摘要：线路巡检是保证架空线路正常运行的重要手段。随着我国输电线路的快速发展，线路巡检工作面临着作业强度大、周期长，部分线路环境恶劣等问题，传统的人工巡视方法面临巨大挑战。为此，近年来电网积极引进新技术，提高线路巡检工作自动化程度，改进巡检工作模式。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对现代铁路工程自动化测绘技术发展研究提出了一些建议，仅供参考。
关键词：无人机技术；输电线路；巡检工作；应用及展望
引言
现如今，电力行业运用无人机进行线路巡检成为我国当前输电线路巡检的一种重要的方式，无人机巡检技术的应用分析，推动了电力巡检现代化发展方向，也为电力行业的巡检方式打下良好的基础。
1、输电线路巡检方式
目前一般的输电线检查方式包括使用信息设备的人工检查、使用试验机(红外相机和紫外线已经低)的检查、使用新型设备(直升机、机器人、无人飞机)的检查。我国电力产业主要采用现有的人工输电线路巡逻方式，这样，检查员总是面临恶劣的检查环境。巡逻船难度大，工作量大，记录资料多，存储也不容易。以检查设备检查方式存在和人工检查等检查线的难度，单一使用效果不好的缺点，但对检查地理位置的依赖较少，提高了检查的准确性和效率，减少了对检查工人的经验要求，减少了工作强度，确保了人员安全，易于记录和整理了数据，检查结果的图像很容易理解。新型设备的检查方式主要包括直升机、机器人、无人机、红外线相机、紫外线相机、相机等。这种方式具有设备投入和人员培训成本高、技术不熟练、检查路径不完善、能源供应问题和自主障碍能力受限等特点，但同时也带来了广泛、全面、多方面、高效、快速等特点，同时也带来了巡逻机器人的自主障碍、自主导航能力、无人驾驶飞机的自主导航和智能路线检查方法等大课题和困难。
2、无人机电力巡检的智能化需求
截至2017年，全国输电线路总长度达到68.8万km2，平均每百公里无人机巡检需要专业人员20人，耗时160h。在进行架空线路无人机巡检时，通常由飞手现场采集固定区域或关键部件的影像数据，带回地面站后再通过人工观看影像查找缺陷并进行标注处理。因此，除户外巡检作业外，每百公里巡检产生图片8万多张，后期还需人工检查图像数据约500GB。采用这种工作模式的原因主要有两点:一是便携无人机操控设备的屏幕尺寸较小、分辨率不足，而大部分缺陷区域尺度较小，不利于现场查找缺陷;二是无人机续航及存储空间有限，无法支持过于精细的现场检查工作。这种模式使得巡检工作的后期数据处理工作量大增，巡检质量严重依赖处理人员的影像检查能力，且存在视觉疲劳导致漏检率上升的隐患，对巡检工作智能化有迫切需求。智能化是电力无人机巡检的发展趋势，现阶段可分为两个部分:用于减轻后期数据处理工作量的巡检图像数据处理智能化和用于减少无人机巡检对专业工作人员依赖的无人机全自主智能巡检。二者并非相互独立，一方面，与汽车自动驾驶类似，目前无人机自主导航研究大量使用机器视觉进行辅助，与巡检图像数据处理存在一定的交叉;另一方面，良好的全自主巡检系统可以保证巡检过程中流程的标准化，避免人为因素造成巡检质量参差不齐，规范巡检数据采集，降低后期数据处理难度。从技术上来讲，完全的自主巡检(即在陌生的环境中，仅依赖少量的先验知识自主完成巡检任务)所涉及的技术面更广，约束条件更多(如无人机计算能力、载荷等)，难度更高，是现阶段无人机巡检智能化发展的终极目标。要实现无人机巡检智能化，需要解决数据智能处理、无人机自主导航和续航三个核心问题。
3、无人机在输电线路巡检中的应用分析
3.1无人机在输电线路巡检中的应用
（1）杆塔本体精细化巡视。无人机精细化巡视是通过多旋翼无人机对杆塔精细部位进行高清拍照，通过图片巡检发现开口销、金具、绝缘子等部位缺陷，拍摄的内容主要包括导地线杆塔侧挂点、导地线侧挂点及绝缘子。
实践证明，无人机可发现杆塔部位90%以上开口销缺陷，尤其是金具上方的开口销缺陷可达100%，同时可精细发现复合绝缘子芯棒和瓷瓶的破损情况。（2）通道巡视。使用多旋翼无人机在输电线路杆塔上方10m外或使用固定翼无人机在杆塔上方100m外边飞行边录像，记录输电线路全线廊道状况，一方面留存通道历史档案数据，供运维人员反复查看廊道情况，同时为停电检修前现场勘查提供参考数据；另一方面供排查违建、交叉跨越、大棚等漂浮物、易燃物、树竹隐患用，通过无人机排查隐患具有准确、快速、无遗漏的特点。（3）防外力巡视。使用多旋翼无人机通过高空快速飞行排查通道内的外力施工情况，可发现隐藏于厂区、林区内部和遮挡物后面的隐蔽施工详情。（4）故障巡视。输电线路发生故障跳闸后，旋翼无人机可进行高空巡检及全方位、多角度的检查，能在输电线路的巡检过程中较快发现故障点，减少巡检人员的高空作业。（5）三维建模。使用无人机搭载激光雷达装置，在输电线路通道上方飞行，快速建立线路和廊道的三维点云数据模型，实现导线和树木、建筑物距离的自动测量及通道隐患的自动预警分析。（6）灾后巡视。发生灾情后，人员可能第一时间无法到达现场，此时可通过无人机快速到达现场了解灾情，为巡检人员提供一个更全面、直观的视角，为风险级别判断及事件原因分析提供准确依据。（7）设备测温。无人机搭载红外成像仪可近距离对杆塔金具、绝缘子进行温度检测。对于复合绝缘子因芯棒受损引起的过热缺陷，人工地面检测时因检测方向与绝缘子方向平行而难以发现过热缺陷，无人机巡检方向与绝缘子方向垂直因而能检测出来。
3.2无人机消缺
输电线路检修是电力线路运检工作必不可少的环节。用无人机巡检，缩短工作时间由1h缩减至15min。应用无人机巡检时，应注意：（1）清除电力输电线路上缠绕的塑料、遮阳网、编织带、广告布、风筝及风筝拉绳等异物时，携带喷火装置精准方便烧除异物；（2）避免人工检修时作业人员费事费力地登杆塔工作和作业人员在输电导线上坐飞车移动取异物的危险；（3）避免传统输电线路异物清除时线路停电的要求。
4、无人机巡检发展
无人机航路检查与人工航路检查和直升机航路检查相比具有许多优点。然而，由于我国高压输电线路布局的特殊性，导致巡线地形复杂、种类繁多，以及山、林、楼等障碍物较多，给无人机巡线带来了诸多挑战。因此，无人机路径检测规划能否节约能源，提高检测效率有着直接的影响。同时，由于无人机自身条件（如飞行高度、可控范围、功率、飞行距离等）的限制，不可能完成所有的巡线任务，因此制定合理完善的无人机巡线任务十分重要。随着控制技术、导航技术和通信技术的进步，无人机可以进行完全独立的巡线。各种无人机的出现，也使得无人机的发展更加专业化、智能化。随着探测仪器的小型化和小型化，无人机可以携带更多的探测仪器。这些对于提高在线检测的效率和精度具有重要意义。我国无人机航路检查起步较晚，自主完成航路检查仍有技术突破。例如，无人机可以根据既定的巡逻任务，通过简单的设置，自主起飞、巡逻和返回；根据输电线路的布置，全自动巡线；全自动避障功能；紧急情况下（大风、雷电、雨天）的紧急返回功能；长时间、远距离，大型巡线；数据存储简单方便，具有高速、准确、有效的数据通讯功能。
结束语
综上所述，电力无人机巡检智能化是一个漫长的发展过程，其研究往往需要多学科跨领域协作，极具挑战性。但可以预见的是，随着无人机应用的推广与深化，它在未来很长一段时间内将会是研究热点之一。
参考文献
[1]高旭东.无人机线路巡检安全距离的分析与测量[D].太原理工大学,2019.
[2]李智韬.基于无人机摄影测量的架空输电线路三维实景建模研究与应用[D].华南理工大学,2019.
[3]王刚,孟莹梅.多旋翼无人机在输电线路巡线中的应用[J].山东工业技术,2019(09):179-180.
[4]陈泌垽,范菁.无人机在输电线路巡检中应用的探索[J].电工技术,2019(03):80-81+85.
[5]周宗国,周海,胡彬,杨时宽.无人机在电力线路巡检中的应用及前景[J].科学技术创新,2018(23):164-165.