一、背景
近年來，我國的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，這樣對電力的需求也變的更加緊張，隨之而來產(chǎn)生了很多的問題，主要是對電力工程建設(shè)的需求也要加強(qiáng)。國家電網(wǎng)正進(jìn)行超高壓大容量電力線路大幅擴(kuò)建，線路將穿越各種復(fù)雜地形。如何解決電力線路檢測的精度和效率，是困擾電力行業(yè)的重大難題。伴隨著無線通信技術(shù)、航空遙感測繪技術(shù)、GPS導(dǎo)航定位技術(shù)及自動控制技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)的航空遙感測繪技術(shù)更可以很好的完成對電力巡查和建設(shè)規(guī)劃的任務(wù)，也可以在一定程度上降低國家的經(jīng)濟(jì)損失。
二、介紹
電力無人機(jī)主要指無人機(jī)在電力工程方面所充當(dāng)?shù)慕巧?。具體應(yīng)用于基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)劃、線路巡查、應(yīng)急響應(yīng)、地形測量等領(lǐng)域。隨著技術(shù)的不斷提高，電力無人機(jī)在未來電力工程建設(shè)中將會發(fā)揮出更加強(qiáng)勁的優(yōu)勢。
三、應(yīng)用
1、測量地形圖
無人機(jī)測量地形圖的技術(shù)用于電力勘測工程上，主要基于以下三個(gè)方面：
（1）工程規(guī)模較小的新建線路航飛據(jù)統(tǒng)計(jì)：全國每年有數(shù)千公里的線路較短的工程，由于路徑短小，工程時(shí)間緊，難以實(shí)施航飛。同時(shí)，這些工程規(guī)模小，也不便于收集資料。因此，這些工程還是以傳統(tǒng)的工測方法進(jìn)行路徑選擇設(shè)計(jì)，無法貫徹全過程信息化技術(shù)的應(yīng)用，不能對未來整體的智能電網(wǎng)建設(shè)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。而無人機(jī)攝影測量系統(tǒng)的特點(diǎn)可以很好的滿足此種類型工程勘測需要。
（2）用于工程路徑局部改線的航飛電力工程：施工定位或建設(shè)中可能會遇到一些意想不到的情況，導(dǎo)致路徑的調(diào)整而出原有航攝范圍，此時(shí)再調(diào)用大飛機(jī)進(jìn)行航空攝影不僅手續(xù)繁瑣，成本較高，而且不能保證工期要求。無人機(jī)航空攝影測量系統(tǒng)的“三高一低”特點(diǎn)，恰恰彌補(bǔ)了常規(guī)攝影測量的不足。
(3)用于運(yùn)行維護(hù)中的局部線路數(shù)據(jù)更新維護(hù)的航飛。隨著電力工程的不斷建設(shè)，輸電線路的安全顯得尤為重要，線路的運(yùn)行維護(hù)日益得到重視。目前主要有直升機(jī)巡線、在線監(jiān)測系統(tǒng)等手段輔助線路的運(yùn)行管理工作。在復(fù)雜山區(qū)，人員難以到達(dá)，使用無人機(jī)系統(tǒng)，可以快速獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)庫不斷更新和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的時(shí)勢性，便于技術(shù)人員對比分析，查找對輸電線路運(yùn)行安全有影響的危險(xiǎn)因素，以便于及時(shí)采取處理措施。
無人機(jī)影像制作大比例尺地形圖的影像處理主要流程：根據(jù) POS 數(shù)據(jù)自動建立航帶內(nèi)和航帶間的拓?fù)潢P(guān)系網(wǎng)用于后面的全自動空三處理，根據(jù)建立的拓?fù)潢P(guān)系網(wǎng)和 POS 數(shù)據(jù)全自動提取連接點(diǎn)，即全自動空三，通過大量平差點(diǎn)以及快速平差算法完全剔除粗差點(diǎn)，利用控制點(diǎn)作空中三角測量計(jì)算獲取精確的外方位元素，通過控制點(diǎn)數(shù)據(jù)生成 DEM，利用 DEM 數(shù)據(jù)生成 DOM。
2、規(guī)劃輸電線路
在對各種各樣類型的輸電線路進(jìn)行走廊規(guī)劃的時(shí)候，對規(guī)劃的區(qū)域要進(jìn)行詳細(xì)的信息采集和測繪工作，最好的方式就是采用無人機(jī)的測繪系統(tǒng)，這樣不僅可以在獲得數(shù)據(jù)的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)高效的特性，還可以在多方面降低環(huán)境對信息采集與勘測的影響。這樣可以有效的對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，全面考慮到各方面的因素，再由各方進(jìn)行相互協(xié)調(diào)，對有限的資源充分的利用，可以使區(qū)域規(guī)劃與線路的走向更加合理，優(yōu)化輸電線路的路徑，同時(shí)還可以起到降低成本的作用，有效地保障國家的財(cái)產(chǎn)安全。
3、無人機(jī)放線
最原始的架線方式是人力展放牽引繩，適合一般跨越， 但是施工效率低，而且對于特殊跨越難度較大。動力傘是目前輸電線路工程較常用的展放牽引繩的施工方式，但是需要駕駛員操控，施工過程存在危險(xiǎn)， 容易出現(xiàn)人身事故，飛行穩(wěn)定性較差。再者就是現(xiàn)在發(fā)展勢頭迅猛的無人機(jī)架線方式。
電力無人機(jī)架線可以輕松地飛越樹木，向地面空投導(dǎo)引繩；在施工中也會遇到沼澤、湖面、農(nóng)田、高速公路、山地等，人拉馬拽都難以實(shí)現(xiàn)架線施工的時(shí)候，電力無人機(jī)可以大顯身手，完成跨越任務(wù)；帶電跨越這種情況通常存在于線路改造過程中，需要在一條通電線路的基礎(chǔ)上橫跨一條新的線路，為了保證施工人員的安全，無論多重要的線路，傳統(tǒng)施工只能首先對原線路進(jìn)行斷電后再施工，而用電力無人機(jī)來架，就可避免斷電的情況；電動無人機(jī)配上自主飛行系統(tǒng)就可以完成巡線等任務(wù)，在減少了勞動強(qiáng)度和難度同時(shí)，電力工人的人身安全也得到了保障。
4、無人機(jī)巡線
無人機(jī)輸電巡線系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的集航空、輸電、電力、氣象、遙測遙感、通信、地理信息、圖像識別、信息處理的一體系統(tǒng)，涉及飛行控制技術(shù)、機(jī)體穩(wěn)定控制技術(shù)、數(shù)據(jù)鏈通訊技術(shù)、現(xiàn)代導(dǎo)航技術(shù)、機(jī)載遙測遙感技術(shù)、快速對焦攝像技術(shù)以及故障診斷等多個(gè)高尖技術(shù)領(lǐng)域。
無人機(jī)智能巡檢作業(yè)過程中，可首先采用固定翼無人機(jī)巡檢系統(tǒng)，通過遙控圖像系統(tǒng)對輸電導(dǎo)線、地線、金具、絕緣子及鐵塔情況進(jìn)行監(jiān)測，對輸電線路進(jìn)行快速、大范圍巡檢篩查,巡檢半徑可以達(dá)到100公里以上；如發(fā)現(xiàn)異常，利用運(yùn)載平臺運(yùn)載無人機(jī)智能巡檢系統(tǒng)進(jìn)人作業(yè)現(xiàn)場，利用旋翼無人機(jī)巡檢系統(tǒng)或線航兩棲無人機(jī)前往異常點(diǎn)進(jìn)行精細(xì)巡檢，并利用便攜式檢測設(shè)備進(jìn)行人工確認(rèn)。
無人機(jī)作業(yè)可以大大提高輸電維護(hù)和檢修的速度和效率，使許多工作能在完全帶油的環(huán)境下迅速完成。無人機(jī)作業(yè)還能使作業(yè)范圍迅速擴(kuò)大，而且不為污泥和雪地所困擾。因此，無人機(jī)巡線方式無疑是一種安全、快速、高效、前途廣闊的巡線方式。
四、優(yōu)勢
1、無人機(jī)具備防雨水功能：可在大雨、中雪天氣飛行，不受惡劣天氣影響，可隨時(shí)巡航，有利于加大重點(diǎn)區(qū)段的特巡力度，增加大負(fù)荷運(yùn)行下設(shè)備檢測次數(shù)。
2、無人機(jī)機(jī)動靈活：機(jī)身輕巧可靠，結(jié)構(gòu)緊湊、性能卓越，使用不受地理?xiàng)l件、環(huán)境條件限制，特別適合在復(fù)雜環(huán)境執(zhí)行任務(wù)，可定期對線路通道內(nèi)樹木、違章建筑等情況進(jìn)行重點(diǎn)排查、清理，確保輸電通道安全。
3、傻瓜式自主飛行：輸電設(shè)備面臨自然災(zāi)害的處理，無人機(jī)系統(tǒng)具備全自動一鍵式起降及傻瓜式自主飛行功能，可長時(shí)間空中懸停或飛停于某固定點(diǎn)，通過大范圍飛行快速巡查，可第一時(shí)間掌握事故隱患地點(diǎn)。
4、反饋及時(shí)：無人機(jī)內(nèi)置大內(nèi)存超小機(jī)載高清拍攝設(shè)備，通過航拍測繪掌握地面受災(zāi)程度，地面工作站控制指揮人員，根據(jù)實(shí)時(shí)回傳的數(shù)據(jù)立即通知相關(guān)單位開展搶修維護(hù)事宜。
5、提高了搶修隊(duì)伍在處理應(yīng)急事件的辦事效率：快速準(zhǔn)確地為受災(zāi)地區(qū)進(jìn)行定損評估，為電塔、電線搶修贏得寶貴的時(shí)間。
6、無人機(jī)巡航降低了電力部門整體巡檢成本：無人機(jī)巡航在拍攝過程中發(fā)現(xiàn)重大危急缺陷，及時(shí)為運(yùn)行單位提供信息，可避免線路事故停電，挽回高額的停電費(fèi)用損失。
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