輸電線路無人機(jī)智能精益化巡檢技術(shù)應(yīng)用

輸電線路無人機(jī)智能精益化巡檢技術(shù)應(yīng)

用摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，輸電線路規(guī)模逐年增大，遍及區(qū)域廣、途經(jīng)地形復(fù)雜、在高山迎風(fēng)面附近還存在微地形和微氣象，人工線路運(yùn)維量持續(xù)增加，以人工巡檢為主的模式已不能滿足當(dāng)前線路精益化管理的要求，亟需優(yōu)化作業(yè)模式。無人機(jī)智能巡檢技術(shù)是當(dāng)前最有效、最具發(fā)展前景的新方法，采用高效智能的無人機(jī)巡檢模式來降低線路運(yùn)維壓力，可以有效保障輸電線路主網(wǎng)安全，提高設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)管控水平，更好地彌補(bǔ)人工巡檢勞動(dòng)強(qiáng)度大、耗時(shí)長、效率低等不足。利用小型化的智能設(shè)備，配合無人機(jī)智能巡檢移動(dòng)平臺(tái)，可以對長距離、主干電網(wǎng)和人工巡檢無法到達(dá)的地區(qū)進(jìn)行智能巡檢，使輸電線路安全運(yùn)行在可控、能控和在控水平。關(guān)鍵詞：輸電線路；無人機(jī)；智能巡檢引言目前，我國已形成華北、東北、華東、華中、西北和南方電網(wǎng)共6個(gè)跨省區(qū)電網(wǎng)，電網(wǎng)規(guī)模已位居世界首位。隨著電網(wǎng)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，輸電線路巡檢工作也遇到了前所未有的挑戰(zhàn)。對輸電線路進(jìn)行定期巡視檢查，隨時(shí)掌握和了解輸電線路的運(yùn)行情況以及線路周圍環(huán)境和線路保護(hù)區(qū)的變化情況，是供電部門一項(xiàng)重要且繁瑣的日常工作。傳統(tǒng)的輸電線路巡檢主要靠人工巡檢方式，這種巡檢方式在一些惡劣條件下，如跨江跨河或高山峻嶺地區(qū)，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作條件艱苦，而且存在嚴(yán)重的安全隱患，影響檢修工作人員的人身安全。隨著無人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，無人機(jī)應(yīng)用于輸電線路巡檢以替代人工巡檢正逐漸成為現(xiàn)實(shí)，運(yùn)用無人機(jī)進(jìn)行輸電線路巡檢，有著其他巡檢方式無法超越的優(yōu)勢：（1）可避免人員安全事故；（2）不受地形地貌的限制；（3）巡檢效率高；（4）飛行成本低;（5）巡線效果穩(wěn)定。然而運(yùn)用無人機(jī)進(jìn)行輸電線路巡檢時(shí)，仍有許多潛在的風(fēng)險(xiǎn)。出于安全風(fēng)險(xiǎn)的考慮，電網(wǎng)企業(yè)相繼開展無人機(jī)巡線風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)的研究。1輸電線路的巡檢情況分析現(xiàn)階段，我國輸電線路的巡檢包含人工巡檢、機(jī)械巡檢、直升機(jī)巡檢、無人機(jī)巡檢幾個(gè)不同的方式。其中，人工巡檢是一種傳統(tǒng)意義上的巡檢方式，在具體實(shí)施應(yīng)用的過程中由于輸電線路的分布范圍比較廣，且在不同環(huán)境中都有分布，輸電線路就會(huì)比較長，一般層面上的人工巡檢方式會(huì)在無形中增加巡檢工作人員的工作量，加大巡檢人員的工作難度。同時(shí)，基于輸電線路系統(tǒng)的復(fù)雜，對巡檢人員的技術(shù)水平也會(huì)提出更高的要求，在安排管理不恰當(dāng)?shù)那闆r下會(huì)降低巡檢工作效率。機(jī)械巡檢一般是指使用機(jī)器人來完成巡檢工作，機(jī)器巡檢作為一種新型巡檢方式，主要用來針對高壓輸電線，在機(jī)器人的支持下會(huì)提升巡檢工作效率。但是機(jī)器人的運(yùn)作速度比較慢，工作效率還有待提高。無人機(jī)巡檢是應(yīng)用無線遙控設(shè)備和機(jī)身程序來開展的巡檢工作，無人機(jī)能夠通過自身圖像采集設(shè)備來收集信息，之后通過信息傳輸設(shè)備來將信息傳輸?shù)降孛婀ぷ髡旧?。無人機(jī)巡檢能夠執(zhí)行一些危險(xiǎn)系數(shù)高但是操作簡單的操作，能夠有效提升輸電線路的巡檢工作質(zhì)量。2輸電線路無人機(jī)智能精益化巡檢技術(shù)應(yīng)用2.1創(chuàng)新運(yùn)檢模式，提高精益管理水平1）搭建智能巡檢平臺(tái)，強(qiáng)化智能管理效率提升，加大新技術(shù)、新設(shè)備的投入。結(jié)合線路運(yùn)檢隱患實(shí)際，以多旋翼無人機(jī)為平臺(tái)，通過掛載不同類型的圖像及點(diǎn)位數(shù)據(jù)采集智能設(shè)備以實(shí)現(xiàn)對輸電線路線路及附屬設(shè)備的全方位故障檢測，提高數(shù)據(jù)智能化采集效率。通過軟件與硬件融合搭建無人機(jī)智能巡檢平臺(tái)，集成數(shù)據(jù)中央處理、分析前端顯示和隱患后端管理，智能開展無人機(jī)巡檢計(jì)劃管理和隱患消缺管理，按照精益化的管理要求對圖片和點(diǎn)位數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔存儲(chǔ)。通過智能巡檢系統(tǒng)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，深度融合無人機(jī)巡檢和人工巡檢數(shù)據(jù)，生成報(bào)表和數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)三維可視化展示，為輸電運(yùn)檢提供可靠數(shù)據(jù)支撐。2）固化巡檢工作流程，實(shí)現(xiàn)規(guī)范有序閉環(huán)管理。搭建自上而下、實(shí)時(shí)反饋的無人機(jī)智能巡檢網(wǎng)絡(luò)，將無人機(jī)巡檢和人工巡檢進(jìn)行整合，實(shí)行統(tǒng)一部署，對所有線路的運(yùn)維和檢修實(shí)行計(jì)劃式管理。編制標(biāo)準(zhǔn)化的無人機(jī)巡檢作業(yè)指導(dǎo)書，規(guī)范巡檢全過程工藝流程，使作業(yè)人員隨時(shí)保持清晰的思路，減少人為因素對巡檢質(zhì)量的影響。繪制簡明、合理的無人機(jī)巡檢拍攝路徑圖冊，簡化多余無人機(jī)移位路徑和冗余拍攝動(dòng)作，更加高效地完成巡檢工作。通過巡檢計(jì)劃下達(dá)、任務(wù)劃分、數(shù)據(jù)上傳和歸檔，系統(tǒng)自主開展隱患分析和計(jì)劃更新，通過計(jì)劃預(yù)警指導(dǎo)巡視計(jì)劃調(diào)整，通過隱患分析結(jié)果制定檢修策略，將結(jié)果反饋至班組進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃下達(dá)至缺陷消除閉環(huán)管理。3）強(qiáng)化巡檢工作評估，建立科學(xué)監(jiān)督指導(dǎo)體系。通過對無人機(jī)智能巡檢工作及時(shí)開展綜合成效評估，每月定期對無人機(jī)作業(yè)人員、班組、無人機(jī)巡檢質(zhì)量、無人機(jī)智能巡檢系統(tǒng)保障體系進(jìn)行評估，將評估結(jié)果通過文件下發(fā)，對評估中需要整改的問題下發(fā)督辦單，將結(jié)果及時(shí)向輸電運(yùn)檢室和班組反饋。通過督導(dǎo)整改發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)對智能巡檢運(yùn)用存在的不足進(jìn)行補(bǔ)充，快速補(bǔ)齊短板，發(fā)揮高效智能巡檢效用，引領(lǐng)無人機(jī)巡檢向智能化、科學(xué)化的方向發(fā)展。2.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)根據(jù)智能無人機(jī)巡檢數(shù)據(jù)平臺(tái)的信息特點(diǎn)，把數(shù)據(jù)信息合理分類，根據(jù)基本信息分成不同種類。同時(shí)和其余信息開展整合信息交互，以此確保數(shù)據(jù)信息具備較高的精準(zhǔn)度。例如，基本信息關(guān)鍵包括基礎(chǔ)臺(tái)賬信息，其涉及無人機(jī)臺(tái)賬信息以及駕駛工作人員信息等；而非結(jié)構(gòu)性信息，則關(guān)鍵包括無人機(jī)法律規(guī)章以及駕駛證件相片等。程序信息作為無人機(jī)實(shí)施巡檢的信息基礎(chǔ)，是根據(jù)一連串的結(jié)構(gòu)性信息與非結(jié)構(gòu)性信息構(gòu)成；智能無人機(jī)巡檢程序信息，關(guān)鍵是根據(jù)地理數(shù)據(jù)資料以及飛行監(jiān)察信息等各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息組成。詳細(xì)而言，電網(wǎng)信息資源，關(guān)鍵是利用和生產(chǎn)管理程序集成而獲取的，其屬于智能無人機(jī)巡檢程序的核心根本信息，也是飛行環(huán)節(jié)的核心數(shù)據(jù)信息，關(guān)鍵用于記載供電設(shè)施資料臺(tái)賬數(shù)據(jù)信息；而地理信息資源，則關(guān)鍵是利用和地理數(shù)據(jù)程序集成而取得的，其幫助智能無人機(jī)巡檢程序，充實(shí)核心基本數(shù)據(jù)信息，屬于空域申請及飛行監(jiān)控的參照數(shù)據(jù)；計(jì)劃任務(wù)數(shù)據(jù)，作為無人機(jī)巡檢系統(tǒng)中，開展計(jì)劃制定分解，以及任務(wù)安排執(zhí)行產(chǎn)生的生產(chǎn)應(yīng)用數(shù)據(jù)，主要是實(shí)現(xiàn)無人機(jī)巡檢任務(wù)從計(jì)劃到執(zhí)行的管理，保證飛行具備規(guī)劃性與執(zhí)行力；巡檢照片數(shù)據(jù)與巡檢視頻數(shù)據(jù)，是無人機(jī)巡檢系統(tǒng)中，管理無人機(jī)輸電線路巡檢任務(wù)對應(yīng)的飛行成果數(shù)據(jù)，主要實(shí)現(xiàn)巡檢成果數(shù)據(jù)的邏輯管理，并為后續(xù)缺陷分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。2.3巡檢資料的整理和提交巡檢作業(yè)一共耗費(fèi)4h,和傳統(tǒng)意義上的人工巡檢作業(yè)相比，本次巡檢作業(yè)效率比較高，在巡檢的過程中共采集線路影像0.8TB。面對大量的桿塔和影像數(shù)據(jù)資料，為了能夠提升數(shù)據(jù)的整理效率，在傳統(tǒng)人工缺陷識(shí)別的基礎(chǔ)上創(chuàng)造性地使用基于圖像分析的自動(dòng)化照片識(shí)別技術(shù)，通過多種手段綜合識(shí)別。經(jīng)過本次巡檢一共發(fā)現(xiàn)缺陷246處，基本上都是一般性的金具缺陷，如纜線斷股、纜線松股等。同時(shí)，一些塔體還存在鳥窩、塔基損壞現(xiàn)象。標(biāo)注缺陷之后安排專門的人員審核巡檢結(jié)果，對塔位的編號(hào)、缺陷的類型進(jìn)行反復(fù)檢查，檢查之后將資料整合到影像庫中，并就缺陷信息打造出巡檢報(bào)表，制作出缺陷清單。結(jié)語受地理位置、地形地貌、塔桿高度、帶電運(yùn)行維護(hù)的限制，輸電線路人工巡檢難以及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)故障、隱患，效率很低。輸電線路無人機(jī)巡檢提高了線路運(yùn)維效率和質(zhì)量，提升了線路智能化運(yùn)行維護(hù)水平，能夠大大解放勞動(dòng)力