走访两网十三省，开启无人机智巡新时代

艳宝儿2

　　业内习惯将2015年称为无人机在电力巡检应用的元年，这一年国家电网和南方电网相继出台无人机巡检作业规范，如DL/T1482-2015《架空输电线路无人机巡检作业技术导则》，无人机真正投入到电力运检作业中。随之不久，广东电网公司在《“十三五”输配电线路“机巡+人巡”协同巡检实施方案》中指出，到2020年广东电网公司要实现110千伏及以上线路机巡覆盖不少于90%，机巡占比不少于60%，线路巡检成本降低20%以上。
　　
　　四年过去，随着技术和经济的发展，无人机在电力运检中扮演的角色愈发重要。传统飞手操作无人机巡检电力杆塔的模式，在过去保障电力供应，提升巡检效率方面作出了巨大贡献，但随着国家电网“三型两网”战略的提出，如何规范数据采集，有效利用分析，进一步提升巡检自动化、智能化程度成了新时代的命题，笔者走访广东、江苏和浙江等十三个省份，寻找无人机智能巡检的答案。
　　
　　
　　
　　深圳市多翼创新科技有限公司立足电力运检难题，致力于为电力行业客户提供全方位、多场景的无人机精细巡检解决方案。
　　
　　
　　
　　方案由软件平台、巡检平台和行业级无人机组成，以电力场景下的无人机飞行规范与信息安全要求为框架，结合物联网和人工智能，提供变电站周边线路巡检、主网杆塔及配网杆塔无人机智巡解决方案。
　　
　　1.        软件平台：
　　
　　由3部分组成：
　　
　　1)负责任务接收和现场调度的现场监控APP；
　　
　　2)负责任务调度、巡检数据管理的云端中央管理系统。
　　
　　3)云-边-端协同物联网系统，实现物联终端监测数据的同步分发
　　
　　
　　
　　2.巡检平台——巡检数据采集端：
　　
　　适应不同场景需要的固定式自动机场、移动式四机航母和皮卡式胶囊机场。
　　
　　
　　
　　3.AI算法：
　　
　　视觉导航算法：保障飞机精准降落；
　　
　　辅助拍摄算法：增强拍照准确率；
　　
　　缺陷识别算法：自动化判别缺陷数据。
　　
　　
　　
　　上述方案已经在国网部分省市落地开花，应用于生产一线。
　　
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　　一、固定式自动机场，实现华东某变电站无人值守
　　
　　变电站周边线路地理位置相对偏远，线路数量分布密集，人工巡检费时费力且质量不一。固定式自动机场可实现无人机对变电站周边线路的自主精细巡检，相较于作业人员到达现场操纵无人机巡检，固定式机场深化智能，进一步提升自动化程度和解放人力。
　　
　　?        由“有人”到“无人”
　　
　　在变电站内部署固定式无人机机场，在云端管理系统下达巡检任务后，无人机自主起降并实现精细化巡检，任务完成后，无人机被机场自动回收，巡检数据传回云端，并借助AI算法快速识别缺陷。
　　
　　整套无人机自主精细巡检变电站周边线路方案设计过程中，从无人机存放的环境安全，到无人机现场无人操纵情况下的飞行安全，层层攻关“无人值守”难点：
　　
　　
　　
　　
　　
　　【无人机存放环境安全】
　　
　　1、机舱本身IP54防护等级，保护舱内无人机不受一般雨水、灰尘破坏；
　　
　　2、工业空调，持续保障舱内适宜温湿度；
　　
　　3、智能机械臂，自主为无人机充/换电；
　　
　　4、UPS提供应急供电机制
　　
　　【无人机飞行安全】
　　
　　1、任务执行前的机场和无人机自检；
　　
　　2、无人机起飞前气象安全条件确认；能监测当前天气和预测任务期间天气情况，气象条件不佳时，无人机禁飞。
　　
　　3、无人机电量安全机制；起飞时，监测当前电量，预估作业消耗电量及返航所需电量，一旦电量降至返航所需电量，无人机启动返航机制；精准降落后，设置电量阈值，一旦低于阈值，机场即对无人机进行充电/换电。
　　
　　4、高延迟通信；当遥控器与无人机通信不佳时，无人机启动悬停机制。
　　
　　5、无人机飞行避障机制；
　　
　　【无人机妥善回收】
　　
　　基于计算机视觉和RTK技术，实现无人机厘米级的精准降落，并由固定机场自动回收回机舱内。
　　
　　【远程智能运维】
　　
　　自研日志系统，支持云-边-端的日志汇总、持久化、可视化；基于日志数据积累和模式分析总结，提供从硬件到软件的整体远程运维支撑、快速故障排查、异常情况预测。
　　
　　
　　
　　由“一个变电站”到“多个变电站”
　　
　　【云-边-端】方案架构，有效连接中央管理系统、固定机场和无人机。云端中央管理系统负责任务的统一下发和巡检数据管理及多机场的监控，实现从一到多个变电站的统一管理，扩大智能运检的作业半径。
　　
　　在数据传输方面，响应计算机系统等级保护规定和国家电网及南方电网对信息安全的要求，可实现专网或内网部署。
　　
　　
　　
　　二、移动式四机航母，实现华东某输电线路多机多任务自主巡检
　　
　　从一个飞手操纵一架无人机巡检一座杆塔，到无需飞手实现多架无人机同时巡检多座杆塔，无人机在电力巡检的潜力得到进一步释放。深圳市多翼创新有限公司，与客户联合研制，首创四机航母，帮助电力客户实现更高效地精细巡检。
　　
　　多个无人机同时作业需要考虑的因素十分复杂，如航线重叠，空域划分，碰撞事故预防和多机监控等。四机航母内嵌无人机多机协同算法，有效分配各作业无人机空域，建立独立的信息通道，保障四架无人机同时安全高效地对四座杆塔精细巡检。
　　
　　
　　
　　三、皮卡式胶囊机场，完成浙江某输电线路移动式精细巡检
　　
　　在浙江苍南无人机实用化推进会议上，由多翼创新自主研发的皮卡式胶囊机场备受关注，对于当前无人机在电力巡检应用过程中，密切关注的“如何由机巡为主升级为智巡”和“进一步的降本增效”等问题，多翼创新给出了满意的答案。
　　
　　
　　
　　该方案无需购置新的车辆，充分盘活电力局现有的皮卡资产，将机场搭载在电力局现有的皮卡上，巡检人员操作平板即可指派无人机进行自主精细化巡检，整个作业流程大幅度标准化和自动化，规范巡检数据采集，为“三型两网”建设作好铺垫。
　　
　　
　　
　　皮卡胶囊机场充分适应野外恶劣环境下的巡检，可大幅改善偏远地区输电线路巡检作业条件，提升巡检作业效率。
　　
　　1.内置12KWh车载储能包与和多组电池，解决无人机供电顾虑；
　　
　　2.网络条件自适应，数据同时支持本地和云端同步；
　　
　　3.无人机精降条件自适应，在斜坡地形下，无人机依旧可精准降落回机场。
　　
　　四、飞巡大脑，实现西北某地市无人机全自动飞行
　　
　　各地方电网公司经历了从人工巡检到无人机手动飞行作业的进化。无人机手动飞行作业有效缓解了电网巡视效率低、巡视质量不统一、无法定量判断设备状态、覆盖细节不够等问题。但是随着社会经济的高速发展，社会对供电可靠性的要求也进一步提高。在无人机大规模应用的背景下，如何进一步优化机巡作业方式成了新命题。
　　
　　
　　
　　“全自动飞行”，是多翼创新提供给电力客户的答案，由手动操控无人机到进一步赋予无人机智慧，实现无人机自主飞行，智能巡检。多翼创新自主研发“飞巡大脑”无人机自主飞行系统，在巡检实战中，巡检作业人员只需携带装有飞巡大脑APP的平板和无人机，即可告别传统的山路跋涉和手动操作，实现更安全更高效的巡检。
　　
　　1.机型兼容；目前M210RTKV2与phantom4RTK机型的自主飞行。
　　
　　2.航线数据获取；可通过多翼数据采集APP手动采集，或导入已有激光点云数据。
　　
　　3.自主精细巡检：按巡检作业规程自主精细巡检杆塔。
　　
　　4.数据同步；根据网络情况，自主选择本地存储和云端同步。
　　
　　5.一控多机；同时支持四架phantom4RTK无人机巡检，实现更深度的自主飞行。
　　
　　技术更迭，但初心不改。未来，多翼创新依旧扎根电力行业，给与无人机更多可能，扩展更多无人机巡检场景，深化无人机在每一个场景的良好应用，让无人机助力真正的智能运检！
　　
　　
　　
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