云南，是高山峽谷省份
屬山地高原地形，山地面積占全省總面積的88.64%
特殊的地形地貌造就了多樣的旖旎風(fēng)光
然而
這樣的地貌曾讓電力施工人員叫苦不迭
喊話都能聽見的兩基塔，因中間隔了條深谷
輾轉(zhuǎn)去到對面可能要走一天時(shí)間
在高海拔地區(qū)的電力巡線工作
一個(gè)難字，都難以形容
如今，在科技創(chuàng)新的驅(qū)動下，更高效、更安全、更智能的無人機(jī)已經(jīng)開啟了高海拔地區(qū)輸電線路數(shù)字化、巡檢智能化、運(yùn)維科技化的時(shí)代。
同時(shí)，也展現(xiàn)了云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動應(yīng)用為代表的信息技術(shù)與生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)的融合發(fā)展的新形態(tài)。
近日，南方電網(wǎng)云南電網(wǎng)公司在怒江成功開展無人機(jī)自主巡檢輸電線路，這是國內(nèi)高海拔復(fù)雜環(huán)境下的首次作業(yè)，將有效促進(jìn)解放和發(fā)展社會生產(chǎn)力。戳視頻???
巡檢路上的歷代“神器”
人工巡線
曾經(jīng)電力工人放線時(shí)，要拖著牽引繩上高山下深谷，甚至橫渡激流，耗時(shí)耗力且險(xiǎn)象環(huán)生，工作效率低，生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重。
飛艇
2003年，云南電網(wǎng)送變電工程公司首次將飛艇牽放初級導(dǎo)引繩的作業(yè)方法應(yīng)用到施工中，開啟了飛行器應(yīng)用于電網(wǎng)建設(shè)作業(yè)的序幕，通過飛艇從空中把初級導(dǎo)引繩拖曳到豎立好的桿塔上，再通過導(dǎo)引繩將導(dǎo)線拉上塔，這一技術(shù)很大程度上規(guī)避了極端地形對施工放線的影響，工作效率大大提高。
直升機(jī)
云南電網(wǎng)超過80%以上的輸電線路都散布在遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)、交通干線、人煙稀少的高山大嶺地區(qū)，依靠傳統(tǒng)的人工巡檢，作業(yè)勞動強(qiáng)度大、工作條件艱苦、工作效率不高等問題凸顯，難以滿足巡檢需求。
2006年起，云南電網(wǎng)開始采用直升機(jī)巡檢輸電線路，不斷提高巡檢覆蓋面，到2015年實(shí)現(xiàn)了500千伏輸電線路直升機(jī)巡視全覆蓋，有力保障了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。然而，全省還有近5.5萬千米110千伏及以上電網(wǎng)線路由人工巡檢，日常巡視人員數(shù)千人。
“無人機(jī)巡檢是人工巡檢有力助手，它能輕松完成很多人工巡檢的大難題，同時(shí)也是對直升機(jī)巡檢方式的有力補(bǔ)充。”怒江供電局輸電管理所線路工王培繼說，以前人工巡查線路，遇上難走的路段一基桿塔就可能耗費(fèi)4-5個(gè)小時(shí)，效率非常低，用上無人機(jī)之后可能只需要10分鐘就能無成，工作效率大大提高了。
為解決直升機(jī)巡檢難以覆蓋110千伏及以下電壓等級輸電線路的巡視工作，降低直升機(jī)巡檢作業(yè)的成本，云南電網(wǎng)公司不斷加大直升機(jī)巡檢業(yè)務(wù)推廣和無人機(jī)巡檢研發(fā)應(yīng)用，逐步向“機(jī)巡為主、人巡為輔”的巡檢模式過渡，有效承接南方電網(wǎng)公司發(fā)展規(guī)劃和電網(wǎng)運(yùn)營規(guī)劃要求，推動無人機(jī)在電力領(lǐng)域領(lǐng)域創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展。
遙控直升機(jī)
隨著綠色環(huán)保施工的推廣，遙控直升機(jī)替代飛艇成為更安全、高效、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的放線“利器”。
遙控直升機(jī)帶線起飛后在桿塔上方懸停，作業(yè)人員取下牽引繩施放導(dǎo)線，用于施工放線的遙控直升機(jī)能掛重8千克，抗5級風(fēng)，飛行高度達(dá)250米，續(xù)航45分鐘，適應(yīng)天氣狀況能力和機(jī)動性較飛艇更強(qiáng)，且直升機(jī)長1.75米，僅重7.5千克，攜帶方便。
多軸飛行器
2014年，性能更強(qiáng)大的多軸飛行器開始展露頭腳。多軸飛行器飛行穩(wěn)定性極佳，在高空的抗風(fēng)能力強(qiáng)于遙控直升機(jī)，能更好應(yīng)對施工現(xiàn)場各種氣象條件，飛行器采用電池驅(qū)動，相對遙控直升機(jī)的“燃油”更經(jīng)濟(jì)環(huán)保，折疊后可裝入半米大小的方箱中，攜帶更方便，從箱中取出10分鐘內(nèi)就能展開升空。
升級！
人工智能，無人機(jī)實(shí)現(xiàn)自主巡檢
為什么要開展無人機(jī)自主巡線作業(yè)？
無人機(jī)自主巡線作業(yè)，是為了解決高海拔地區(qū)復(fù)雜環(huán)境無人機(jī)應(yīng)用的瓶頸，節(jié)省人力資源，把控風(fēng)險(xiǎn)，通過利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動應(yīng)用等現(xiàn)代技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)對輸電線路自動巡檢。
從2017年開始，我們利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動應(yīng)用等現(xiàn)代技術(shù)手段，研究三維航線自動規(guī)劃系統(tǒng)及基于旋翼和固定翼無人機(jī)的自動駕駛系統(tǒng)，滿足不同電壓等級、復(fù)雜地形條件下的日常和特殊巡檢。”據(jù)黃俊波介紹，從多旋翼無人機(jī)智能巡航方面著手，應(yīng)用RTK差分定位、航跡自動規(guī)劃、自動控制、導(dǎo)航定位等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對輸電線路安全快速的沿導(dǎo)線自動巡檢。
以前人工巡查線路，遇上難走的路段一基桿塔就可能耗費(fèi)4-5個(gè)小時(shí)，效率非常低，用上無人機(jī)之后可能只需要10分鐘就能完成，工作效率大大提高了。
無人機(jī)自主巡檢
優(yōu)勢
這將有效促進(jìn)解放和發(fā)展社會生產(chǎn)力，推動電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)轉(zhuǎn)型升級，極大地減少人員勞動強(qiáng)度，提高工作效率。
省時(shí) 省力
精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)問題
減少勞動強(qiáng)度
提高勞動效率
三維航線規(guī)劃是如何開展的?
三維航線規(guī)劃方面，基于云南電網(wǎng)現(xiàn)有輸電激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)和線路、桿塔模型數(shù)據(jù)，使用點(diǎn)云濾波算法對原始點(diǎn)云進(jìn)行分類，把桿塔以及周圍區(qū)域單獨(dú)切分出來，使用三維點(diǎn)云關(guān)鍵點(diǎn)提取算法，標(biāo)記桿塔上的部件，選擇位置、相序等信息，使用航線規(guī)劃算法，打開某一基桿塔，輸入拍攝角度和拍攝距離后自動生成初始航線，生成完成后，可以針對每一個(gè)航點(diǎn)單獨(dú)編，可以增加刪除航點(diǎn)，最后可以對塔內(nèi)航線進(jìn)行三維動態(tài)預(yù)覽。設(shè)計(jì)完成后，選擇導(dǎo)出航線的桿塔，進(jìn)行三維航線預(yù)覽，把桿塔加載在地圖背景上，并把航線路徑進(jìn)行疊加，直觀查看整條航線的情況，如果發(fā)現(xiàn)問題可以回到設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行航線修改。
飛行控制方面，通過無人機(jī)的飛行控制接口，設(shè)計(jì)出無人機(jī)飛行控制軟件，保持飛行姿態(tài)與航跡的穩(wěn)定，按照自動規(guī)劃的航線和指令要求改變飛行姿態(tài)與航跡，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)在規(guī)劃設(shè)定的自動駕駛巡檢的區(qū)域內(nèi)，可進(jìn)行定位并多角度拍攝執(zhí)行巡檢任務(wù)，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)自主飛行、飛行狀態(tài)監(jiān)測、數(shù)據(jù)自動采集、AI實(shí)時(shí)識別、任務(wù)管理、飛行記錄等任務(wù)，有效規(guī)避傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集一次性投資大、巡檢成本高、安全風(fēng)大等問題。
“無人機(jī)自動巡檢作業(yè)有效地推動電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)轉(zhuǎn)型升級，這個(gè)項(xiàng)目研究取得三維航線規(guī)劃軟件、自主駕駛軟件各一套，申請專利6項(xiàng)。”方明說，下一步將在云南電網(wǎng)范圍內(nèi)建立全省無人機(jī)自主巡視三維航線庫，一線作業(yè)班組可以直接下載三維航線，通過自主駕駛APP實(shí)現(xiàn)無人機(jī)自主巡視，為一線班組減負(fù)。
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