成熟的無人機要學會自己飛行——國網隴南供電公司無人機自主巡檢工作紀實
發布日期：2021-03-18 17:42:48分享到：
“任務開始執行，飛機即將前往起始點......”3月17日，在330千伏天成線線路上空，一架“無人操控”的多旋翼無人機按照既定航線，實現“站到站”的自動巡視、數據畫面回傳等高壓線路巡視工作全過程場景應用。這是無人機巡視維護電力線路的一個縮影。國網隴南供電公司創新電力線路巡檢方式，實現了從“人巡走山路”到“無人機人工操控”再到“無人機自動巡航”的三級跳，開啟“智慧線路”新征程。“以前巡視不僅費時費力，而且效率比較低，望遠鏡也檢測不到供電鐵塔頂端的情況。”據該公司無人機作業班回憶，在使用無人機巡檢電力線路前，想要兩丁線和階丁線，他們需要一大早起來準備。隴南地形崎嶇，每當去兩丁線和階丁線，周虹辰和同事們都需要驅車到山腳下，再徒步去巡視線路。“巡視一座鐵塔也就幾分鐘，而我們走過去卻要花好幾個小時。”如今回想起來，班長周虹辰苦笑道。“山上基本沒有路，山林里樹很高，看不見鐵搭和線路，就要在林子外‘瞄準’鐵塔的位置，一直朝著那個方向走。”任重陽說道，有時候也會越走越遠，就需要再重新“瞄準”后繼續出發，他已經記不清去巡線走過了多長的路。
但令他們最頭疼的還不是翻山越嶺，有一些叢林，還有各種蛇蟲蟻獸出沒。“刮擦算家常便飯，最麻煩的是螞蟥襲擊。”祁俊清回憶道。潛伏在草叢中的螞蟥，極不容易被發現，有時腳下濕透了，才會發現螞蟥在吸血。被螞蟥叮咬過幾次之后，慢慢有了經驗，每走一段就要停下來，綁緊褲腿，清理一下鞋子，做好防范。在徒行路上，他們得不斷用拾來的木棍探路，“巡線路上經常有蛇蟲蟻出沒，敲一下草叢可以把他們嚇跑了”。每次巡線，他們至少要翻越兩三座大山，早上6點出發，最快到晚上9點才能回來，午飯只能在山上湊合。每次上山，他們都會買幾個餅、一包榨菜和幾瓶水。有時水喝完了，只能喝山澗的溪水。進山遇到下雨下雪，則更為艱苦，山路濕滑，上下山只能連滾帶爬，每次回去，完全成了泥人。“遠看是個要飯的，近看是個巡線的。”他們常常自嘲道。“準備就緒，可以起飛”，在110千伏宕鐵線上空響起了陣陣轟鳴，一架無人機在隴南供電公司輸電運檢中心“飛手”周虹辰的操作下，平穩的在空中盤旋，鳥瞰著各基電力鐵塔。2020年8月18日，“8.12”暴洪災害的期間，輸電運檢中心組織人員對因連續強降雨引起的線路隱患進行排查治理。伴隨著旋翼的轟鳴聲，一架搭載著高清攝像頭的四旋翼無人機騰空而起，開始了對線路實施無人機精細化巡視，對電網設備進行360度全方位無死角排查是否存在缺陷。
110千伏宕鐵線承擔著蘭渝鐵路的供電任務，對電氣化鐵路的牽引供電、鐵路運輸信號供電、鐵路地區電力供應的重要性不言而喻。由于連續數日的暴雨沖刷，河道被迅速拓寬，水位暴漲，使得原本離河有十幾米遠的41號塔現在距離河岸只有5米左右的距離，存在嚴重的安全隱患，同時也影響著蘭渝鐵路的安全運行。自發現這一隱患后，輸電運檢中心果斷行動，對宕鐵線41號塔靠河一側進行加固。10多個人經過10幾個小時的奮戰，裝土700余袋，駐好了20多米寬，2米多高的堤壩，還在上面蓋上了一塊大彩布，別樣的“護坡”加固完成，順利完成了此次安全隱患排查治理任務。2020年，隴南供電公司從無人機出入庫、充放電、維修和應用管理等方面建立出入庫系統，全面規范各類型17架無人機管理，保證所有無人機始終處于“待命”狀態，不定期開展無人機業務培訓，開展討論建議，進一步健全了無人機工作機制。2020年，隴南供電公司輸電運檢中心已應用無人機在線路驗收、故障巡視、現場勘察、輔助帶點作業等領域開展工作，完成重要線路30條，桿塔1230基的巡視工作，發現各類缺陷720處;完成故障巡視20次，發現故障20次。并于10月，組建了無人機作業班，配備4名飛手，承擔中心所轄輸電線路的巡視工作，探索和實踐無人機新技術，全面推進無人機智能巡檢技術應用。“以往人工操作無人機，由于作業人員技能水平和判斷標準不同，巡視質量和結果偶有誤差，還存在一定的操作風險，且每次作業需要一名操作員和一名監護員配合作業，工作效率相對較低。”周虹辰介紹道，如今，采用無人機自動駕駛巡檢后，僅需一名監護人即可完成全部巡視作業，降低了人工成本和作業強度，工作更規范安全，巡視效率還提升了15%。在短短15分鐘內，無人機班就完成了330千伏輸電線路連續5基自主巡檢，實現了“點到點”的自主飛行、自主巡檢、自動拍照等輸電線路桿塔巡檢工作全過程應用。這也標志著隴南電網330千伏輸電線路從“人工機巡”向“自主機巡”的突破。
在新技術的幫助下，只需要導入航線，啟動“一鍵啟飛”，無人機就能自動完成日常線路的巡視工作，即使是幾十米高塔上的一個拇指大小的螺絲松脫也逃不過無人機的“法眼”。據介紹，無人機自動駕駛技術主要采用RTK載波相位差分定位技術(定位精度可達到厘米級)，通過高精度點云坐標精確規劃無人機巡視軌跡，實現無人機站到站、塔到塔的高精度自動駕駛巡視，并實現數據實時回傳等功能。而其難點主要在于前期人為操控定位打點、數據采集的過程，無人機能否安全完整的執行航線命令，實現自主巡航，取決于記錄的每一個點是否準確，飛行軌跡是否安全有效，所以這對于無人機“飛手”的技術也是一個相當大的考驗。無人機作業班最終克服重重困難，憑借出色穩定的飛行，成功實現無人機精細化巡檢自主作業。目前已利用無人機搭載激光雷達系統，開展線路走廊高精度激光點云影像數據采集，已完成6條線路340公里點云三維實景建模。通過后臺建模后，可以智能地實現樹障排查、交叉跨越精確測量、隱患檢測、導線弧垂自動檢測等，為線路的狀態分析和運維決策提供可靠的依據。現階段，為全面加強移動巡檢任務閉環、無人機巡檢規范以及在線監測裝置、智慧線路的統一管控，隴南公司建立輸電智慧型一體化監控平臺，將各種監測影像及數據匯聚于同一平臺，實現輸電運維各類數據的集約化和規范化管理，利用相關設備將無人機巡檢視頻、在線監測視頻等實時傳送到監控終端，使管理人員能隨時掌握現場情況，運籌帷幄于千里之外，應急搶修指揮能力和效率大大提升。2021年，國網隴南供電公司開始規模化采用無人機自主巡檢。以“打造無人機作業班陣地，建設一個全景平臺、提升一個管理體系”為目標，全面規范無人機自主巡檢規模化作業智能化水平。完成所轄重點線路自主巡航建模及無人機可見光建模，建立輸電線路巡視路徑三維地圖數據庫，應用新技術智能設備提升線路運維質效。國網隴南供電公司將繼續堅持科技引領、智慧發展導向，強化無人機應用，加強自主科技創新，推進“無人機+在線監測+人工”三體系一平臺建設，開創隴南輸電線路智慧型發展新局面!(石婧)
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