淺析輸電線路巡檢中無(wú)人機(jī)技術(shù)的運(yùn)用

徐人強(qiáng)

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人機(jī)技術(shù)在輸電線路巡檢工作中得到了更加廣泛的應(yīng)用，提高了輸電線路巡檢水平。本文首先簡(jiǎn)要闡述了無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)的基本概念和應(yīng)用特點(diǎn)，接著重點(diǎn)研究了無(wú)人機(jī)技術(shù)在輸電線路巡檢中的應(yīng)用方法，旨在進(jìn)一步強(qiáng)化輸電線路巡檢中的無(wú)人機(jī)技術(shù)運(yùn)用水平，提高巡檢效果。

關(guān)鍵詞：輸電線路巡檢;無(wú)人機(jī)技術(shù);應(yīng)用方法

引言

我國(guó)電力行業(yè)不斷發(fā)展，電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大、距離不斷增加，傳統(tǒng)的人力輸電線路巡檢方法已經(jīng)不適合當(dāng)前電網(wǎng)的建設(shè)狀況。因此，要充分明確無(wú)人機(jī)技術(shù)在輸電線路巡檢中的應(yīng)用特點(diǎn)和意義，并進(jìn)一步探究無(wú)人機(jī)技術(shù)在其中的應(yīng)用方法，以使巡檢工作更加適應(yīng)當(dāng)前電力行業(yè)的發(fā)展形勢(shì)。

1.無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)概述

無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)是一項(xiàng)可以遠(yuǎn)程實(shí)施的新型技術(shù)。工作人員可以對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，并通過(guò)其搭載的傳感設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路的巡檢，具有一定自動(dòng)化特點(diǎn)。相較于傳統(tǒng)的人力巡檢方式，無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)具有一定優(yōu)勢(shì)。第一，無(wú)人機(jī)的體積較小、成本較低，可以節(jié)約巡檢設(shè)備方面的資金;同時(shí)無(wú)人機(jī)操作簡(jiǎn)便，一般來(lái)說(shuō)工作人員只要經(jīng)過(guò)一定基礎(chǔ)訓(xùn)練就可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)操作，一定程度上也能夠節(jié)約人力成本[1]。第二，無(wú)人機(jī)的使用比較靈活，可以深入到許多人員、車輛等無(wú)法深入的地區(qū)進(jìn)行細(xì)致的巡檢工作，提高巡檢工作的質(zhì)量和效率。第三，在傳統(tǒng)的人力巡檢工作當(dāng)中，工作人員往往需要進(jìn)行帶電作業(yè)等一系列具有一定危險(xiǎn)性的工作，而無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)可以減少工作人員進(jìn)行危險(xiǎn)工作的情況，提高巡檢工作的安全性。第四，無(wú)人機(jī)巡檢工作往往不需要與各個(gè)設(shè)備、人員進(jìn)行接觸，工作進(jìn)行更加方便，同時(shí)也能減少一部分巡檢工作中與周邊人員產(chǎn)生的利益糾紛。第五，無(wú)人機(jī)由于自身體積與構(gòu)造的特點(diǎn)，其故障維修和日常護(hù)理工作更加便捷，能夠減輕相關(guān)地勤工作的壓力。最后，無(wú)人機(jī)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性較強(qiáng)，可以滿足各種條件環(huán)境下不同的輸電線路巡檢要求，更加方便巡檢工作計(jì)劃的制定。總而言之，無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于輸電線路巡檢工作的水平提升具有一定積極作用。當(dāng)前，無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯，在輸電線路巡檢當(dāng)中的應(yīng)用范圍越來(lái)越大，總體發(fā)展前景較好，正在逐漸發(fā)展為電網(wǎng)巡檢工作的重要支柱。

2.無(wú)人機(jī)技術(shù)在輸電線路巡檢中的應(yīng)用

2.1多余度飛控系統(tǒng)

多余度飛控系統(tǒng)在無(wú)人機(jī)技術(shù)當(dāng)中發(fā)揮著重要的掌控功能，需要提高無(wú)人機(jī)技術(shù)在輸電線路巡檢中的應(yīng)用水平，就需要明確多余度飛控系統(tǒng)的具體功能和應(yīng)用方法。多余度飛控系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的飛行控制系統(tǒng)容錯(cuò)率更高，可以同時(shí)對(duì)多個(gè)故障和問(wèn)題進(jìn)行協(xié)調(diào)解決，能夠有效提高無(wú)人機(jī)的應(yīng)用價(jià)值。一方面，多余度飛控系統(tǒng)提高了無(wú)人機(jī)在使用過(guò)程中的穩(wěn)定性，改造了無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)當(dāng)中的一部分硬件結(jié)構(gòu)，使無(wú)人機(jī)能夠得到更加安全的控制[2]。另一方面，多余度飛控系統(tǒng)也可以被應(yīng)用于無(wú)人機(jī)技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化方面。多余度飛控系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的飛控系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的使用要求更低，在小型計(jì)算機(jī)當(dāng)中也能正常運(yùn)行，能夠節(jié)約無(wú)人機(jī)技術(shù)使用成本，同時(shí)也能降低無(wú)人機(jī)技術(shù)操作門檻，進(jìn)一步強(qiáng)化無(wú)人機(jī)運(yùn)用水平。多余度飛控系統(tǒng)在輸電線路巡檢當(dāng)中具有一定應(yīng)用價(jià)值，可以提高巡檢的穩(wěn)定性和效率，其使用需要得到一定重視。

2.2飛行控制方法的使用

想要實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的高效飛行，不僅要明確多余度飛控系統(tǒng)的應(yīng)用方法和應(yīng)用價(jià)值，還要對(duì)具體飛行控制方法的使用進(jìn)行探究，當(dāng)前，無(wú)人機(jī)飛行控制的方法主要有兩種：人工控制與自主控制。人工控制方法是指工作人員實(shí)施對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行軌跡進(jìn)行操作管理。這種方法的優(yōu)勢(shì)在于具有更強(qiáng)的應(yīng)變性，能夠經(jīng)由工作人員操控根據(jù)具體情況實(shí)時(shí)改變飛行軌跡;其劣勢(shì)在于十分依賴操作人員的技術(shù)水平。該類方法主要應(yīng)用于環(huán)境條件比較復(fù)雜或容易發(fā)生變化的輸電線路巡檢工作中。自主控制方法則是完全依托計(jì)算機(jī)對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行控制，這種控制方法很可能會(huì)出現(xiàn)飛行航線錯(cuò)誤的現(xiàn)象，造成巡檢工作無(wú)法正常完成;但同時(shí)也能節(jié)約人力資源，降低工作成本。這種方法比較適用于航線固定、環(huán)境比較簡(jiǎn)單的輸電線路巡檢工作中，例如在對(duì)氣候變化較有規(guī)律的平原地形中的輸電線路進(jìn)行巡檢時(shí)，可以采用自主控制方法。要根據(jù)不同的輸電線路環(huán)境條件與巡檢工作的要求選用最合適的飛行控制方法，進(jìn)而提高無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用水平。

2.3超聲波測(cè)距

想要避免無(wú)人機(jī)在巡檢過(guò)程中受到障礙物的不利影響，就需要采用一定的避障手段。超聲波測(cè)距技術(shù)是一種比較有效的避障手段，在輸電線路巡檢過(guò)程中具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。搭載了超聲波測(cè)距技術(shù)的無(wú)人機(jī)可以通過(guò)超聲波的反射判斷障礙物的位置，測(cè)量發(fā)射脈沖與接收脈沖之間的時(shí)間差距，進(jìn)而測(cè)算無(wú)人機(jī)本身與障礙物之間的空間距離，以在合適的時(shí)機(jī)避讓障礙物，正常進(jìn)行輸電線路巡檢工作。超聲波技術(shù)的使用方法比較簡(jiǎn)單，且設(shè)備成本較低，具有一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì);但同時(shí)其信號(hào)也很容易受到干擾，對(duì)于長(zhǎng)距離避障工作并不具備優(yōu)秀的完成能力。因此在應(yīng)用超聲波測(cè)距技術(shù)時(shí)，要注意事先排除巡檢路線上容易對(duì)超聲波信號(hào)產(chǎn)生影響的因素;同時(shí)也要注意避免在長(zhǎng)距離巡檢中使用超聲波測(cè)距技術(shù)，否則很容易影響輸電線路的巡檢效果。

2.4激光雷達(dá)測(cè)距

激光雷達(dá)測(cè)距技術(shù)的應(yīng)用原理與超聲波測(cè)距技術(shù)具有一定的相似度，都是通過(guò)發(fā)射某種信號(hào)來(lái)判斷無(wú)人機(jī)與障礙物之間的距離，實(shí)現(xiàn)避障效果;但激光雷達(dá)測(cè)距技術(shù)主要測(cè)量的是光線的時(shí)間差。激光雷達(dá)測(cè)距技術(shù)的功能性要比超聲波測(cè)距技術(shù)更強(qiáng)，在無(wú)人機(jī)處于懸停狀態(tài)時(shí)，該技術(shù)也能充分檢測(cè)無(wú)人機(jī)周圍的障礙物，對(duì)無(wú)人機(jī)接下來(lái)的飛行提供較為準(zhǔn)確的指示[3]。激光雷達(dá)測(cè)距技術(shù)的測(cè)量有效距離更長(zhǎng)，能夠滿足更加復(fù)雜環(huán)境條件下的輸電線路巡檢工作要求;但同時(shí)，激光雷達(dá)測(cè)距技術(shù)也同樣存在一定局限性。例如，在光照特別強(qiáng)的戶外環(huán)境使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行輸電線路巡檢時(shí)，光脈沖的發(fā)射與接收就容易受到光照影響，產(chǎn)生遲鈍現(xiàn)象，如果在這種情況下仍然需要使用激光雷達(dá)技術(shù)，就要為無(wú)人機(jī)另外安裝陽(yáng)光干擾處理芯片，同時(shí)進(jìn)一步對(duì)測(cè)量時(shí)機(jī)進(jìn)行把控，需要消耗額外的設(shè)備成本與人力成本。在運(yùn)用激光雷達(dá)測(cè)距技術(shù)時(shí)，要提前調(diào)查輸電線路沿線的光照情況，盡量排除光照對(duì)其產(chǎn)生的干擾。

2.5視覺(jué)測(cè)距

視覺(jué)測(cè)距主要通過(guò)在無(wú)人機(jī)上搭載攝像機(jī)、對(duì)視察進(jìn)行測(cè)量進(jìn)而測(cè)算與障礙物之間的距離，通過(guò)障礙物的視覺(jué)反映幫助避障工作進(jìn)行。一般來(lái)說(shuō)，在無(wú)人機(jī)上搭載的攝像機(jī)通常是雙射攝像機(jī)，這種攝像機(jī)可以最大程度地模仿人眼的視覺(jué)，通過(guò)兩幅數(shù)字圖像更加精確地測(cè)算無(wú)人機(jī)與障礙物之間的距離。視覺(jué)測(cè)距技術(shù)可以建立起周圍環(huán)境的三維模型，更加立體地感知周圍環(huán)境;同時(shí)該技術(shù)很難受到外界條件的影響，只要自身設(shè)備沒(méi)有損壞就可以對(duì)任何條件下的輸電線路分布與障礙物分布進(jìn)行明確的感知。在應(yīng)用視覺(jué)測(cè)距技術(shù)時(shí)，要重點(diǎn)注意攝像機(jī)的安裝位置與質(zhì)量，保證其能夠在科學(xué)的角度實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的測(cè)算，同時(shí)也保證其能夠?qū)旊娋€路的狀況進(jìn)行全面觀測(cè)，保證輸電線路的質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，無(wú)人機(jī)技術(shù)是一項(xiàng)機(jī)動(dòng)性較強(qiáng)、巡檢效果較好的新技術(shù)，具有一定優(yōu)點(diǎn)，因此要對(duì)無(wú)人機(jī)技術(shù)的多余度飛控系統(tǒng)、超聲波測(cè)距功能、視覺(jué)測(cè)距功能等的使用方法進(jìn)行探究，強(qiáng)化無(wú)人機(jī)技術(shù)在輸電線路巡檢當(dāng)中的應(yīng)用水平，進(jìn)而提高輸電線路巡檢質(zhì)量，進(jìn)一步保障輸電線路的安全性。

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