淺談無(wú)人機(jī)班組在輸電線路運(yùn)檢中工作地點(diǎn)的選擇

賴勇耀，劉 暉

（國(guó)網(wǎng)贛州供電公司，江西 贛州 341000）

0 引言

近年來(lái)，國(guó)家電網(wǎng)有限公司全面推廣直升機(jī)、無(wú)人機(jī)和人工協(xié)同的輸電線路立體巡檢新模式，輸電線路無(wú)人機(jī)巡檢得到快速發(fā)展和應(yīng)用[1]。多旋翼無(wú)人機(jī)具有體積小、成本低、操作簡(jiǎn)單、起降方便等優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用于220 kV 及以下輸電線路巡檢具有很大優(yōu)勢(shì)，并可深入班組規(guī)模應(yīng)用，隨著續(xù)航能力的不斷提升，具有廣闊應(yīng)用前景[2]。無(wú)人機(jī)巡視相較于傳統(tǒng)人工巡視，巡視效率和質(zhì)量都有巨大的提升。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)同一路相同桿段每小時(shí)工作時(shí)間進(jìn)行對(duì)比，傳統(tǒng)人工巡視只能完成3～4 基桿塔的到桿到位巡視，而采用無(wú)人機(jī)巡視可以完成15～20 個(gè)通道巡視。由此可見無(wú)人機(jī)在輸電線路運(yùn)檢中極大地提升了巡視效率[3]。

但是使用無(wú)人機(jī)巡視單個(gè)飛行架次通常只能實(shí)現(xiàn)約3.5 km 的通道巡視或者約2 km 的樹障巡視，然后需要轉(zhuǎn)場(chǎng)到下一個(gè)工作地點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行巡視任務(wù)。尤其是在山區(qū)進(jìn)行轉(zhuǎn)場(chǎng)，由于道路情況復(fù)雜，轉(zhuǎn)場(chǎng)需要花費(fèi)大量時(shí)間。如果工作地點(diǎn)選擇不當(dāng)，轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)間將大大增加，無(wú)人機(jī)巡視的效率也會(huì)因此大打折扣[4]。

為有效解決這個(gè)問(wèn)題，國(guó)網(wǎng)贛州供電公司輸電管理中心運(yùn)維一班（以下統(tǒng)稱無(wú)人機(jī)班）結(jié)合以往的無(wú)人機(jī)飛行經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)多種軟件的輔助，總結(jié)出一套切實(shí)可行的工作地點(diǎn)及轉(zhuǎn)場(chǎng)路徑的選擇方法，大大縮短了無(wú)人機(jī)巡視的轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)間。

1 導(dǎo)航地圖

無(wú)人機(jī)巡視的工作地點(diǎn)一般在電子地圖軟件中提前選定，贛州公司無(wú)人機(jī)班采用奧維互動(dòng)地圖與高德地圖（百度地圖）相結(jié)合的方法進(jìn)行工作地點(diǎn)的選定。奧維互動(dòng)地圖是集成Google 地圖、衛(wèi)星圖、地形圖、位置分享、指南針等功能與一體的電子地圖軟件[5]（如圖1）。在奧維互動(dòng)地圖中無(wú)人機(jī)班主要使用谷歌衛(wèi)星混合圖，其特點(diǎn)是能查看各個(gè)地點(diǎn)的地形，找到高德地圖（百度地圖）中沒(méi)有收錄的小路、山路的特殊路徑，這些特殊的路徑通常是轉(zhuǎn)場(chǎng)的捷徑，可以極大縮短轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)間；奧維互動(dòng)地圖還可以在生成的桿塔標(biāo)簽之間進(jìn)行測(cè)距，方便無(wú)人機(jī)巡視的任務(wù)規(guī)劃[6]。高德地圖（百度地圖）是可以實(shí)現(xiàn)在線導(dǎo)航、實(shí)時(shí)路況的等功能的電子地圖軟件（如圖2），其特點(diǎn)是能實(shí)時(shí)更新路況、智能導(dǎo)航，許多在奧維互動(dòng)地圖中找不到的新修的道路可以第一時(shí)間在地圖上更新，在城區(qū)工作地點(diǎn)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)尤為實(shí)用[7]。

圖1 奧維互動(dòng)地圖

圖2 高德地圖

無(wú)人機(jī)班的巡視工作地點(diǎn)通常覆蓋城區(qū)與山區(qū)，這兩款電子地圖在Windows、Android 以及IOS 終端都可以進(jìn)行安裝使用，在實(shí)際工作中互為補(bǔ)充，從而選擇最優(yōu)工作地點(diǎn)以及轉(zhuǎn)場(chǎng)路徑，可以大大縮短轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)間。

2 選擇工作地點(diǎn)

無(wú)人機(jī)班在工作前會(huì)先將需要進(jìn)行巡視的線路桿塔坐標(biāo)信息導(dǎo)入奧維互動(dòng)地圖中，在奧維互動(dòng)地圖中可以生成直觀的標(biāo)簽信息，方便對(duì)工作地點(diǎn)進(jìn)行選擇。無(wú)人機(jī)巡視單個(gè)飛行架次可以實(shí)現(xiàn)約3.5 km 的通道巡視或者約2 km 的樹障巡視，然后前往下一個(gè)工作地點(diǎn)接續(xù)上一個(gè)地點(diǎn)的巡視桿塔進(jìn)行通道巡視或者樹障巡視。以樹障巡視為例，無(wú)人機(jī)班通常先在奧維互動(dòng)地圖中測(cè)量出需要巡視線路約2 km 的飛行桿段，以規(guī)劃桿段末端為第一個(gè)工作地點(diǎn)（如圖3），車輛到達(dá)此地點(diǎn)后就可以進(jìn)行無(wú)人機(jī)起降，完成約2 km 的樹障巡視任務(wù)。第二個(gè)工作地點(diǎn)則是以第一個(gè)工作地點(diǎn)的桿段末端為起點(diǎn)，在奧維互動(dòng)地圖中測(cè)量出約2 km 的飛行桿段，以此次規(guī)劃的桿段末端做為第二個(gè)工作地點(diǎn)（如圖4），以此類推。

圖3 第一工作地點(diǎn)的選擇

圖4 第二工作地點(diǎn)的選擇

2.1 城區(qū)工作地點(diǎn)的選擇

城區(qū)工作地點(diǎn)之間一般都有路況較好的公路，因此在奧維互動(dòng)地圖中選擇好工作地點(diǎn)后可以直接人工規(guī)劃轉(zhuǎn)場(chǎng)路徑，但是部分新修建的道路奧維互動(dòng)地圖無(wú)法做到實(shí)時(shí)更新。另外一種方法是在奧維互動(dòng)地圖中選擇好工作地點(diǎn)后使用高德地圖（百度地圖）進(jìn)行導(dǎo)航，高德地圖（百度地圖）將智能規(guī)劃時(shí)間最短的路徑，根據(jù)導(dǎo)航引導(dǎo)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)工作地點(diǎn)之間的快速轉(zhuǎn)場(chǎng)。

2.2 山區(qū)工作地點(diǎn)的選擇

山區(qū)工作地點(diǎn)之間一般路況較差，而且部分地區(qū)沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)信號(hào)無(wú)法使用高德地圖（百度地圖）進(jìn)行在線導(dǎo)航，因此主要使用奧維互動(dòng)地圖進(jìn)行工作地點(diǎn)及轉(zhuǎn)場(chǎng)路徑的選擇。由于城區(qū)路況較好可以實(shí)現(xiàn)約3.5 km 的通道巡視或者約2 km 的樹障巡視，但是如果在山區(qū)工作機(jī)械套用這個(gè)方法，可能出現(xiàn)規(guī)劃的工作地點(diǎn)在大山里車輛無(wú)法到達(dá)或者前往規(guī)劃的工作地點(diǎn)的路況非常差，增加轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)間的情況。因此山區(qū)工作地點(diǎn)需要靈活變通。在規(guī)劃飛行桿段時(shí)，不一定要固定3.5 km 的通道巡視或者2 km 的樹障巡視桿段，而需要根據(jù)飛行桿段末端也就是擬定的工作地點(diǎn)靈活調(diào)整飛行距離（由于無(wú)人機(jī)電池容量固定盡量不要延長(zhǎng)飛行距離）。如果發(fā)現(xiàn)下一個(gè)規(guī)劃的工作地點(diǎn)車輛無(wú)法到達(dá)或者路況非常差的地方，可以適當(dāng)減少飛行距離，以保證方便車輛進(jìn)行轉(zhuǎn)場(chǎng)。

下面以某次樹障巡視任務(wù)為例進(jìn)行說(shuō)明。如圖5，如果機(jī)械套用樹障巡視2 km 的飛行距離，那么此次工作地點(diǎn)將會(huì)定在220 kV雷車Ⅱ線38號(hào)桿。但是根據(jù)奧維互動(dòng)地圖可知，220 kV 雷車Ⅱ線38 號(hào)桿在山里，車輛無(wú)法直接到達(dá)；而且無(wú)人機(jī)飛行到該桿塔距離較遠(yuǎn)，無(wú)人機(jī)到達(dá)桿塔時(shí)可能沒(méi)有圖傳信號(hào)，無(wú)法啟動(dòng)樹障巡視任務(wù)。所以將該桿塔作為工作地點(diǎn)不是最佳選擇。

圖5 錯(cuò)誤工作地點(diǎn)

此時(shí)我們應(yīng)該適當(dāng)縮短飛行距離，如圖6，將此次巡視桿段定為220 kV 雷車Ⅱ線33-37號(hào)桿，飛行距離約為1.65 km，這樣工作地點(diǎn)將會(huì)定在220 kV 雷車Ⅱ線37 號(hào)桿，車輛可以到達(dá)桿塔附近，無(wú)人機(jī)啟動(dòng)樹障巡視任務(wù)時(shí)將有良好的圖傳信號(hào)，能確保啟動(dòng)樹障巡視任務(wù)。不僅減少了一點(diǎn)飛行距離，而且可以提高無(wú)人機(jī)班組的巡視效率。

圖6 正確工作地點(diǎn)

3 結(jié)語(yǔ)

輸電線路無(wú)人機(jī)巡檢已經(jīng)得到廣泛研究和應(yīng)用。基于人機(jī)協(xié)同巡檢的輸電智能運(yùn)檢模式，實(shí)現(xiàn)運(yùn)檢數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)分析和可控預(yù)警，為運(yùn)檢管理決策提供有力支撐，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)指揮及決策的高度智能化和集約化，大幅提升設(shè)備狀態(tài)管控能力和班組管理穿透力。贛州公司對(duì)無(wú)人班組在輸電線路巡視中工作地點(diǎn)的選擇問(wèn)題進(jìn)行了深入的調(diào)查研究，總結(jié)出了一套高效科學(xué)的方法，這套方法的總體原則是：

1）工作地點(diǎn)盡量選擇在車輛可以通行的地方；

2）選擇路況較為理想、消耗時(shí)間較短的轉(zhuǎn)場(chǎng)路徑。把握這兩個(gè)工作地點(diǎn)及轉(zhuǎn)場(chǎng)路徑選擇的大方向，再根據(jù)實(shí)際巡視情況靈活變通，就能進(jìn)一步提高無(wú)人機(jī)班組的巡視效率。