通過利用無人機(jī)技術(shù)進(jìn)一步提升巡檢自動(dòng)化和智能化

業(yè)內(nèi)習(xí)慣將2015年稱為無人機(jī)在電力巡檢應(yīng)用的元年，這一年國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)相繼出臺(tái)無人機(jī)巡檢作業(yè)規(guī)范，如DL/T 1482-2015《架空輸電線路無人機(jī)巡檢作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則》，無人機(jī)真正投入到電力運(yùn)檢作業(yè)中。隨之不久，廣東電網(wǎng)公司在《“十三五”輸配電線路“機(jī)巡+人巡”協(xié)同巡檢實(shí)施方案》中指出，到2020年廣東電網(wǎng)公司要實(shí)現(xiàn)110千伏及以上線路機(jī)巡覆蓋不少于90%，機(jī)巡占比不少于60%，線路巡檢成本降低20%以上。

四年過去，隨著技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，無人機(jī)在電力運(yùn)檢中扮演的角色愈發(fā)重要。傳統(tǒng)飛手操作無人機(jī)巡檢電力桿塔的模式，在過去保障電力供應(yīng)，提升巡檢效率方面作出了巨大貢獻(xiàn)，但隨著國家電網(wǎng)“三型兩網(wǎng)”戰(zhàn)略的提出，如何規(guī)范數(shù)據(jù)采集，有效利用分析，進(jìn)一步提升巡檢自動(dòng)化、智能化程度成了新時(shí)代的命題，走訪廣東、江蘇和浙江等十三個(gè)省份，尋找無人機(jī)智能巡檢的答案。

深圳市多翼創(chuàng)新科技有限公司立足電力運(yùn)檢難題，致力于為電力行業(yè)客戶提供全方位、多場景的無人機(jī)精細(xì)巡檢解決方案。

方案由軟件平臺(tái)、巡檢平臺(tái)和行業(yè)級無人機(jī)組成，以電力場景下的無人機(jī)飛行規(guī)范與信息安全要求為框架，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和人工智能，提供變電站周邊線路巡檢、主網(wǎng)桿塔及配網(wǎng)桿塔無人機(jī)智巡解決方案。

1. 軟件平臺(tái)：

由3部分組成：

1） 負(fù)責(zé)任務(wù)接收和現(xiàn)場調(diào)度的現(xiàn)場監(jiān)控APP;

2） 負(fù)責(zé)任務(wù)調(diào)度、巡檢數(shù)據(jù)管理的云端中央管理系統(tǒng)。

3） 云-邊-端協(xié)同物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)終端監(jiān)測數(shù)據(jù)的同步分發(fā)

2. 巡檢平臺(tái)——巡檢數(shù)據(jù)采集端：

適應(yīng)不同場景需要的固定式自動(dòng)機(jī)場、移動(dòng)式四機(jī)航母和皮卡式膠囊機(jī)場。

3. AI算法：

視覺導(dǎo)航算法：保障飛機(jī)精準(zhǔn)降落;

輔助拍攝算法：增強(qiáng)拍照準(zhǔn)確率;

缺陷識別算法：自動(dòng)化判別缺陷數(shù)據(jù)。

上述方案已經(jīng)在國網(wǎng)部分省市落地開花，應(yīng)用于生產(chǎn)一線。

一、 固定式自動(dòng)機(jī)場，實(shí)現(xiàn)華東某變電站無人值守

變電站周邊線路地理位置相對偏遠(yuǎn)，線路數(shù)量分布密集，人工巡檢費(fèi)時(shí)費(fèi)力且質(zhì)量不一。固定式自動(dòng)機(jī)場可實(shí)現(xiàn)無人機(jī)對變電站周邊線路的自主精細(xì)巡檢，相較于作業(yè)人員到達(dá)現(xiàn)場操縱無人機(jī)巡檢，固定式機(jī)場深化智能，進(jìn)一步提升自動(dòng)化程度和解放人力。

?由“有人”到“無人”

在變電站內(nèi)部署固定式無人機(jī)機(jī)場，在云端管理系統(tǒng)下達(dá)巡檢任務(wù)后，無人機(jī)自主起降并實(shí)現(xiàn)精細(xì)化巡檢，任務(wù)完成后，無人機(jī)被機(jī)場自動(dòng)回收，巡檢數(shù)據(jù)傳回云端，并借助AI算法快速識別缺陷。

整套無人機(jī)自主精細(xì)巡檢變電站周邊線路方案設(shè)計(jì)過程中，從無人機(jī)存放的環(huán)境安全，到無人機(jī)現(xiàn)場無人操縱情況下的飛行安全，層層攻關(guān)“無人值守”難點(diǎn)：

【無人機(jī)存放環(huán)境安全】

1、機(jī)艙本身IP54防護(hù)等級，保護(hù)艙內(nèi)無人機(jī)不受一般雨水、灰塵破壞;

2、工業(yè)空調(diào)，持續(xù)保障艙內(nèi)適宜溫濕度;

3、智能機(jī)械臂，自主為無人機(jī)充/換電;

4、UPS提供應(yīng)急供電機(jī)制

【無人機(jī)飛行安全】

1、任務(wù)執(zhí)行前的機(jī)場和無人機(jī)自檢;

2、無人機(jī)起飛前氣象安全條件確認(rèn);能監(jiān)測當(dāng)前天氣和預(yù)測任務(wù)期間天氣情況，氣象條件不佳時(shí)，無人機(jī)禁飛。

3、無人機(jī)電量安全機(jī)制;起飛時(shí)，監(jiān)測當(dāng)前電量，預(yù)估作業(yè)消耗電量及返航所需電量，一旦電量降至返航所需電量，無人機(jī)啟動(dòng)返航機(jī)制;精準(zhǔn)降落后，設(shè)置電量閾值，一旦低于閾值，機(jī)場即對無人機(jī)進(jìn)行充電/換電。

4、高延遲通信; 當(dāng)遙控器與無人機(jī)通信不佳時(shí)，無人機(jī)啟動(dòng)懸停機(jī)制。

5、無人機(jī)飛行避障機(jī)制;

【無人機(jī)妥善回收】

基于計(jì)算機(jī)視覺和RTK技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)厘米級的精準(zhǔn)降落，并由固定機(jī)場自動(dòng)回收回機(jī)艙內(nèi)。

【遠(yuǎn)程智能運(yùn)維】

自研日志系統(tǒng)，支持云-邊-端的日志匯總、持久化、可視化;基于日志數(shù)據(jù)積累和模式分析總結(jié)，提供從硬件到軟件的整體遠(yuǎn)程運(yùn)維支撐、快速故障排查、異常情況預(yù)測。

？ 由“一個(gè)變電站”到“多個(gè)變電站”

【云-邊-端】方案架構(gòu)，有效連接中央管理系統(tǒng)、固定機(jī)場和無人機(jī)。云端中央管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)任務(wù)的統(tǒng)一下發(fā)和巡檢數(shù)據(jù)管理及多機(jī)場的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)從一到多個(gè)變電站的統(tǒng)一管理，擴(kuò)大智能運(yùn)檢的作業(yè)半徑。

在數(shù)據(jù)傳輸方面，響應(yīng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等級保護(hù)規(guī)定和國家電網(wǎng)及南方電網(wǎng)對信息安全的要求，可實(shí)現(xiàn)專網(wǎng)或內(nèi)網(wǎng)部署。

二、 移動(dòng)式四機(jī)航母，實(shí)現(xiàn)華東某輸電線路多機(jī)多任務(wù)自主巡檢

從一個(gè)飛手操縱一架無人機(jī)巡檢一座桿塔，到無需飛手實(shí)現(xiàn)多架無人機(jī)同時(shí)巡檢多座桿塔，無人機(jī)在電力巡檢的潛力得到進(jìn)一步釋放。深圳市多翼創(chuàng)新有限公司，與客戶聯(lián)合研制，首創(chuàng)四機(jī)航母，幫助電力客戶實(shí)現(xiàn)更高效地精細(xì)巡檢。

多個(gè)無人機(jī)同時(shí)作業(yè)需要考慮的因素十分復(fù)雜，如航線重疊，空域劃分，碰撞事故預(yù)防和多機(jī)監(jiān)控等。四機(jī)航母內(nèi)嵌無人機(jī)多機(jī)協(xié)同算法，有效分配各作業(yè)無人機(jī)空域，建立獨(dú)立的信息通道，保障四架無人機(jī)同時(shí)安全高效地對四座桿塔精細(xì)巡檢。

三、 皮卡式膠囊機(jī)場，完成浙江某輸電線路移動(dòng)式精細(xì)巡檢

在浙江蒼南無人機(jī)實(shí)用化推進(jìn)會(huì)議上，由多翼創(chuàng)新自主研發(fā)的皮卡式膠囊機(jī)場備受關(guān)注，對于當(dāng)前無人機(jī)在電力巡檢應(yīng)用過程中，密切關(guān)注的“如何由機(jī)巡為主升級為智巡”和“進(jìn)一步的降本增效”等問題，多翼創(chuàng)新給出了滿意的答案。

該方案無需購置新的車輛，充分盤活電力局現(xiàn)有的皮卡資產(chǎn)，將機(jī)場搭載在電力局現(xiàn)有的皮卡上，巡檢人員操作平板即可指派無人機(jī)進(jìn)行自主精細(xì)化巡檢，整個(gè)作業(yè)流程大幅度標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化，規(guī)范巡檢數(shù)據(jù)采集，為“三型兩網(wǎng)”建設(shè)作好鋪墊。

皮卡膠囊機(jī)場充分適應(yīng)野外惡劣環(huán)境下的巡檢，可大幅改善偏遠(yuǎn)地區(qū)輸電線路巡檢作業(yè)條件，提升巡檢作業(yè)效率。

1. 內(nèi)置12KWh車載儲(chǔ)能包與和多組電池，解決無人機(jī)供電顧慮;

2. 網(wǎng)絡(luò)條件自適應(yīng)，數(shù)據(jù)同時(shí)支持本地和云端同步;

3. 無人機(jī)精降條件自適應(yīng)，在斜坡地形下，無人機(jī)依舊可精準(zhǔn)降落回機(jī)場。

四、 飛巡大腦，實(shí)現(xiàn)西北某地市無人機(jī)全自動(dòng)飛行

各地方電網(wǎng)公司經(jīng)歷了從人工巡檢到無人機(jī)手動(dòng)飛行作業(yè)的進(jìn)化。無人機(jī)手動(dòng)飛行作業(yè)有效緩解了電網(wǎng)巡視效率低、巡視質(zhì)量不統(tǒng)一、無法定量判斷設(shè)備狀態(tài)、覆蓋細(xì)節(jié)不夠等問題。但是隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，社會(huì)對供電可靠性的要求也進(jìn)一步提高。在無人機(jī)大規(guī)模應(yīng)用的背景下，如何進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)巡作業(yè)方式成了新命題。

“全自動(dòng)飛行”，是多翼創(chuàng)新提供給電力客戶的答案，由手動(dòng)操控?zé)o人機(jī)到進(jìn)一步賦予無人機(jī)智慧，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)自主飛行，智能巡檢。多翼創(chuàng)新自主研發(fā)“飛巡大腦”無人機(jī)自主飛行系統(tǒng)，在巡檢實(shí)戰(zhàn)中，巡檢作業(yè)人員只需攜帶裝有飛巡大腦APP的平板和無人機(jī)，即可告別傳統(tǒng)的山路跋涉和手動(dòng)操作，實(shí)現(xiàn)更安全更高效的巡檢。

1. 機(jī)型兼容;目前M210 RTK V2與phantom 4 RTK 機(jī)型的自主飛行。

2. 航線數(shù)據(jù)獲取;可通過多翼數(shù)據(jù)采集APP手動(dòng)采集，或?qū)胍延屑す恻c(diǎn)云數(shù)據(jù)。

3. 自主精細(xì)巡檢：按巡檢作業(yè)規(guī)程自主精細(xì)巡檢桿塔。

4. 數(shù)據(jù)同步;根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況，自主選擇本地存儲(chǔ)和云端同步。

5. 一控多機(jī);同時(shí)支持四架phantom 4RTK 無人機(jī)巡檢，實(shí)現(xiàn)更深度的自主飛行。

技術(shù)更迭，但初心不改。未來，多翼創(chuàng)新依舊扎根電力行業(yè)，給與無人機(jī)更多可能，擴(kuò)展更多無人機(jī)巡檢場景，深化無人機(jī)在每一個(gè)場景的良好應(yīng)用，讓無人機(jī)助力真正的智能運(yùn)檢！

責(zé)任編輯：gt