)的管理

（1）無人機(jī)設(shè)備臺(tái)賬管理

規(guī)范化的設(shè)備臺(tái)賬是系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)。從基本信息、工作日志、檢修日志、統(tǒng)計(jì)信息4個(gè)維度來管理無人機(jī)設(shè)備臺(tái)賬。其中，基本信息是在無人機(jī)設(shè)備采購入庫時(shí)進(jìn)行維護(hù)，包括廠家型號(hào)、出廠日期、保險(xiǎn)信息、技術(shù)參數(shù)等。工作日志是在系統(tǒng)中根據(jù)巡檢工作情況自動(dòng)維護(hù)，包括工單記錄、到位記錄、圖片信息、缺陷記錄等信息。檢修日志包括狀態(tài)管理、故障記錄、故障跟蹤、故障處理等信息，是根據(jù)無人機(jī)設(shè)備的檢修情況進(jìn)行維護(hù)的。統(tǒng)計(jì)信息是系統(tǒng)定期自動(dòng)統(tǒng)計(jì)更新，包括里程、飛行時(shí)間、飛行架次、圖片統(tǒng)計(jì)、缺陷統(tǒng)計(jì)等信息。

（2）無人機(jī)設(shè)備出入庫管理

系統(tǒng)在使用二維碼技術(shù)之下，依照標(biāo)準(zhǔn)管理無人機(jī)設(shè)備出入庫，確保規(guī)范化。主要方式如下：a.班長需先在辦公室運(yùn)用服務(wù)端系統(tǒng)，為輸電線路無人機(jī)制定巡檢安排同時(shí)實(shí)施派工。工作人員借助移動(dòng)終端，下載相應(yīng)的工單，同時(shí)從工器具房領(lǐng)取無人機(jī)與電池，在此過程當(dāng)中，掃描與工單相關(guān)的無人機(jī)和電池二維碼。b.經(jīng)過領(lǐng)用得到的登記數(shù)據(jù)，使用移動(dòng)終端同步至服務(wù)端系統(tǒng)，服務(wù)端系統(tǒng)自行進(jìn)行狀態(tài)的更新，將無人機(jī)與電池更新為使用狀態(tài)。c.在工作人員結(jié)束巡檢之后，需及時(shí)將無人機(jī)與電池退還至工

器具房，再通過移動(dòng)終端對(duì)此無人機(jī)及電池的二維碼實(shí)施掃描，在對(duì)登記數(shù)據(jù)實(shí)施歸還處理，更新服務(wù)端系統(tǒng)無人機(jī)與電池的狀態(tài)為“空閑”。d.工作人員通過使用移動(dòng)終端，將工單上傳并結(jié)束任務(wù)，班長在服務(wù)端系統(tǒng)中明確工單并予以評(píng)估。

（3）無人機(jī)巡檢作業(yè)管理

輸電線路無人機(jī)巡檢作業(yè)管理系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步機(jī)制，與生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)的計(jì)劃管理和缺陷管理業(yè)務(wù)模塊進(jìn)行集成應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)巡檢作業(yè)的閉環(huán)管控。閉環(huán)管控的流程為：班長根據(jù)生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)中的生產(chǎn)計(jì)劃制訂無人機(jī)巡檢計(jì)劃并進(jìn)行派工，班員根據(jù)工單完成巡檢任務(wù)后，班長進(jìn)行確認(rèn)評(píng)價(jià)，并將生產(chǎn)計(jì)劃完成情況提交給生產(chǎn)管理信息中;在發(fā)現(xiàn)線路缺陷時(shí)，班員只需在無人機(jī)巡檢作業(yè)管理系統(tǒng)中上報(bào)缺陷，經(jīng)過生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)的缺陷管理流程，最終的缺陷驗(yàn)收結(jié)果將同步到無人機(jī)巡檢作業(yè)管理系統(tǒng)中。

（二）無人機(jī)巡檢數(shù)據(jù)采集與處理

（1）無人機(jī)巡檢數(shù)據(jù)采集

為了更好地將無人機(jī)平臺(tái)與電力企業(yè)的業(yè)務(wù)需求結(jié)合在一起，無人機(jī)廠家均給予SDK開發(fā)平臺(tái)，該開發(fā)平臺(tái)較開放;其中，電力企業(yè)在運(yùn)用此平臺(tái)后，可讓用戶結(jié)合自身業(yè)務(wù)需要，修正并增設(shè)一些功能，如無人機(jī)的相機(jī)及無人機(jī)的飛控等。在該平臺(tái)移動(dòng)應(yīng)用程序協(xié)助下，通過開發(fā)集成無人機(jī)SDK開發(fā)平臺(tái)的移動(dòng)應(yīng)用程序，無人機(jī)巡檢作業(yè)管理系統(tǒng)能及時(shí)掌握及控制無人機(jī)的相機(jī)與云臺(tái)，通過將無人機(jī)圖傳系統(tǒng)傳輸高清影像，及時(shí)將傳回的視頻及圖片下載下來。在完成巡檢任務(wù)后，行將巡檢數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)端系統(tǒng)，提高工作人員的工作效率。

（2）無人機(jī)巡檢數(shù)據(jù)處理

（1）無人機(jī)巡檢比較有代表性的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)便是最初的圖像文件，使其在后續(xù)的應(yīng)用中存在有一定的問題。將數(shù)據(jù)庫與文件系統(tǒng)結(jié)合在一起，使無人機(jī)巡檢作業(yè)管理系統(tǒng)對(duì)巡檢圖像文件不易發(fā)現(xiàn)的信息，經(jīng)過處置后，將其變成顯性的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，便于以后進(jìn)行檢索、統(tǒng)計(jì)及分析等。（2）在服務(wù)端系統(tǒng)開設(shè)一定的緩沖存儲(chǔ)區(qū)域，讓工作人員在非常短的時(shí)間內(nèi)將無人機(jī)巡檢數(shù)據(jù)傳輸入系統(tǒng)。在系統(tǒng)不繁忙時(shí)，服務(wù)端系統(tǒng)開啟數(shù)據(jù)處理程序，分析及研究各巡檢圖像文件;考慮到巡檢圖像所在區(qū)域的位置信息，同時(shí)結(jié)合輸電設(shè)備的坐標(biāo)，以智能化方式進(jìn)行搭配，如巡檢時(shí)間信息與無人機(jī)設(shè)備信息等，保存到數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。（3）處置妥當(dāng)?shù)难矙z圖像文件轉(zhuǎn)移至持久化存儲(chǔ)區(qū)域，其間在經(jīng)過緩沖存儲(chǔ)空間時(shí)，需保存巡檢圖像文件路徑存至數(shù)據(jù)庫。完成結(jié)構(gòu)化處置無人機(jī)巡檢數(shù)據(jù)時(shí)，需從各個(gè)維度檢索巡檢數(shù)據(jù)，同時(shí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，分析研究不同區(qū)域不同類型無人機(jī)機(jī)巡作業(yè)的具體分布狀況。

結(jié)束語

總而言之，輸電線路無人機(jī)巡檢作業(yè)具有良好的發(fā)展前景，但仍存在出入庫管理欠規(guī)范、巡檢數(shù)據(jù)難應(yīng)用等問題。輸電線路無人機(jī)巡檢作業(yè)管理系統(tǒng)通過解決臺(tái)賬管理、出入庫管理、作業(yè)管理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理等關(guān)鍵問題，實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)的規(guī)范化管理、機(jī)巡數(shù)據(jù)的智能化采集和處理，優(yōu)化了工作方式、提升了工作效率，為充分發(fā)揮無人機(jī)巡檢的優(yōu)勢(shì)提供了技術(shù)保障。

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