提升輸電線路無(wú)人機(jī)作業(yè)效率及安全的措施

繩亞棟

摘要：輸電線路穿越復(fù)雜、偏遠(yuǎn)的地區(qū)，在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中極易遭受自然災(zāi)害和人為破壞，進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重的電力事故，影響電網(wǎng)安全與穩(wěn)定運(yùn)行。隨著無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)的逐漸成熟，其在電力系統(tǒng)、地質(zhì)勘探、環(huán)境監(jiān)測(cè)等各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文主要針對(duì)輸電線路無(wú)人機(jī)作業(yè)效率及安全的措施進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：輸電線路;無(wú)人機(jī);作業(yè)效率;安全;措施

1當(dāng)前輸電線路巡視現(xiàn)狀

1.1愈發(fā)復(fù)雜的巡視環(huán)境

我國(guó)的電力事業(yè)正在可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展之中，已經(jīng)覆蓋了我國(guó)大部分的地區(qū)，但是很多輸電線路交叉分布在野外，這些地方氣候不穩(wěn)定且比較惡劣，地理環(huán)境也復(fù)雜多變。例如，我國(guó)西北地區(qū)多為山地和丘陵，人煙稀少，很多的輸電線路都架設(shè)在山地和丘陵的頂部，大多數(shù)的桿塔還被建設(shè)在了無(wú)人區(qū)，這樣不僅會(huì)增加巡線工作人員的查找和檢查難度，還要面臨復(fù)雜的環(huán)境和惡劣的氣候。

1.2較多的巡線內(nèi)容

在實(shí)際輸電線路巡線工作的時(shí)候，巡線工作人員的工作內(nèi)容比較多，涉及的巡線范圍也比較廣，在很大程度上增加了巡線工作人員的工作量，而且巡線工作對(duì)工作人員的要求比較高，需要其具備較高的綜合能力。巡線工作的主要內(nèi)容有查看線路的受損情況、回填土的下沉幅度、桿塔基礎(chǔ)情況以及保護(hù)裝置的老化程度等等;檢查附屬設(shè)備工作的主要內(nèi)容有每一個(gè)防護(hù)裝置的運(yùn)行情況、緊固件的腐蝕情況、警示標(biāo)志是否安在或者有無(wú)殘缺、檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行情況等等;巡查架空線路工作的主要內(nèi)容有地表實(shí)際的活動(dòng)情況、架空線路和樹木，以及建筑的距離情況、架空線路周邊的地面沉降情況以及施工環(huán)境等等。

1.3人工查找故障點(diǎn)存在的難度

首先，大多數(shù)的輸電線路分布在野外，每個(gè)架線桿的距離非常遠(yuǎn)，那么在這種情況下，就需要巡線的工作人員根據(jù)輸電線路的走向進(jìn)行故障點(diǎn)的查找，這種方式的工作效率非常低，無(wú)法有效保證巡線工作人員的生命安全。其次，在以前巡線工作人員查找輸電線路故障點(diǎn)的時(shí)候，通常情況是依托于望遠(yuǎn)鏡、經(jīng)緯儀，甚至是依靠肉眼來(lái)查找故障點(diǎn)及其故障范圍，只有當(dāng)輸電線路有明顯的故障點(diǎn)時(shí)，這種方式的查找效果還是很好的，但是一旦出現(xiàn)視距太遠(yuǎn)或者故障點(diǎn)并不明顯、比較模糊的情況，這種方式就很難發(fā)現(xiàn)和找到故障點(diǎn)，降低了巡線工作人員查找的精準(zhǔn)性，增加了及時(shí)查找和解決故障的難度。

2無(wú)人機(jī)智能巡檢技術(shù)要點(diǎn)

2.1自主巡檢技術(shù)

在提升巡檢效率以及加強(qiáng)質(zhì)量方面，與無(wú)人機(jī)自主巡檢技術(shù)能夠在無(wú)人前提下，完成自動(dòng)飛行、自動(dòng)指向、精準(zhǔn)射擊等目標(biāo)，在合理減少人工的同時(shí)，有效地節(jié)約了成本。

（1）示范路線學(xué)習(xí)。在巡檢時(shí)，無(wú)人機(jī)能夠精準(zhǔn)地記錄清楚操作的航點(diǎn)位置信息以及對(duì)應(yīng)姿態(tài)，并將這些內(nèi)容存儲(chǔ)在自帶的任務(wù)列表中。不僅如此，若下次需執(zhí)行相似任務(wù)時(shí)，無(wú)人機(jī)可自動(dòng)根據(jù)已有信息來(lái)自動(dòng)完成巡檢任務(wù)。

（2）建模定位技術(shù)。該技術(shù)以RTK技術(shù)（載波相位差分技術(shù)）為基礎(chǔ)，即通過(guò)“三維點(diǎn)云軌跡”來(lái)進(jìn)行規(guī)劃，從而完成自主巡檢。另外，在點(diǎn)采集時(shí)候，一般會(huì)利用激光雷達(dá)掃描或傾斜攝影技術(shù)。其中，具備精度高、全天候、速度快等優(yōu)勢(shì)的激光雷達(dá)掃描技術(shù)，能夠幫助無(wú)人機(jī)獲得高精度激光點(diǎn)云，并依據(jù)此來(lái)構(gòu)建出三維地圖模型，從而提取出關(guān)鍵特征的空間參數(shù)。

2.2影像智能識(shí)別技術(shù)

使用無(wú)人機(jī)巡察時(shí)，往往都會(huì)使用在設(shè)施密集、以尺度立體結(jié)構(gòu)為主的線路中，該部分區(qū)域普遍存在設(shè)施相互遮擋、背景干擾強(qiáng)、缺陷難以區(qū)分等巡察難點(diǎn)。這意味著，無(wú)人機(jī)的人工智能系統(tǒng)需要進(jìn)行的處理算法會(huì)具備深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更復(fù)雜、技術(shù)路線分支更多等難題。鑒于該部分工序缺陷識(shí)別和標(biāo)注難度較大，所以技術(shù)人員在改進(jìn)相應(yīng)技術(shù)前，必須要為無(wú)人機(jī)積累大量樣本積累訓(xùn)練和驗(yàn)證數(shù)據(jù)。其主要內(nèi)容為檢測(cè)圖像。

3無(wú)人機(jī)巡檢保障作業(yè)安全的措施

3.1提高遠(yuǎn)距離無(wú)人機(jī)的通信能力

當(dāng)前，無(wú)線通信技術(shù)仍有一定限制性，即無(wú)人機(jī)巡線作業(yè)都要操作人員在現(xiàn)場(chǎng)配合共同操作且所巡檢范圍無(wú)法超出所設(shè)置的最大遙控距離，否則飛行數(shù)據(jù)、控制鏈路將受到影響。另外，盡管現(xiàn)階段市面上流通的分新型無(wú)人機(jī)可以接入4G、5G移動(dòng)通信和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊，然而因?yàn)槠渌矙z路線通常都沒(méi)有移動(dòng)信號(hào)，所以這一技術(shù)依舊受到較大限制。

3.2提高無(wú)人機(jī)的避障能力

在無(wú)人機(jī)巡檢過(guò)程中，一般都需要經(jīng)過(guò)障礙物（如建筑物、樹等）。而由于無(wú)人機(jī)在導(dǎo)航和定位時(shí)都是依靠衛(wèi)星來(lái)判斷的，這導(dǎo)致若衛(wèi)星發(fā)生偏差，則無(wú)人機(jī)就會(huì)在執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中與預(yù)定航線出現(xiàn)偏離情況，從而造成無(wú)人機(jī)碰撞輸電線或其他障礙物的現(xiàn)象。針對(duì)上述問(wèn)題，目前很多無(wú)人機(jī)通過(guò)視覺(jué)定位、紅外傳感器、雷達(dá)等傳感器實(shí)現(xiàn)較大物體臂障，在作業(yè)選擇機(jī)型時(shí)優(yōu)先使用有避障的無(wú)人機(jī)，遇到緊急情況時(shí)一定程度可避免因失控導(dǎo)致撞塔、撞絕緣子等較大部件。

3.3提高無(wú)人機(jī)的操控能力

由于巡檢輸電線路一般較長(zhǎng)，部分線路或路段穿越山區(qū)、叢林或無(wú)人區(qū)。因此，在一些極端情況下可能受微氣象影響，此時(shí)能否保證無(wú)人機(jī)平穩(wěn)飛行、無(wú)振動(dòng)抖動(dòng)、能否有效捕捉線路故障點(diǎn)非常重要，這就需要無(wú)人機(jī)操作人員具備較高的飛行控制能力。常用的能力培訓(xùn)方式包括繞8飛行、原地360自旋飛行、第一視角飛行等訓(xùn)練。

3.4合理的航線規(guī)劃

無(wú)論是手控飛行還是自動(dòng)飛行都應(yīng)合理規(guī)劃飛行航線，避免因飛行不合理導(dǎo)致撞線。規(guī)劃航線時(shí)，飛行高度應(yīng)高于最高塔的高度，飛行方向應(yīng)面對(duì)下一個(gè)目標(biāo)塔位，沿著導(dǎo)地線斜上方前進(jìn)，并與相應(yīng)的線路保持絕對(duì)遠(yuǎn)的距離。當(dāng)線路走廊密集時(shí)，無(wú)人機(jī)下降開展精細(xì)化作業(yè)，應(yīng)盡量貼近巡視的設(shè)備飛行，同時(shí)保持相對(duì)合理的安全距離，此操作可避免無(wú)人機(jī)后退而撞上鄰側(cè)線路。無(wú)人機(jī)失控返航高度設(shè)置應(yīng)高于最高物體或者桿塔的高度，避免失控返航撞塔。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在巡視輸電線路的過(guò)程中，使用無(wú)人機(jī)可以取得最佳的效果，將工作人員的工作失誤降到最低，顯著提升巡視人員的工作質(zhì)量和工作效率，發(fā)現(xiàn)輸電線路的潛在隱患，使輸電線路的安全滿足運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。隨著應(yīng)用的廣泛化，機(jī)巡的作業(yè)效率及安全變得尤為重要。

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