成熟的无人机要学会自己飞行——国网陇南供电公司无人机自主巡检工作纪实

2021-03-18 15:39

“任务开始执行，飞机即将前往起始点......”3月17日，在330千伏天成线线路上空，一架“无人操控”的多旋翼无人机按照既定航线，实现“站到站”的自动巡视、数据画面回传等高压线路巡视工作全过程场景应用。
这是无人机巡视维护电力线路的一个缩影。国网陇南供电公司创新电力线路巡检方式，实现了从“人巡走山路”到“无人机人工操控”再到“无人机自动巡航”的三级跳，开启“智慧线路”新征程。
供电巡线员日行百里
“以前巡视不仅费时费力，而且效率比较低，望远镜也检测不到供电铁塔顶端的情况。”据该公司无人机作业班回忆，在使用无人机巡检电力线路前，想要两丁线和阶丁线，他们需要一大早起来准备。
陇南地形崎岖，每当去两丁线和阶丁线，周虹辰和同事们都需要驱车到山脚下，再徒步去巡视线路。“巡视一座铁塔也就几分钟，而我们走过去却要花好几个小时。”如今回想起来，班长周虹辰苦笑道。
“山上基本没有路，山林里树很高，看不见铁搭和线路，就要在林子外‘瞄准’铁塔的位置，一直朝着那个方向走。”任重阳说道，有时候也会越走越远，就需要再重新“瞄准”后继续出发，他已经记不清去巡线走过了多长的路。

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但令他们最头疼的还不是翻山越岭，有一些丛林，还有各种蛇虫蚁兽出没。“刮擦算家常便饭，最麻烦的是蚂蟥袭击。”祁俊清回忆道。潜伏在草丛中的蚂蟥，极不容易被发现，有时脚下湿透了，才会发现蚂蟥在吸血。被蚂蟥叮咬过几次之后，慢慢有了经验，每走一段就要停下来，绑紧裤腿，清理一下鞋子，做好防范。
在徒行路上，他们得不断用拾来的木棍探路，“巡线路上经常有蛇虫蚁出没，敲一下草丛可以把他们吓跑了”。
每次巡线，他们至少要翻越两三座大山，早上6点出发，最快到晚上9点才能回来，午饭只能在山上凑合。每次上山，他们都会买几个饼、一包榨菜和几瓶水。有时水喝完了，只能喝山涧的溪水。进山遇到下雨下雪，则更为艰苦，山路湿滑，上下山只能连滚带爬，每次回去，完全成了泥人。“远看是个要饭的，近看是个巡线的。”他们常常自嘲道。
从“双脚丈量”到“科技巡检”
“准备就绪，可以起飞”，在110千伏宕铁线上空响起了阵阵轰鸣，一架无人机在陇南供电公司输电运检中心“飞手”周虹辰的操作下，平稳的在空中盘旋，鸟瞰着各基电力铁塔。
2020年8月18日，“8.12”暴洪灾害的期间，输电运检中心组织人员对因连续强降雨引起的线路隐患进行排查治理。
伴随着旋翼的轰鸣声，一架搭载着高清摄像头的四旋翼无人机腾空而起，开始了对线路实施无人机精细化巡视，对电网设备进行360度全方位无死角排查是否存在缺陷。

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110千伏宕铁线承担着兰渝铁路的供电任务，对电气化铁路的牵引供电、铁路运输信号供电、铁路地区电力供应的重要性不言而喻。由于连续数日的暴雨冲刷，河道被迅速拓宽，水位暴涨，使得原本离河有十几米远的41号塔现在距离河岸只有5米左右的距离，存在严重的安全隐患，同时也影响着兰渝铁路的安全运行。
自发现这一隐患后，输电运检中心果断行动，对宕铁线41号塔靠河一侧进行加固。10多个人经过10几个小时的奋战，装土700余袋，驻好了20多米宽，2米多高的堤坝，还在上面盖上了一块大彩布，别样的“护坡”加固完成，顺利完成了此次安全隐患排查治理任务。
2020年，陇南供电公司从无人机出入库、充放电、维修和应用管理等方面建立出入库系统，全面规范各类型17架无人机管理，保证所有无人机始终处于“待命”状态，不定期开展无人机业务培训，开展讨论建议，进一步健全了无人机工作机制。
2020年，陇南供电公司输电运检中心已应用无人机在线路验收、故障巡视、现场勘察、辅助带点作业等领域开展工作，完成重要线路30条，杆塔1230基的巡视工作，发现各类缺陷720处;完成故障巡视20次，发现故障20次。并于10月，组建了无人机作业班，配备4名飞手，承担中心所辖输电线路的巡视工作，探索和实践无人机新技术，全面推进无人机智能巡检技术应用。
从“人工操控”到“自主巡航”
“以往人工操作无人机，由于作业人员技能水平和判断标准不同，巡视质量和结果偶有误差，还存在一定的操作风险，且每次作业需要一名操作员和一名监护员配合作业，工作效率相对较低。”周虹辰介绍道，如今，采用无人机自动驾驶巡检后，仅需一名监护人即可完成全部巡视作业，降低了人工成本和作业强度，工作更规范安全，巡视效率还提升了15%。
在短短15分钟内，无人机班就完成了330千伏输电线路连续5基自主巡检，实现了“点到点”的自主飞行、自主巡检、自动拍照等输电线路杆塔巡检工作全过程应用。这也标志着陇南电网330千伏输电线路从“人工机巡”向“自主机巡”的突破。

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在新技术的帮助下，只需要导入航线，启动“一键启飞”，无人机就能自动完成日常线路的巡视工作，即使是几十米高塔上的一个拇指大小的螺丝松脱也逃不过无人机的“法眼”。
据介绍，无人机自动驾驶技术主要采用RTK载波相位差分定位技术(定位精度可达到厘米级)，通过高精度点云坐标精确规划无人机巡视轨迹，实现无人机站到站、塔到塔的高精度自动驾驶巡视，并实现数据实时回传等功能。而其难点主要在于前期人为操控定位打点、数据采集的过程，无人机能否安全完整的执行航线命令，实现自主巡航，取决于记录的每一个点是否准确，飞行轨迹是否安全有效，所以这对于无人机“飞手”的技术也是一个相当大的考验。
无人机作业班最终克服重重困难，凭借出色稳定的飞行，成功实现无人机精细化巡检自主作业。目前已利用无人机搭载激光雷达系统，开展线路走廊高精度激光点云影像数据采集，已完成6条线路340公里点云三维实景建模。通过后台建模后，可以智能地实现树障排查、交叉跨越精确测量、隐患检测、导线弧垂自动检测等，为线路的状态分析和运维决策提供可靠的依据。
现阶段，为全面加强移动巡检任务闭环、无人机巡检规范以及在线监测装置、智慧线路的统一管控，陇南公司建立输电智慧型一体化监控平台，将各种监测影像及数据汇聚于同一平台，实现输电运维各类数据的集约化和规范化管理，利用相关设备将无人机巡检视频、在线监测视频等实时传送到监控终端，使管理人员能随时掌握现场情况，运筹帷幄于千里之外，应急抢修指挥能力和效率大大提升。
2021年，国网陇南供电公司开始规模化采用无人机自主巡检。以“打造无人机作业班阵地，建设一个全景平台、提升一个管理体系”为目标，全面规范无人机自主巡检规模化作业智能化水平。完成所辖重点线路自主巡航建模及无人机可见光建模，建立输电线路巡视路径三维地图数据库，应用新技术智能设备提升线路运维质效。
国网陇南供电公司将继续坚持科技引领、智慧发展导向，强化无人机应用，加强自主科技创新，推进“无人机+在线监测+人工”三体系一平台建设，开创陇南输电线路智慧型发展新局面!(石婧)

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