基于无人机和人工协同巡检的输电智能运检实践

李 凯，胡智敏，汤国锋，袁 炜

（国网江西省电力有限公司赣西供电分公司，江西 新余 338000）

0 引言

2016年，国家电网公司董事长舒印彪提出“大力推动‘互联网+’与运维检修等核心业务深度融合，依靠创新不断提高管理现代化水平”。国网赣西供电公司主动适应国家电网公司“互联网+”战略和智能运检技术发展规划要求，认真落实省公司《输电线路无人机智能巡检体系建设三年规划》，大力推进无人机智能巡检和移动作业终端等新技术与输电运检工作融合，相关配套技术也得到改进提升，更加高效智能的运检模式代替传统运检模式已成为行业发展必然趋势。

1 输电运维现状

赣西公司输电线路遍布三个地级市的7个县（区），途经地形复杂，其中山区、丘陵和河网占70%以上，目前输电运检人员共72人，平均年龄42.5岁，缺员率高达55%。 公司线路规模庞大并且不断增长，人均运维量不断增加，传统的运检模式已无法满足工作需求，亟需采用新技术、新手段、新模式缓解运维压力，提升设备状态管控能力。

公司2016年底通过研发无人机智能操控终端和数据处理软件，实现无人机智能巡检。2017年9月研发并使用人巡移动作业终端，实现了“无人机+人工”协同巡检模式。然而协同巡检产生的大量巡检数据并未得到充分利用，运检效率提升有限。公司努力探索与实践，积极推动传统运检模式变革，依托管控平台建设和班组架构变革，实现了更加高效智能的运检模式。

2 输电线路智能运检管控平台

2.1 总体思路

公司全面推进“大云物移”等技术与输电运检业务的深度融合，以构建更高效智能的输电智能运检模式为目标。在实现输电线路无人机智能巡检基础上，进一步开发了人巡移动作业终端，提升“无人机+人工”协同巡检效率及智能化水平。构建了输电线路智能运检管控平台，并将机巡、人巡等输电全业务数据接入管控平台，实现大数据分析和智能化处理。如图1所示。

图1 管控平台构建思路

2.2 功能介绍

2.2.1 大数据多维度统计，打造运检“辅助决策地图”以大数据、云计算、物联网、移动互联网等新技术应用为基础，大规模、全方位、多手段采集真实输电业务数据，通过输电线路智能运检管控平台将电网资源、机巡、人巡、检修检测、清障防外破等数据信息进行深度融合，大数据多维度统计分析、精准定位，完整展示输电设备运行状态、巡视情况、消缺情况、周期执行情况等。宏观数据图表直观展示，一目了然，微观数据全面细致，一键穿透，满足管理人员掌控生产全局的需求，为输电运检集约化指挥提供全面、实时、精确的决策依据。决策分析模块如图2所示。

图2 输电智能运检-决策分析

2.2.2 设备资源三维可视化，实现运检全景透视

管控平台内建立三维地理信息系统，三维GIS更丰富、逼真的展示空间信息。创建线路全景图及三维模型，将电网资源三维可视化。将电网资源的缺陷隐患等信息集成到三维GIS中，按严重程度绿黄红标记，如图3所示，实现每个缺陷隐患都可控能控，信息详细，监控到位。将人巡和机巡数据在三维GIS中展现，轻松实现对人巡和机巡实时监控、轨迹查询和回放，如图4所示。通过使用多种分析工具，全景透视运检过程。2.2.3 构建全过程智能管控机制，实现运检全局可控在控

图3 输电智能运检-电网资源三维可视化

图4 输电智能运检-飞行轨迹三维可视化

一是强化周期巡视计划的制定、展示和前置预警，如图5所示。启动计划后，系统根据巡视记录，自动计算任务完成进度，让管理人员及时掌控周期巡视进度，形成运维资源的自动分析、分配建议和科学调配。融合设备运行状态、特殊区域等多源运维数据，分析重点巡检环节和区域，优化巡检周期、路径和内容，支撑差异化运维。二是管理所有机巡和人巡的成果数据，所有缺陷隐患的发现和消缺必须有图片数据，同时支持二维/三维/全景图数据上传，查看方便，可直接在三维可视化界面中查看，实现对缺陷、隐患等数据的全过程高效闭环管控。

图5 输电智能运检-计划任务管理

3 优化班组架构

建立“无人机+人工”协同巡检模式后，原传统“运维+检修”班组分工模式，已不能满足设备巡视效率大幅提升后设备消缺和状态管控需求。为提升“机巡+人巡”协同巡检模式的综合效率，根据业务实际，公司决定对原有“运维”+“检修”的班组分工模式进行调整，按专业工作环节的进行分班，将输电班组调整为“机巡”、“人巡”、“清障防外破”和“检修检测”四个专业班组，带电班和辅助班维持原状不变。

图6 班组架构变革示意图

如图6所示，班组架构变革后，输电专业原9个运检班调整为2个无人机巡检班、2个人工巡检班、2个检修检测班、3个外破清障班。同时，各专业班组以作业小组的形式开展工作，班组内成立新余一组、新余二组、新余三组、樟树组、丰城组等作业小组，各专业班组的作业小组一一对接本组工作，例如，四个专业班组的新余一组负责该组管辖线路的巡视、消缺、分析和评价等工作，必要时可辅助其他组开展工作。通过变革班组架构，专业分工更明确，职责更加清晰，而且综合检修、项目全过程管理、通道维权等因按照专业化管理，工作质量也同步提升，缺陷消除及时性得到保障，不同年龄段的员工都能有合适的岗位发挥作用。

4 实践效果

4.1 实现“大云物移”等新技术与运检业务全面融合

以“大云物移”等新技术为支撑，以构建输电智能运检体系为目标，实现“大云物移”等新技术与输电运检业务的全面融合，重点推进了大数据、云计算、物联网、移动互联网等新技术在无人机智能巡检、移动作业、大数据分析、辅助决策、智能管控等方面的创新应用，全面增强了输电运检专业的技术融合能力、业务集成能力、创新引领能力和价值创造能力，有效提高了运检工作效率和精益化管理水平，使输电运检由原来的粗放型管理模式到信息化精细化转变。

4.2 极大提升设备状态管控能力

通过建立输电智能运检模式，“补员”作用非常明显，无人机巡检班16人（占比22.2%）完成了83%线路巡视工作，有效缓解了输电专业因缺员造成的线路运维压力，同时随着工作职责调整，专业分工更明确，职责更加清晰，精益管理水平提升显著。新模式下的巡检效果不仅符合输电运维管理规定要求，而且避免了以前因人员不足不能按时完成巡视任务的情况。自2017年9月建成输电智能巡检模式以来，截至2018年4月底，开展通道和树障巡视14 000余公里，杆塔精细化巡视3 300余基，发现严重及以上缺陷隐患3009处，销钉级危急缺陷386处，有效避免掉线掉串等重大事故发生，因运维不当造成跳闸0次，未发生树线放电等人为责任事件，设备状态管控能力显著提升。

4.3 显著提升运检工作管理水平

依托输电线路智能管控平台，输电线路的智能运检管理水平得到全面提升，“机巡+人巡”作业模式得到有效优化，实现了由原来对班组和线路管控，转变为对作业小组和单基杆塔状态的常态管控，设备状态管控力和班组管理穿透力大幅提升。一是实现输电运检数据全网共享，及时性大大提升；二是可视化程度高，实现机巡和人巡实时监控、记录回放、电网资源可视化展示等功能；三是有效提高运检效率，巡视采集、数据处理、成果管理、消缺管理各环节高效衔接；四是数据价值充分利用，海量巡检数据深度融合，实现有效管理和大数据分析，为运检决策提供有力数据支撑。

5 结语

在实现“无人机+人工”协同巡检高度智能化基础上，公司创新研发覆盖输电运检业务全过程的输电线路智能运检管控平台，平台对输电业务所有数据的深度融合，实现运检数据的精准分析和可控预警，为运检管理决策提供有力支撑，实现生产指挥及决策的高度智能化和集约化。同时，通过变革班组架构，各专业班组实现互相补位和专业化运作，有效化解人少设备多的矛盾。输电智能运检模式使设备状态管控能力、班组管理穿透力、运检效率及管理水平大幅提升。