无人机智能维保工具在输电线路智能运维中的应用
2024-10-15钱晓明
[摘 要]随着无人机技术的不断发展和普及,其在输电线路智能运维中应用广泛,因此无人机的维护和保养需求也在逐渐增加。为了满足这一需求,开发一种智能维保工具,以提高无人机维护和保养的管理效率和准确性,具有重要意义。文章旨在探讨无人机智能维保管理工具的开发目的和意义,为无人机在输电线路智能运维中的深化应用提供有力支持。
[关键词]架空输电线路;无人机维护保养;无人机维保管理工具
[中图分类号]TM755 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487(2024)03–0068–03
无人机是输电数字化转型中机巡作业的直接载体,其在巡视中或大或小会发生一定损耗。其维保过程中帐卡物3 者在维保交接中极易混淆,不利于管理,人工成本极大,且维保后期不利于统计分析及数据透视。
当前,针对无人机维护保养的管理工具主要依赖于传统的OFFICE 表单管理方式,其效率和准确性都有待提高。现阶段使用表单仅可实现保存诉求,且存在数据不透明等问题,无法实现界面化、流程化的直观体现,工作流程不清晰且不便于查找追溯各工作流程节点上每台无人机的出入库状态、维保状态、借用状态。
1 输电线路智能运维中无人机技术应用场景
1.1 无人机通信技术
将无人机用于输电线路智能运维巡检时,通信系统是不可缺少的环节。对通信模块进行适当的设计,可为无人机和地面站之间的通信创造一个有利的环境,防止由于通信不及时而对运维检修造成不利的影响。在巡检过程中,监控装置会对输电线路进行数据采集,并通过通信模块向地表传送信息。通过对现场相关工作人员的影像资料进行综合的分析,可对输电线的各个环节都有完整的了解。若出现问题,可及时派专人进行处置。在操作过程中,要使通信组件处于完好状态,保证在恶劣的气候条件下,通信模组仍可进行良好的通信。
1.2 无人机雷达技术
以雷达为核心的无人机,在运行维护期间,可将环境、气象等因素的影响降到最低。三维激光雷达可通过对周边的林木等环境信息进行扫描,在得到了这些信息数据后,工作人员会进行一次综合的评价和分析,以实现对输电线和树干等环境因素的准确测量,推动运维检修工作的正常开展。
1.3 无人机驾驶技术
在输电线路智能运维过程中,无人机驾驶也是一项重要的技能。该技术可为有关人员提供高质量和高效率的运维检修服务。具体体现在受交通、气象等多方面的影响,输电线路的运维面临严峻的考验,而无人驾驶则可解决这个问题,工作人员只需操纵着无人机,就可进行运维巡检。
2 无人机巡检的应用
(1)巡检准备工作。在对输电线路进行巡检时,需对智能无人机进行合理的安装,保证其使用效果,充分发挥其使用功能,并在执行前做好准备工作。先要对适合起降的地点进行实地勘察,避开市中心等复杂区域,与人群保持一定的距离,并保证无人机的运行状态。在无人机飞行的过程中,很有可能会受到高楼大厦、树木等障碍物的干扰。因此,一定要注意无人机的飞行高度,在开始升空前,要对巡视区域的高层目标进行环境调查,并将其控制在距离障碍物2.5~5 m 的低空。
(2)巡检航线的设计。在使用智能无人机设备进行巡视作业前,要先进行飞行路线的规划,目前有两种路线,一种是三角形路线,另一种是直线路线。具体来说,三角形飞行路线更适合智慧无人机的起降路线,适用于大跨度的路线。但是这种路径规划模式,在正式应用到电网巡视过程中时,无人机的控制难度会增大,这就要求执行人员对无人机的工作方法熟练掌握,从而能够更好地进行辨识和调节控制工作。相对于三角形路线,直线路线更适合场地平坦、跨度较短的输电线路,在进行智能化的无人机设备巡视工作时,要对线路巡视的次序进行科学的安排,从而保证巡视的总体效果。
(3)数据资料库设计。数据资料库的设计需要考虑到数据的采集、存储、管理、分析和应用等多个方面。
数据采集是资料库的基础,智能无人机搭载的传感器和摄像头能够实时捕捉到巡检区域的高清图像和视频,以及温度、湿度、气压等环境参数。这些数据通过无线网络传输至数据中心,以为后续的数据处理和分析提供原材料。
在数据存储方面,资料库需要有足够的存储空间来存放大量的巡检数据。同时,为了保证数据的完整性和安全性,需要采用先进的数据备份和恢复技术,确保在任何情况下数据都不会丢失或损坏。
管理方面,智能无人机巡检数据资料库需要一个强大的管理系统来对数据进行分类、索引和检索。这个系统应能根据不同的巡检任务、时间和地点等因素,快速地找到所需的数据。此外,管理系统还应该具备权限控制功能,确保只有授权用户才能访问敏感数据。
数据分析是资料库的核心。通过对巡检数据进行深入分析,可发现设施的潜在问题和风险,从而采取预防措施避免事故的发生。此外,数据分析还可用于优化巡检路线,提高巡检效率。
最后,智能无人机巡检数据资料库的设计还需要考虑数据的应用场景。如通过与地理信息系统(GIS)的结合,可在地图上直观地展示巡检数据,帮助决策者更好地理解巡检区域的情况。同时,数据资料库还可以与其他业务系统对接,实现数据共享和交换。
3 无人机智能维保工具管理思路
建立系统管理无人机台账及维保信息台账,管理无人机维保的入库、出库;可扫描无人机机身二维码并自动添加维保记录及信息归档;具备模板可编辑功能,报修时可现场完善表单信息;具备保单信息跟踪,到期预警功能;具备维保信息追溯功能。
开发电脑端和移动端App,电脑端主要用于查看设备情况、查询统计和资料导入导出。移动端主要用于日常业务管理和信息登记,并使电脑端和移动端实现共享互联、数据同步。
4 技术关键点及创新点
技术关键点:①通过研制的单机软件工具能建立无人机智能维保工具可视化台账,同时存储归档各类保险表单数据;②软件工具可扫描无人机机身二维码与导入台账匹配,形成维保记录;③将软件工具安装在移动设备上,实现二维码扫码或SN录入、表单编辑、数据归档、保单信息跟踪、借出借入信息登记等功能,实现设备全生命周期管控,后期又可做为设备台账信息及维保数据透视运用。
创新点:①通过软件系统调用手机端摄像头扫描无人机及配件固有的二维码条形码快速获取SN 编码;②通过软件系统建立无人机及其配件卡片台账并着色,以快速区别新设备入库、设备发放、维保入库、维保送修、维保返回以及设备借用管理、设备报废等设备的所处业务环节状态信息;③通过软件系统建立新设备入库、设备发放、维保入库、维保送修、维保返回以及设备借用管理、设备报废等导航模块,快速切入到需要开展的业务操作模块;④通过软件系统记录各台设备在每一次业务流程操作的详细操作信息和时间信息,做到设备全生命周期监视及管理;⑤移动设备端可便携移动扫码登记,电脑端可总览设备状态及报告生成,两端软件实现共享互联、数据同步。手机端主界面如图1 所示,电脑端主界面如图2 所示。
5 工具开发技术方案
采用移动App 及电脑端应用技术,从便捷、灵活、实用角度出发,设计开发一款无人机智能维保管理软件工具。
(1)手机端日常业务管理。基于二维码、条码识别技术,结合日常业务管理需要,快速扫码更新设备状态及信息登记,便于日常业务登记工作。
(2)无人机及配件查询统计。通过数据查询和统计,便于查看跟踪无人机的使用情况。
(3)手机端电脑端联动。通过简单便捷的方式,实现手机端应用与电脑端应用的数据同步。
(4)用户界面。开发简洁明了、易操作的用户界面,使用户可以方便快捷地使用工具进行无人机管理。
两端协同如图3 所示,手机端主要用于日常业务管理和信息登记;电脑端主要用于查看设备情况、查询统计和资料导入导出;通讯是基于USB 通讯及adb工具,实现手机端应用和电脑端应用的数据一致性。
6 结束语
无人机智能维保工具将显著提升无人机的维护保养管理效率和准确性,不仅可全面管理无人机资产,且可将维保过程中帐卡物的关系清晰明了的展示出来,具有巨大的实用价值和市场前景。未来,还应继续优化和完善这款工具,以更好地服务于输电线路无人机深化应用的发展。
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