淺析多旋翼無(wú)人機(jī)在配電線路日常巡視中的應(yīng)用

張偉

摘要：在改革開放以來(lái)，我國(guó)科學(xué)技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，各行業(yè)都將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)引入了自身的發(fā)展當(dāng)中，并且效果尤為明顯。在配電線路日常巡視工作當(dāng)中也應(yīng)充分的利用多旋翼無(wú)人機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)配電線路的通道巡視、日常巡視、精細(xì)化巡視。本文主要圍繞多旋翼無(wú)人機(jī)在配電線路日常巡視中的應(yīng)用進(jìn)行了深入的分析與探究，希望能為我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展貢獻(xiàn)綿薄之力。

關(guān)鍵詞：多旋翼無(wú)人機(jī)；配電線路；日常巡視；有效應(yīng)用；注意事項(xiàng)

由于配電線路安裝的環(huán)境過(guò)于惡劣、復(fù)雜，極易出現(xiàn)故障問(wèn)題。傳統(tǒng)的人工巡視方式不僅效率較低，而且工作強(qiáng)度較大，再加之地形較為復(fù)雜，信息收集能力不高，不能夠?qū)γ恳粋€(gè)基桿塔位進(jìn)行巡視與檢測(cè)，無(wú)法完全排除配電線路存在的隱患問(wèn)題。將智能化巡視與人工巡視有機(jī)的結(jié)合在一起，能夠提高配電線路安全管理水平，有效的提高配電線路巡視的質(zhì)量與效果。多旋翼無(wú)人機(jī)在配電線路日常巡視中的應(yīng)用能夠有效的解決地形復(fù)雜問(wèn)題，不僅能夠提高配電線路巡視工作的效率，而且還能夠減輕相關(guān)工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，在提高信息收集能力的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)配電線路日常巡視的智能化、高效化，從而提高配電線路的使用壽命以及安全穩(wěn)定性。

1無(wú)人機(jī)概念

“UAV”是無(wú)人機(jī)的英文縮寫，也是無(wú)人駕駛飛機(jī)的簡(jiǎn)稱。無(wú)人機(jī)自身具備諸多的優(yōu)點(diǎn)，特點(diǎn)適合應(yīng)用于配電線路的日常巡視工作當(dāng)中，例如操控性好、小巧便攜、受地形影響小以及造價(jià)便宜等。將無(wú)人機(jī)應(yīng)用于配電線路日常巡視工作當(dāng)中，不僅能夠提高故障查找的準(zhǔn)確性與效率，而且還能夠提高配電線路巡視工作的效果與質(zhì)量。無(wú)人機(jī)不僅能夠攜帶噴火機(jī)、攝像頭、激光雷達(dá)設(shè)備，而且還能夠攜帶紅外熱成像儀、高倍數(shù)攝像頭等設(shè)備，工作人員只需要進(jìn)行相關(guān)的操作就能夠完成配電線路日常巡視工作?，F(xiàn)階段，市場(chǎng)上最為常見(jiàn)的無(wú)人機(jī)類型主要包括多旋翼、固定翼兩種，基于多旋翼無(wú)人機(jī)具有實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、造價(jià)低等優(yōu)勢(shì)，被廣泛的應(yīng)用于配電線路日常巡視工作當(dāng)中。

2 多旋翼無(wú)人機(jī)在日常巡視中的有效應(yīng)用

2.1 多旋翼無(wú)人機(jī)在日常巡視中的模式

多旋翼無(wú)人機(jī)在日常巡視中的模式主要包括激光雷達(dá)巡視模式、紅外巡視模式以及可見(jiàn)光巡視模式三種。所謂的可見(jiàn)光巡視模式就是利用可見(jiàn)光的攝像頭對(duì)配電線路拍照的形式收集信息。在利用多旋翼無(wú)人機(jī)的開展配電線路日常巡視工作時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格的遵循可見(jiàn)光攝像頭拍照的原則，不僅要遵循連續(xù)全覆蓋、按照飛行前進(jìn)方向、從低電壓端到高電壓端的原則，而且還要遵循從前到后、先整體后局部、從右向左、從上往下的原則進(jìn)行拍攝。需要注意的是必須要繞開禁飛區(qū)，與帶電導(dǎo)線保持一定的距離。禁飛區(qū)示意圖如【圖1】所示。多旋翼無(wú)人機(jī)巡視的范圍較為廣泛，不僅包括電力保護(hù)區(qū)、線路通道，而且還包括附屬設(shè)施以及線路主體等。

2.2利用多旋翼無(wú)人機(jī)開展配電線路日常巡視工作業(yè)流程

2.3多旋翼無(wú)人機(jī)在配電線路日常巡視中的類型

2.3.1通道巡視

所謂的通道巡視指的是利用激光雷達(dá)或者可見(jiàn)光攝像頭，對(duì)配電線路通道以及影響線路正常運(yùn)行的環(huán)境進(jìn)行巡視。其巡視的主要內(nèi)容是對(duì)配電線路行與兩側(cè)通道的巡視，例如，施工點(diǎn)、違章建筑物、樹障等，并且對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行采集?，F(xiàn)階段，在配電線路巡視工作中運(yùn)用最為廣泛的就是采用可見(jiàn)光攝像頭拍攝照片的模式，但是這種模式不能夠?qū)?wèn)題完全的呈現(xiàn)出來(lái)，缺乏數(shù)據(jù)支撐。例如，針對(duì)于樹障問(wèn)題，由于拍攝的角度不同，照片中樹離導(dǎo)線的距離也無(wú)法準(zhǔn)確的顯示出來(lái)。從理論角度分析，無(wú)人機(jī)是能夠飛到空中最適合的位置對(duì)導(dǎo)線與樹的距離進(jìn)行照片拍攝，但是這一操作卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)，主要是由于無(wú)人機(jī)受到景物變化的影響，無(wú)法準(zhǔn)確的判斷出是否處于最適合的拍攝位置，只能夠通過(guò)相關(guān)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)大致的推測(cè)出導(dǎo)線與樹的距離。

2.3.2日常巡視

所謂的日常巡視指的是利用可見(jiàn)光攝像頭對(duì)所連接配電桿塔的核心部位進(jìn)行巡視。巡視標(biāo)準(zhǔn)與精細(xì)化巡視相比較為精簡(jiǎn)，要求也有所降低，比較適合在日常巡視中運(yùn)用，不僅能夠提高巡視的效率，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)日常巡視的快速性。配電線路日常巡視工作的內(nèi)容不僅包括桿塔基礎(chǔ)、線路走廊以及桿塔主體，而且還包括導(dǎo)線掛點(diǎn)、絕緣子以及其它附屬設(shè)施等。

2.3.3精細(xì)化巡視

所謂的精細(xì)化巡視指的是多旋翼無(wú)人機(jī)利用紅外熱成像儀與可見(jiàn)光攝像頭的功能，對(duì)配電桿塔本體、導(dǎo)線以及金具等設(shè)備的部件進(jìn)行精細(xì)化的巡視，保障對(duì)線路設(shè)備中的核心部件所拍攝照片的清晰度符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，并且做好配電線路的紅外測(cè)溫工作。精細(xì)化巡視不僅對(duì)拍攝內(nèi)容與可見(jiàn)光攝像頭拍照順序的要求較高，而且對(duì)拍攝的注意事項(xiàng)也有著一定的要求。拍攝注意事項(xiàng)主要包括照片的覆蓋度與清晰度必須要符合相關(guān)的要求。

3多旋翼無(wú)人機(jī)在配電線路日常巡視中應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)

3.1科學(xué)合理的控制線路設(shè)施與飛行器之間的安全距離，這需要人力操作來(lái)完成。現(xiàn)階段，許多無(wú)人機(jī)的飛行器中加裝了輔助距離判定裝置或者多種傳感器，采取這種方式來(lái)把握安全距離，但是無(wú)論是采取哪種方式都必須要全面的考慮傳感器盲區(qū)以及隔離操作等問(wèn)題，在無(wú)人機(jī)起飛之后，人的作用更多的是決策與輔助。因此，必須要構(gòu)建完善的應(yīng)急預(yù)案，強(qiáng)化對(duì)操作人員的培訓(xùn)工作，加強(qiáng)對(duì)其“操作-輔助”模式的實(shí)踐訓(xùn)練。

3.2在配電線路巡視任務(wù)規(guī)劃與執(zhí)行環(huán)節(jié)，應(yīng)將傳感器的性能考慮全面，如果需要利用光學(xué)傳感器飛行時(shí)，必須要將其背景的模糊與閃耀因素考慮在內(nèi)。同時(shí)，必須要避免飛行器運(yùn)行時(shí)的模糊造成巡視工作無(wú)法順序完成。最為典型的就是光學(xué)傳感器每秒幀數(shù)。在利用延時(shí)攝影法進(jìn)行攝像拍照時(shí)，應(yīng)注意其重疊率的效果。在使用紅外傳感器時(shí)應(yīng)不僅要考慮目標(biāo)所處位置環(huán)境溫度的影響，而且還要考慮目標(biāo)溫度在大氣環(huán)境中的水汽吸收的影響。

3.3在工作規(guī)劃階段應(yīng)充分的考慮飛行過(guò)程中電磁干擾可能造成的影響，并且全面的考慮飛行器在運(yùn)行位置時(shí)，巡檢要求以及傳感器的特征。例如，在巡視過(guò)程中遇到必須從線路高壓線路下方跨越或者穿越時(shí)，應(yīng)首先選擇返回的起飛點(diǎn)以及回收，在轉(zhuǎn)移地點(diǎn)或者到達(dá)線路對(duì)側(cè)之后，再重新選擇在交叉點(diǎn)位置遠(yuǎn)距離凝視或者懸停或者重新發(fā)射飛行。

3.4針對(duì)于不同的配電線路巡線設(shè)備選擇最適合的無(wú)人機(jī)類型，根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)與相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，科學(xué)合理的設(shè)置巡視工作的安全距離。所謂的安全距離并不是指被拍攝物與傳感器之間的距離，而是線路設(shè)施各部件與動(dòng)力螺旋槳邊緣的距離。

3.5在利用多旋翼無(wú)人機(jī)開展配電線路日常巡視過(guò)程中，在操作之前應(yīng)對(duì)線路設(shè)施的實(shí)際情況進(jìn)行全面的了解，特別是前次的巡視記錄資源、導(dǎo)線情況、桿塔類型、電流的大小以及負(fù)荷的高低等。及時(shí)的建立安全檢查單與任務(wù)規(guī)劃單，為后期的巡視工作奠定良好的基礎(chǔ)。安全檢查單與任務(wù)規(guī)劃單為日常巡視工作提供了便利，不僅能夠?yàn)橘Y料的保存與調(diào)取查閱提供便利，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)巡視工作的電子化與科學(xué)化。

總結(jié)：

現(xiàn)階段，多旋翼無(wú)人機(jī)在配電線路日常巡視中的應(yīng)用態(tài)勢(shì)較好，不僅提高了巡視工作的效率，降低了工作人員的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)精細(xì)化的巡視。利用無(wú)人機(jī)的可見(jiàn)光攝像頭拍攝的照片能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)配電線路中存在的問(wèn)題以及安全隱患，及時(shí)的了解線路的變化情況以及違章建筑與樹障等，從而提高配電線路的使用壽命以及安全穩(wěn)定性。

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