高压输电线路巡检中5G技术的无人机应用探究

梁文耀

摘要：现代通讯科技的飞速发展推动着5G技术的深入利用，5G技术依托于其高效、精准、少延时等优势，已经被应用于高压输电线路巡检中，有效的弥补了传统巡检的弊端和不足，提高了巡检效率。本文首先介绍了5G无人机自动巡检技术的特点，然后就5G技术无人机在高压输电线路巡检中的应用及成效进行了分析。

关键词：高压输电线路;5G技术;无人机;应用;成效

0  前言

5G技术和无人机技术都是现代化的高端科技，将其应用于高压输电线路巡检中能发挥有效的监督、检查功能，从而有效地弥补传统线路巡检中的不足，从而提高了高压输电线路的巡检效率，确保了巡检工作质量。

1  5G无人机自动巡检技术特点

5G技术又被称作“第五代移动通讯技术”属于通讯领域目前最为发达的技术，它能有效地支持增强型移动宽带通讯、各种机器通讯以及超高低时延通讯。和普通的通讯技术不同，5G技术实际应用中体现出高速、宽带、节能、安全、精准定位等优势。通常来说，5G宽带能上升至20Gbps，已经超出了目前4G网络速度，而且延时能缩短到毫秒级，并达到厘米级的定位，依托于5G蜂窝通讯技术，其所覆盖的面积内能够同4G网络系统一样摆脱任何操控距离和空间的限制，更重要的是5G能提供超高清晰、高速的图像和视频，并高效地感知输电线路的特点、细节，由于5G网络特殊的低延时能力，达到毫秒级别的传输时延，从而让无人机能更为高速、及时地发出响应，让定位精度达到厘米级，能更为精准、高效地操作无人机，而且依赖于5G切片技术，可以确保各个接入设备都能安全、高效地连接。所以，将5G技术和无人机技术有效配合，可以释放出更多潜能。

2  基于5G技术的高压输电巡检系统

基于5G网络技术、高压输电线路巡检技术，并凭借对无人机巡检需求的分析以及无人机巡查的经验，对应创建输电线路无人机巡检平台，此平台主要依托于人工智能技术、大数据技术、物联网技术等，并配合输电专业无人机，而且有效地融合运检业务，参照现实需求来达到全自动、全方位的巡查，智能化联动等目标。

此平台系统结构包括：感知层、网络层、平台层、应用层几大部分，不同层次有着不同的特点。

（1）感知层。借助无人机、搭载设备等来收集、聚集图像的信息、传感数据等，发挥边缘计算与区域自治等功能，从而达到设备的高效采集，预处理所采集的信息。

（2）网络层。5G网络节点构造成全方位、大范围的5G应用网络，从而为无人机与附属设备等创造一个通讯通道，从而实现安全、可靠、宽带的数据传输。

（3）平台层。将设备所管控的相关业务、数据与物联网需求等进行沉淀，而且要封装为共享服务，从而服务于前端的应用，其中涵盖：数据中台、物联管理平台等。

（4）应用层。应用层主要是建立在业务中台、数据中台之上，达到统一服务，在统一数据模型、技术标准、框架之下来达到输电不同微应用的建设。

3  5G技术在高压输电线路巡检中的应用

3.1 无人机全自动巡检

基于5G无人机的优点，能达到无人化、高度自动化的巡检，其中主要的巡检设备为：5G无人机、全自动机场、高清摄像头、红外热成像吊舱等，这些设备可以和输电线路无人机巡检平台有效配合，从而达到无人机全自动巡检的目标。

借助输电线路无人机巡检平台，可以远距离控制无人机，并记下无人机的航行踪迹与操作流程，而且整个输电系统都能基于各条线路创建巡检任务，其内容具体涵盖：线路名称、线路归属的运维小组、巡检频率与具体定位等。无人机获得来自于巡查平台的巡检命令后，第一时间自全自动机场起飞，遵照所存储的飞行踪迹、操作命令等来执行飞行任务。整个过程中无人机能在线路中的临时停机场来自行更换电池，从而达到远距离、长时间的巡查目标，以下图1所示为无人机全自动巡检结构。

通常来说，无人机中安装了高倍摄像头，能精准地拍摄输电线路运行状态与四周环境，形成精准、到位的细节信息，也能将高清图片、视频等利用5G网络传递到边缘物联代理，从而智能化地辨认图像数据，并能把数据、信息等传输至巡查平台，也能自动地形成巡检报告，最终实现全自动、智能化的巡检。此外，无人机也能配设激光装置，每月、每个季度通过激光点云技术来扫描输电线路，借助5G网络来把数据传输至巡检平台，利用此平台来分析、处理所传输的数据，也能自动形成巡检报告，从而达到对输电线路、四周环境等的评价。

3.2 无人机VR巡检

因为边缘物联代理智能化识别系统识别准确率与识别场景等的限制，要求运维人员重点审核出现问题的图片、视频等，而且也要确认输电线路的现场状况，其中能借助VR技术，借助5G网来远距离操作无人机，达到无人机的VR巡检。

要想达到无人机VR的巡检，可以将360全景摄像头安装于无人机，发挥5G网络高速、低延时、高精度等优势，检修人员能在核心机房借助输电线无人机巡查平台来达到对无人机的远距离控制，期间要求运维人员借助VR眼镜，借5G网络来现场拍摄视频、图片等，确保其同VR眼镜同步，从而全方位地多方位检查，更加近距离地对输电线路加以巡检，也能对四周环境来加以评估。

3.3 无人机智能联动

无人机智能化联动是把无人机和杆塔上方的图像检测设备配合起来，如果检测设备出现问题，则能借助平台之间的数据分享、共享等來开启智能联动机制，调节无人机来开启自动化地障碍清理、警报等，保证输电线路的高效、安全运转。

无人机巡检平台收到来自于可视化平台传输的异常警报信号，巡检平台能把此异物的信号传输至无人机，并向其传输清障信号，无人机获取命令以后则能自动地更新搭载设备以及摄像头等。由于5G通讯具有高宽带、低延时、高精准等优势，能够精准地抵达异物所在位置，定位此物，高能激光束可以发射至目标异物，在光热原理下把架空线的漂浮性异物所获取的激光造成的部分区域温度急速上升，从而发生熔化与气化现象，进而掉下。同样，如果输电线下方存在非法作业、非法车辆时，无人机获取命令后则能自行更新所搭载的装置、喊话装置与高清摄像头，及时地抵达指定的部位，及时向非法施工负责人等发出警报命令，要求其迅速撤离，而且通过录像来获取证据，同时，也能将视频动态地传至无人机巡检平台，运维与检修人员能借助现场视频来备案，并进行责任认定。

4  应用成效

输电线路无人机巡检平台因为其高效的巡查功能，已经在不同系统得到了高效应用，建立在5G技术基础上的无人机巡检系统具有更为高效的通讯功能，然而，其不足在于5G网络具有较大的覆盖功能。现阶段，处于特定的封闭环境中开展各项试验。经历了长时间的场景试验，最终得出结果显示：5G无人机实际应用中发挥多重优势功能，例如：高效、高速、低延时、安全与精准定位等，而且能充分地发挥巡检功能、图像传输功能与自主巡检功能、智能化联动功能等。

以往的无人机巡检来说，通常巡检效率只能达到6分/基，每天的巡塔量在20基，通过2.5GHx与5.8GHz切换的方式来达到图片的高清晰传输，传输的延时为220ms。5G无人机支持下，5G网络覆盖内能在半分钟内达到对一个杆塔各个部位、细节等的拍摄与检查，而且通过线路中段的自动充电机场，能在十秒内来及时更新电池，从而支持无人机的持续飞行，达到远程巡检的效果，和传统的图片相比，5G技术支持下的图像通常更清晰，而且能调用动态的视频跟踪，可以对杆塔、输电线路局部、细节等部位的高效、精准地感知与检测，传输的时延仅为6毫秒，以此来向无人机远程操控与数据传输系统供应高速率的传输媒介，而且也能达到更高精的定位功能，具体可以精细到厘米级别，从而确保无人机能在自主巡查与智能化联动执行任务过程中更加精准、高效地锁定预定位置，总体来看，5G无人机应用于高压输电线路的巡检能发挥多方面的功能优势，整体的巡检能力大大提升。

未来5G通讯势必会朝着大的方向发展与覆盖，相关技术也会日臻走向完善与成熟，这一技术势必会在更大的范围内、更广阔的输电线路中得以应用，发挥对输电线路的巡检、监督功能，从而让输电线路的巡檢不再受客观环境、温度、气候、地域、人力因素等的影响而受到影响，从而最大程度地确保线路的运行效率，也能有效地抵御外部破坏力、不良缺陷等的影响。供电企业也能依托于巡检中所收集的数据、信息等来进行分析，将数据分享出去，从而分析输电线路的问题和故障，最终提高巡检工作效率，也能优化边缘计算能力，进而全面地提升线路的自动化巡检水平，也能推动输电线路的巡查与检查朝着数字化方向发展。

5  结语

5G通讯技术应用于无人机输电线路巡查中，有效地弥补了传统巡查的问题和短板，因为5G技术自身具备多重优势，从而能提高输电线路巡检的精度，而且能缩短延时，也能实现同相关检测设备之间的数据分享与交流，从而达到智能化联动的高水平运用。

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