输电线路无人机巡检智能管理系统的研究与应用曹学家

发表时间:2020/6/16   来源:《当代电力文化》2020年03期   作者:曹学家
[导读] 本文以输电线路无人机巡检智能管理具体的技术线路、识别算法、具体框架进行分析,研究了无人机巡检智能管理数据库的设计,以及无人机巡检智能管理系统功能的实现。
        摘要:本文以输电线路无人机巡检智能管理具体的技术线路、识别算法、具体框架进行分析,研究了无人机巡检智能管理数据库的设计,以及无人机巡检智能管理系统功能的实现。
        关键词:输电线路;无人机巡检;智能管理
        无人机技术不断发展进步,电力系统在发展过程中对其进行有效运用。现阶段,我国输电线路无人机巡检管理体系还存在一些问题需要改进。本文从输电线路无人机巡检智能管理具体的技术线路、识别算法等内容入手,展开阐述,针对无人机巡检智能管理系统功能的实现等内容进行研究探讨。
        1技术路线
        输电线路无人机巡检智能管理系统在构建过程中,通过对数据模型的内部共享,利用模块化、小型化、可编辑的软件构建技术,采用J2EE体系,实现了多层技术方案的设计。同时,开发了针对第三方软件供应商的专用接口。可以实现不同专业软件的集成,有利于实现无人机输电线路巡检业务的综合管理,前置层包含了对无人机飞行系统的控制以及飞行数据的采集、存储和清洗等功能。表现层集成了无人机巡检智能管理系统的管理工具,实现基于C/S结构的对数据加工和应用;应用服务层提供面向用户的基本服务功能,主要用于实现飞行作业的管理、图形浏览、富媒体内容的分析识别、空间的分析服务和电网拓扑的分析管理等内容。应用逻辑层是面向系统管理员和开发人员的系统工具,完成对系统用户的权限管理、空间数据的统计分析、飞行图像数据的识别和无人机通用业务组件的搭建。数据访问与数据存储均属于无人机智能巡检系统的数据管理系统,实现了对的数据访问的管理控制以及无人机巡检系统的数据存储功能。
2无人机巡检的组成分析
        2.1无人机平台与系统
        巡测功能的实现,需要借助于无人机平台以及搭载的众多类型的传感器。首先,对于数据获取系统而言,它是进行数据信息采集与获取的重要平台,该平台不仅囊括了飞行平台以及稳定平台,同时还安装了相应的自主预警系统以及避障系统等。这样一来,可以确保无人机能够顺利的飞行,同时也提高了数据信息采集的质量与精度,进而提高了数据的利用价值。
        2.2数据通信链路系统
        对于该子系统而言,其主要工作是进行信号的接收与发射。无人机巡测过程中,需要与地面测控站保持数据的实时传递与交互。巡检工作中,当传输速率满足4-8Mbps的要求,地面的测控人员就能实现对数据信息的实时传递。
        2.3地面测控站
        作为输电线路巡检工作的重要组成部分,地面讯测站中包含了诸多的子系统。其中,较为重要的是地面控制系统。同时,测控站中还安装了数据编解码系统以及分析系统、感应系统等等。地面测控站可以对无人机的实时飞行状态进行及时的管理与监控,并且能够对飞行环节中的信息获取方式做出相应的控制。
        2.4地面数据处理系统
        该系统主要负责数据信息的后期处理,并且对信息数据进行及时的存储,进而为数据的应用提供支持。一般来说,地面数据处理系统主要由三个子系统构成:其一,就是三维可视化系统;其二,就是安全巡检系统,该系统包含了激光、紫外线在内的多种类型的传感设备;其三,就是数据预处理系统,该系统同样囊括了多种感应设备。通过可视化技术的应用,能够及时对输电线路存在的缺陷与隐患做出判断,进而能够对不同线路的安全状况做出诊断与评估。
        3 输电线路无人机巡检智能管理系统的具体框架
        实际上,输电线路无人机巡检智能管理系统被具体分为业务框架、应用框架和数据框架三分部内容。其中业务框架主要是针对无人机飞行的业务、数据成果进行全面管理。在这一框架中会涉及到三方面的流程:(1)结合无人机巡检管理目标,制定针对性的飞行计划。(2)根据无人机巡检管理内容,明确实际统计操作人员的数量。(3)合理申请无人机飞行区域,准确设定飞行指标。


        在按照飞行管理要求完成管理任务时,要集中注意力执行飞行任务,严格按照飞行轨道执行每一项工作,及时上传每一项信息;在完成飞行任务时,充分运用管理数据库中的信息,构建相应的模型,在经过专业人员专业分析确认之后,才可以开展模型处理工作,从而整理出最真实有效的信息数据,将其与实际飞行指标进行对比。通过这样的方式来完成无人机巡检智能管理系统框架设计工作,能够将输电线路无人机巡检过程中的信息资源、指标内容以及整體系统机进行规范化管理,这是优化无人机巡检系统的重要途径。
        4 无人机巡检智能管理数据库的设计
        通过对无人机巡检智能应用管理系统的整体特征进行详细分析,将具体的数据类型化分为:非机构化数据、事务数据和基础数据这第三种类型[3]。
        (1)非机构化数据是指:具体的法律政策、巡视视频以及无人机飞行方案等内容。(2)事务数据是指:无人机在控制禁止飞行的区域、定位信息等内容。(3)基础数据是指:无人机基本的台账信息。具体包括:驾驶员、设备台账以及供应商等内容。
        此外,无人机巡检智能系统中也蕴含着多种多样的信息数据,比方其中最为主要的有地理信息、飞行任务以及巡检图像内容方面的数据。在无人机实际巡检过程中,可以对其巡检的线路进行实时监管,这样不仅能够保证无人机巡检过程中的安全性与有效性,也能确保数据结果的真实性。
        5 无人机巡检智能管理系统功能的实现
        在无人机巡检智能管理系统功能的实现过程中,将无人机整体巡检线路涉及到的多种不同环节都具体的呈现出来。在构建无人机巡检智能管理系统过程中,以无人机具体的飞行计划为依据展开具体分析,通过这样的方式来进一步证实,围绕J2EE技术管理系统功能实现的全过程。无人机飞行计划管理具体是指对无人机飞行技术进行全面维护与管理,其中可以以月计划、季度计划和年计划的方式来具体展现。在制定飞行计划掐期间,要紧紧围绕输电线路无人机巡检的具体任务进行分析,结合无人机禁止飞行区域的相关信息进行总结,这样在不仅能够提升无人机巡检智能化管理的可行性,也能保证无人机巡检计划顺利实行。在认真浏览完飞行管理的界面之后,得出几点内容:
        (1)无人机在设置无人机飞行计划方案的过程中,可以按照界面中的具体提示按下相应的按钮,通过使用记录控制器来完成数据的抽调和利用工作,这样就是完成查询无人机飞行计划的整体流程。(2)要及时向数据库发出相应的请求,充分运用系智能管理系统中的线路查询管理器,结合无人机巡检目标,围绕无人机设定正确的飞形行线路,及时更新数据信息,保证信息数据的真实性。无人机飞行计划中准确的记录了巡检杆塔的数量、上传信息数据的次数等内容。
        结语
        为了对无人机巡检过程中产生的海量图像和视频数据进行处理,本文利用J2EE技术体系对输电线路无人机智能管理系统进行了研究。通过Faster-Rcnn的深度学习算法,对无人机采集到的数据图像进行了处理与分析。并依据无人机巡检平台的数据特性,对数据进行了归类。同时,系统集成了无人机巡检工作的整个作业流程,实现了对无人机巡检作业的智能化调度。本文的研究内容对于实现无人机巡检系统的智能管理具有重要意义。
        参考文献
        [1] 梁华贵,孙建明,朱先启,等.基于无人机的输电线路运维检修一体化装置的研究与应用[J].电工技术,2019(18):34-36.
        [2] 郑天茹,顾灏,娄婷婷,等.无人机搭载毫米波雷达巡检输电线路走廊的装置研究[J].山东电力技术,2019(8):40-42.
        [3] 鲁轩,郗来迎,赵赫男,等.基于无人机和图像缺陷识别算法的输电线路巡检系统研究[J].电子设计工程,2019(12):147-151+157.
        [4]漆翔宇,漆铭钧,雷红才.电网设备状态检修发展形势及展望[J].湖南电力,2018(3):1-3.
        [5]戴庆华,晏治喜,漆铭钧,等.电网智能运检管控中心创建及应用[J].电力设备管理,2018:39-41.
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