輸電線路無人機巡檢作業管理系統概述

靖磊波 顧欣馨 海爽

摘要：隨著無人機技術的不斷成熟，無人機在電力行業中的應用越來越廣泛。國家電網和南方電網也相繼發文大力發展無人機巡線業務，促進輸電線路由傳統人工巡檢模式向人機協同巡檢模式轉變。因此，有效提升輸電線路無人機巡檢作業管理系統，是無人機技術深化應用亟須解決的關鍵問題。

關鍵詞：輸電線路;無人機巡檢作業;管理系統

引言

目前，我國的無人機技術得到穩定的發展并逐步優化，且無人機較多地應用在電力企業當中，國家電網公司逐步開發無人機巡線業務，促使輸電線路從傳統的人工巡檢模式開始轉向人機協同巡檢模式。因此，規范管理輸電線路無人機巡檢作業，促使其智能化發展，是目前無人機技術在應用過程中需解決的重要問題。

一、無人機的優勢

（一）縮短巡檢時間

無人機具備快速巡檢的能力，通過在指定位置進行懸停，可檢查輸電線路導地線.桿塔、絕緣子、電氣部分等設備，快速確定缺陷，并對巡檢結果進行實時回傳，簡化巡檢過程，提高工作效率。

（二）巡檢更全面

通過搭載不同功能的吊艙平臺和系統，可以使無人機具有紅外測溫、噴火處理異物噴水測量復合絕緣子憎水性、激光點云建立三維數據模型等更多的功能，由此使得無人機的巡檢更加全面，及時查找故障，為檢修提供消缺依據，提高輸電線路設備完好率。

二、無人機巡檢作業現狀

近幾年，我國通航領域政策逐步放開，無人機技術也得到了快速發展，在遠程遙控、續航時間、飛行品質等方面都有了明顯的突破。另一方面，高分辨率可見光照相機（攝像機）、高精度紅外熱像儀、三維激光雷達掃描設備等檢測裝備技術的成熟應用，使無人機在電力作業中具有良好的發展前景。

輸電線路無人機巡檢包括通道化巡檢和精細化巡檢2方面。通道化巡檢主要看輸電通道及桿塔周圍是否有違章建筑、取土和泥石流等情況，屬于宏觀巡檢，一般采用固定翼直升機。精細化巡檢是對桿塔、線纜和絕緣子等進行細節觀察，發現隱患和問題，屬于微觀巡檢，一般采用多旋翼無人機。

目前，輸電線路無人機巡檢仍存在以下問題：無人機及配件的臺賬編碼、出入庫、保養等需要規范化管理。無人機飛行分析、故障管理、電池充放電管理等需要智能化輔助。巡檢過程中所采集的飛行數據，如飛行速度、飛行時間、起落電壓、電池循環次數等，無法從無人機上智能采集，主要以人工記錄為主，難以保障數據錄入的準確性和規范性。海量巡檢數據缺乏統籌管理，不利于檢索、分析、應用，沒有發揮數據驅動，沒有深度利用數據指導線路狀態評價和運維策略。

三、輸電線路無人機巡檢作業管理系統的分析

（一）無人機設備臺賬、設備出入庫及巡檢作業的管理

（1）無人機設備臺賬管理

規范化的設備臺賬是系統建設的基礎。從基本信息、工作日志、檢修日志、統計信息4個維度來管理無人機設備臺賬。其中，基本信息是在無人機設備采購入庫時進行維護，包括廠家型號、出廠日期、保險信息、技術參數等。工作日志是在系統中根據巡檢工作情況自動維護，包括工單記錄、到位記錄、圖片信息、缺陷記錄等信息。檢修日志包括狀態管理、故障記錄、故障跟蹤、故障處理等信息，是根據無人機設備的檢修情況進行維護的。統計信息是系統定期自動統計更新，包括里程、飛行時間、飛行架次、圖片統計、缺陷統計等信息。

（2）無人機設備出入庫管理

系統在使用二維碼技術之下，依照標準管理無人機設備出入庫，確保規范化。主要方式如下：a.班長需先在辦公室運用服務端系統，為輸電線路無人機制定巡檢安排同時實施派工。工作人員借助移動終端，下載相應的工單，同時從工器具房領取無人機與電池，在此過程當中，掃描與工單相關的無人機和電池二維碼。b.經過領用得到的登記數據，使用移動終端同步至服務端系統，服務端系統自行進行狀態的更新，將無人機與電池更新為使用狀態。c.在工作人員結束巡檢之后，需及時將無人機與電池退還至工

器具房，再通過移動終端對此無人機及電池的二維碼實施掃描，在對登記數據實施歸還處理，更新服務端系統無人機與電池的狀態為“空閑”。d.工作人員通過使用移動終端，將工單上傳并結束任務，班長在服務端系統中明確工單并予以評估。

（3）無人機巡檢作業管理

輸電線路無人機巡檢作業管理系統采用標準數據接口和數據實時同步機制，與生產管理信息系統的計劃管理和缺陷管理業務模塊進行集成應用，實現無人機巡檢作業的閉環管控。閉環管控的流程為：班長根據生產管理信息系統中的生產計劃制訂無人機巡檢計劃并進行派工，班員根據工單完成巡檢任務后，班長進行確認評價，并將生產計劃完成情況提交給生產管理信息中;在發現線路缺陷時，班員只需在無人機巡檢作業管理系統中上報缺陷，經過生產管理信息系統的缺陷管理流程，最終的缺陷驗收結果將同步到無人機巡檢作業管理系統中。

（二）無人機巡檢數據采集與處理

（1）無人機巡檢數據采集

為了更好地將無人機平臺與電力企業的業務需求結合在一起，無人機廠家均給予SDK開發平臺，該開發平臺較開放;其中，電力企業在運用此平臺后，可讓用戶結合自身業務需要，修正并增設一些功能，如無人機的相機及無人機的飛控等。在該平臺移動應用程序協助下，通過開發集成無人機SDK開發平臺的移動應用程序，無人機巡檢作業管理系統能及時掌握及控制無人機的相機與云臺，通過將無人機圖傳系統傳輸高清影像，及時將傳回的視頻及圖片下載下來。在完成巡檢任務后，行將巡檢數據傳輸到服務端系統，提高工作人員的工作效率。

（2）無人機巡檢數據處理

（1）無人機巡檢比較有代表性的非結構化數據便是最初的圖像文件，使其在后續的應用中存在有一定的問題。將數據庫與文件系統結合在一起，使無人機巡檢作業管理系統對巡檢圖像文件不易發現的信息，經過處置后，將其變成顯性的結構化數據，便于以后進行檢索、統計及分析等。（2）在服務端系統開設一定的緩沖存儲區域，讓工作人員在非常短的時間內將無人機巡檢數據傳輸入系統。在系統不繁忙時，服務端系統開啟數據處理程序，分析及研究各巡檢圖像文件;考慮到巡檢圖像所在區域的位置信息，同時結合輸電設備的坐標，以智能化方式進行搭配，如巡檢時間信息與無人機設備信息等，保存到數據庫當中。（3）處置妥當的巡檢圖像文件轉移至持久化存儲區域，其間在經過緩沖存儲空間時，需保存巡檢圖像文件路徑存至數據庫。完成結構化處置無人機巡檢數據時，需從各個維度檢索巡檢數據，同時進行統計和分析，分析研究不同區域不同類型無人機機巡作業的具體分布狀況。

結束語

總而言之，輸電線路無人機巡檢作業具有良好的發展前景，但仍存在出入庫管理欠規范、巡檢數據難應用等問題。輸電線路無人機巡檢作業管理系統通過解決臺賬管理、出入庫管理、作業管理、數據采集、數據處理等關鍵問題，實現了無人機的規范化管理、機巡數據的智能化采集和處理，優化了工作方式、提升了工作效率，為充分發揮無人機巡檢的優勢提供了技術保障。

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