无人机在广播发射台的应用前景展望

任 凯

（国家新闻出版广电总局722台，宝鸡 721001）

无人机在广播发射台的应用前景展望

任 凯

（国家新闻出版广电总局722台，宝鸡 721001）

1　引言

无人机被誉为“空中机器人”，随着技术的不断进步，无人机不仅在军用领域大显身手，在民用领域的应用也日益广泛。

2　广播发射台天馈线系统及供电线路巡检分析

2.1 行业需求背景

广播发射台传统巡查天馈线及供电线路的模式，已经不能完全适应现代化广播发射台建设与发展的需求。

2.2 无人机巡线在广播发射台的优势

传统巡视线路存在的问题：

⊙ 巡线距离长、工作量大、步行巡线效率非常缓慢，无法提高巡线效率。

⊙ 遇到冰雪水灾、地震、滑坡等自然灾害天气时，巡线工作将无法开展。

⊙ 山区巡线具有高风险性，工作条件艰苦，随时会威胁到巡线人员生命安全。无人机巡线优势所在：

⊙ 无人机具备防雨水功能：可在大雨、中雪天气飞行，不受恶劣天气影响，可随时巡航，有利于加大重点区段的特巡力度，增加大负荷运行下设备检测次数。

⊙ 无人机机动灵活：机身轻巧可靠，结构紧凑、性能卓越，使用不受地理条件、环境条件限制，特别适合在复杂环境执行任务，可定期对线路通道内树木、违章建筑等情况进行重点排查、清理，确保输电通道安全。

⊙ 傻瓜式自主飞行：35kV供电线路和天馈线临自然灾害的处理，无人机系统具备全自动一键式起降及傻瓜式自主飞行功能，可长时间空中悬停或飞停于某固定点，通过大范围飞行快速巡查，可第一时间掌握事故隐患地点。

⊙ 反馈及时：无人机内置大内存超小机载高清拍摄设备，通过航拍测绘掌握地面受灾程度，地面工作站控制指挥人员，根据实时回传的数据立即通知相关单位开展抢修维护事宜。

⊙ 提高了抢修队伍在处理应急事件的办事效率：快速准确地为受灾地区进行定损评估，为天线塔幕、馈线、输电线抢修赢得宝贵的时间。

⊙ 无人机巡航降低了广播发射台整体事故率：无人机巡航在拍摄过程中发现重大危急缺陷，及时为广播发射台提供信息，可避免供电线路事故，天馈线事故，从而确保广播发射台的安全播出任务。

3　无人机在广播发射台应用要求

（1）飞行控制技术：要求遥控距离最好达30km，遥控高度在300m左右；由地面控制系统通过数据链进行操控实时传递图片或视频，方便巡线人员使用；并且具备GPS自主线路导航控制、地理匹配自动控制、线路杆塔自动跟踪等飞行控制功能，使无人机巡线进入全自动化飞行方向发展，使一条输电线路或所有天馈线巡线全部工作小于半天时间。

（2）机体稳定飞行技术：无人机飞行稳定，不抖动，或者具备携带稳定能力的摄像平台，可以安装可见、红外热像摄像设备，具备摄像设备自动控制摄像功能，便于进行拍摄地面线路杆塔高分辨率航空影像。

（3）线路杆塔自动跟踪识别技术、摄像快速对焦成像技术：一系列先进测绘控制技术摄像快速曝光，生成高清晰的地面杆塔、线路、树林、绝缘子、金属等可见、红外影像，最好具备自动输电网故障识别摄像功能。

（4）无人机巡检要求极熟练的操作人员进行操作，对于“飞手”的要求将不是那么简单的能把飞机飞起来就可以，无人机线路巡检要求操作员可以将无人机精确的控制到每一个需要检查的点上。

（5）无人机续航问题，一般的无人机续航时间很短，在很短的时间内要完成长线段的巡检是不可能的，返程也是问题。

4　广播发射台无人机应用设想

4.1 针对天馈线系统采用无人直升机进行巡查

无人直升机系统具有以下特点：

（1）性能优异：长时间悬停、贴近巡检对象进行低空飞行；在野外场地垂直起降，不需专门的机场和跑道；若发动机发生故障空中停车，无人直升机可以利用旋翼自转下滑安全着陆；飞行高度为10～1000m，续航时间为20～50分钟，巡航速度每小时30km，抗风4级。

（2）傻瓜式的飞行控制：使用自动驾驶仪全自主执行全部命令，包括起飞、爬升、航线飞行和着陆，能自由悬停。地面站执行任务规划、实时采集和远程控制；通过指令上行链路进行遥控或操控遥飞行中更改航线、控制载荷等功能。

（3）实现多种任务载荷：根据任务需要可搭载3.5～12kg以内的多种任务载荷，如照相机、摄像机、红外感应仪等其他勘测设备等。

无人直升机巡检的优势：首先，它根据巡检事前编好的各个天线塔GPS坐标点，进行自动飞行巡检，巡检内容包括馈线和天线幕（有无断股）、杆塔（有无鸟窝、损坏、变形、紧固金具松脱金具被盗）、绝缘子（有无闪落迹象、破损、污秽、异物悬挂）、防震锤（有无变形、存在异物）、线夹（有无松脱）、导线（有无断股、异物悬挂）、地面环境（有无在规定范围建筑房屋和超范围生长的植物）等内容。其次，无人机执行巡检监控，并实时同步传输到地面工作人员。最后，无人机完成巡检任务后，地面工作人员根据巡检内容信息判断巡检结果，并根据具体情况制定相应的解决措施。另外，针对夜间天馈线出现打火等故障的巡查，直升无人机通过挂接热成像设备，对巡检天线进行红外巡查，通过温度异常变化对比值，发现天馈线上隐蔽性较强故障点。

4.2 针对35kV供电线路采用固定翼无人机巡查

固定翼无人机系统具有以下特点：

（1）性能优异：航线控制精度高，飞行姿态平稳。飞行高度可达3，000m，续航时间为120～180分钟，巡航速度每小时80～130km，抗风6级，飞行半径80km。在多云气象条件下，可以进行云下航摄飞行。

（2）飞行控制简单可靠：使用自动驾驶仪全自主执行全部命令，包括起飞、爬升、航线飞行和着陆。地面站执行任务规划、实时采集、远程控制、飞行中更改航线、控制载荷等功能。

（3）简便安全的发射和回收方式：采用轻便、高可靠性、可重复使用的弹射架，弹射起飞，不受起飞场地限制；配备符合军用标准的降落伞，能保证安全作业飞行。

（4）实现多种任务载荷：根据任务需要可搭载5kg以内的多种任务载荷，如照相机、摄像机或其他勘测设备等。

（5）使用成本低：无人机系统的运营成本较低，飞行操作员的培训时间短，系统的存放、维护简单。

使用固定翼无人机系统巡检的优势有：首先，它可利用固定翼快速作出应急反应，适用于自然灾害预警巡查飞行和事故应急飞行。其次，通过大范围飞行快速巡查，第一时间掌握事故隐患点。最后，通过航拍测绘掌握地面供电线路损毁程度，地面工作站根据实时航拍监控数据立即通知当地供电站以及本单位维护部门展开抢修维护事宜。

5　结束语

无人机在广播发射台除了上述两种主要应用外，还可以应用到发射台日常台区安防、消防、防洪、防灾和举办活动等用途。当然，无人机也是存在缺憾和不足，比如其对通信依赖性强，且易受到天气、信号等干扰和人为因素影响，行动带有滞后性。小型无人机载重较小、工作时间短，加之空管等方面也不利其发展，这些问题需要我们一起去技术创新和研究突破。

［1 刘国嵩，贾继强．无人机在电力系统中的应用及发展方向．东北电力大学学报，2012

［2］ 李勇．无人飞行器在特高压交流输电线路巡视中的应用模式研究．华北电力大学（北京）学报，2014

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2016.07.016

V2，TN93，TN94 文献标示码：A

1672-7274（2016）07-0039-02