无人机自动巡检方法的应用研究

◎刘晓辉

引言：随着经济的不断发展，我国电力行业迎来新的挑战，随着输电线路分布范围的不断扩大，我国供电范围迅速增加。但由于受到自然条件的限制，部分区域不能实现人工巡检，且人工巡检方式已不能满足当前实际需求。因此，借助于无人机自动巡检方式，能够避免受到气候、天气等因素的影响，提升巡检准确性，实现输电线路的稳定运行。所以，无人机的应用，具有非常重要的促进作用。

一、无人机自动巡检的应用

1.巡视方式。输电线路日常进行巡检过程中，无人机常会应用的巡视方式包括红外巡视以及可见光巡视等，其中，可见光巡视是一种常见的巡视方式，结合可见光摄像头进行拍照与录像，并通过无线网络技术，把输电线路自身运行状态传递给工作人员。在此发展过程中，无人机巡检拍照的顺序是依据无人机方向，采用先整体后局部，以及由上而下、由左到右的方式进行拍摄，此种模式能够详细了解路线信息。在实际进行巡视时，观察的主要内容包含线路本体及其附属设施，工作人员可结合实际需求对线路通道以及线路外部环境进行观察，由此可知无人机的巡检范围非常广泛，且能够满足不同条件下的要求。

2.巡视类型。输电线路进行巡视过程中，无人机巡视类型包括精细化巡视、日常巡视以及通道巡视三种类型。精细化巡视是指无人员携带可见光摄像头以及红外热成像仪等，对线路塔杆进行精细化巡视，能够确保各部件照片的清晰性，此外，还需进行红外测温，以获取详细线路信息；而日常巡视则是结合可见光摄像头实现对杆塔连接部件的巡视，与前者相比更简便，能够满足线路日常要求，且效率极高；通道巡视则是应用激光雷达实现对线路的巡视。例如，在对线路周边施工点信息进行采集时，需注意的是单方面通过光用照片很难获取数据支持，也不能对问题全面说明。在拍摄树障时，不同角度反馈的信息也不同，在条件允许的前提下，可应用激光雷达3D 扫描的方式进行判断。以上几种方式中，对精细化提出较高要求，在对图像进行拍摄过程中，对拍摄精度有着较高要求。其主体主要涉及到线路本体以及电力保护区域，以提升整体质量。

3.与人工巡检相结合。结合当前实际分析，无人机技术应用仍处于初级阶段，因此，需要与人工进行配合。这是由于无人机可遥控范围比较小，能够飞行的时间较短，且不能完全实现自动化巡检。特别是对于部分故障以及特殊任务，无人机技术则更不能完成胜任。因此，在应用无人机时，就要与人工结合起来，提升巡检效率与质量。第一，巡检人员可借助无人机减少工作量，同时依靠无人员完成复杂的巡检工作；第二，安检人员结合无人机与人工巡检，不断对其完善，同时对无人员难以控制的位置人工进行巡检，从而确保巡检工作的顺利开展，为线路提供保障。

4.应用优势。输电线路具体进行巡检时，无人机技术的应用，提升了其稳定性与施工效率，确保了运行结构的合理性。通过此技术的应用，能够帮助相关人员更快的完成任务，并第一时间发现故障问题。此外，还能够提升数据测量的准确性。无人机巡检过程中，可通过手动、自动等操作实现巡检。

5.查找故障中的应用。由于输电线路暴露在外，因此，常会遇到各种类型的故障，对于此类现状，就要求无人机发挥出自身作用，通过无人机的应用，获取适合的视角，减少传统人工模式的弊端。此种操作的优势是实现多角度拍摄，在得到相关路线资料后，工作人员可依据图像反馈结果实现对线路自身运行的判断，并完成故障点的处理，减少人工操作压力。

二、实例分析

1. 案例概述。某地区输电线路总长是2355 km，附近地理环境比较复杂，这是由于其所处环境较恶劣且线路建设年限已久，因此材料设备出现老化，加之大风、雨雪等的影响，易产生故障，同时对当地用电造成一定影响。目前，此段区域电力维修人员有限，负责对所有线路的巡检，其中多数线路经过城区，使巡检工作造成较大困难，尤其是一些天气较为复杂的时候，工作压力不断提升，也无法保障稳定用电。因此，找到一种切实可行的线路巡检方式是当前工作人员关注的重点。对于巡检工作中的实际情况，相关人员要采用无人机方式，对GIS 系统、红外线热成像、信息传递等系统进行巡检。

2.自然灾害以后的巡视。结合项目实际可以知道，无人员不受地理条件的约束，灾害出现以后可直达现场，且对工作效率要求极高，因此，在遇到雪灾、雷雨等恶劣天气以后，可及时应用无人机对线路进行巡检，对其区域电网运行实际进行了解，并在完成抢修维护的同时，提供所需图像资料，提升工作质量与效率。

3.常规巡检。线路日常进行巡检过程中，无人员可根据相关人员建立好的GPS坐标系统，把不同线路塔杆作为标准，在固定区域内实现自动巡检，并将收集到的数据资料及时传输到地面，相关人员根据反馈的实际，对电网运行情况进行判断，并对可能产生的故障进行分析，同时对相关方案进行调整。

三、技术要求

为了能够与复杂环境下线路巡检要求一致，工作人员还要对无人机路线进行细化，通过多种技术完善无人机功能，从而与未来输电线路保持一致。对于此类现状，无人机在巡检时，常会遇到建筑物、树木以及其他等级的线路对其产生影响，这时就会影响到巡检效果，因此，为了能够与当前巡检结果保持一致，则要确保无人机拥有GPS 功能，同时还具备飞行能力，通过识别与躲避障碍物，达到快速完成巡检的目的。结合当前发展实际分析，我国无人机自动障碍规避系统能够在飞行过程中实现对障碍物的判断，且能够完成对线路进行绕飞的自动选择，且能够在一些复杂的线路巡检过程中进行使用。无人机巡检安装中的可见光摄像以及红外线热成像等设备，在功能上需应用高分辨率以及与杆塔具备的自动识别能力，在无线技术支持下，实现对数据的有效传递。由于受5G 技术的影响，完成高清图片以及视频传递已成为可能，除此以外，还可应用人工方式识别线路运行过程中的问题。随着图像识别技术的进一步发展，无人机巡检以及识别电力缺陷技术也会更加完善，其传输率会更高，相关人员也能够快速找到问题所在，并采取有效的方法进行处理。

四、效果评价

为了能够快速对无人机巡检技术应用价值进行判断，此项目采取的是结合现场实践，将无人机飞行高度设置为40 米，并结合GIS 系统，快速找到塔杆的主要位置。同时，在正射的影响之下，各塔杆都能够找到四个较为理想的拍摄角度，并应用无人机进行飞行操作，自动对位置进行寻找，同时完成整个拍摄工作，并做好相应的记录。

五、远期效果

在5G 和大数据能力的支持下，无人机的巡检通过无人机自动机槽管理，可实现在有效飞程内的全过程全自动巡检，及后期数据的全自动处理。其中无人机槽实现自动化充电管理，自动起飞；在运营商网络的覆盖支持下，起飞后的无人机实现数据自动回传至云端，在大数据平台现实建模后的对监控对象自动分析和处理出预警报告，从而实现一键式的管理，做到真正的人机替代。

结束语：综上所述，输电线路巡检过程中，无人机技术的应用，有效提升了其效率与水平，对于工作人员，要了解无人机技术的发展趋势，并不断对其应用方法进行优化，发挥出无人机自动巡检的优势，从而促进其进一步发展。