李志鹏，李建辉，孙海卫，刘志明，王伟，郭晨晨，吕文超
国网唐山供电公司 河北唐山 063000
摘要：面对日趋繁重的电力巡检任务，本文提出搭建一种输电线路无人机集控智能巡检系统，解决了传统电力巡检模式对人工依赖程度大、受地形和天气等自然条件约束等问题，形成信息实时传输、精度高、响应快的巡检新模式，在节约人力的同时还具有一定的经济和社会效益。
关键词：输电线路，无人机，集控智能巡检系统，应用
0 引言
截至2020年我国输电线路或超159万千米，线路的年复合增长率达到6%，两倍于全球3%的增速。而输电专业人口老龄化、缺员现象严重。对人工依赖程度较大的传统巡检模式已不足以胜任当前的电力巡检任务。复杂的野外环境也给巡检工作带来了更大的难度。无人机巡检的出现，有效解决了电力巡检的一些问题。依托于无人机的小巧灵活，不受地面因素和地形限制影响的优势，一定程度上提高了工作效率，保证了人员的安全。然而无人机的续航、飞行距离以及采集的大量数据的整理、缺陷的研判等问题，制约了无人机巡检的发展。如何实现无人机高效自主巡检，成为当前电力巡检亟待解决的问题。
李志鹏，李建辉，孙海卫，刘志明，王伟，郭晨晨，吕文超
国网唐山供电公司 河北唐山 063000
摘要：面对日趋繁重的电力巡检任务，本文提出搭建一种输电线路无人机集控智能巡检系统，解决了传统电力巡检模式对人工依赖程度大、受地形和天气等自然条件约束等问题，形成信息实时传输、精度高、响应快的巡检新模式，在节约人力的同时还具有一定的经济和社会效益。
关键词：输电线路，无人机，集控智能巡检系统，应用
0 引言
截至2020年我国输电线路或超159万千米，线路的年复合增长率达到6%，两倍于全球3%的增速。而输电专业人口老龄化、缺员现象严重。对人工依赖程度较大的传统巡检模式已不足以胜任当前的电力巡检任务。复杂的野外环境也给巡检工作带来了更大的难度。无人机巡检的出现，有效解决了电力巡检的一些问题。依托于无人机的小巧灵活，不受地面因素和地形限制影响的优势，一定程度上提高了工作效率，保证了人员的安全。然而无人机的续航、飞行距离以及采集的大量数据的整理、缺陷的研判等问题，制约了无人机巡检的发展。如何实现无人机高效自主巡检，成为当前电力巡检亟待解决的问题。
1 输电线路无人机集控智能巡检系统
1.1无人机集控智能巡检系统
无人机集控智能巡检系统以无人机系统执行单元、智能航空站保障单元、集控飞行座舱控制单元，以及综合管控平台管理单元为体系，依托高性能、一体化服务器实现远程无人机巡检任务管理、状态监控、成果分析和电力设备的可视化管理等操作。
无人机集控智能巡检系统充分发挥无人机智能巡检的技术优势，综合电力巡检的特点实施定制开发、超前规划，可以实现多机协同巡检、一键自主巡检、精准起飞降落、自动充换电池、远程实时监控等功能。
此外，综合高性能机载计算机和人工智能的图像识别系统，可实现巡检数据自动识别、缺陷分析和巡检报告自动生成等高度智能化作业，大大提高了巡检效率，解决了当前电力巡检存在的诸多问题。
1.2 无人机集控巡检系统的实际应用
无人机集控智能巡检系统以智能航空站为中心，工作范围覆盖7公里的输电线路。可以变电站为基点布置航空站，实现以点盖面，以面成区的巡检模式。
无人机集控智能巡检系统可与传统电力巡检完美结合，充分发挥无人机的作用，提升线路巡检智能化水平。
在精细化巡检方面，集控无人机通过航迹飞行执行巡检任务，结合计算机人工智能的图像识别系统，实现巡检数据自动识别与切线分析及自动生成巡检报告。系统在应急抢修、救援救灾中能够迅速开展作业，第一时间到达目标现场，以高空、大视角进行现场监控，图像实时回传指挥中心。无人机搭载红外摄像装置可实现红外图传及实施测温作业，为后方决策部署提供准确依据。
2无人机集控智能巡检系统的技术优势
无人机集控智能巡检系統深耕在无人机智能巡检领域，本着“以需求为导向，以实用为核心，实事求是，因地制宜”，在航空站集中控制、巡检方案调度、数据智能处理、解析信息分发应用等方面均取得突破，其核心优势在于：
（1）采用多路通信模式，保证数据传输稳定。
无人机与智能航空站之间三条通信链路可择优自主切换，不依赖外部公共网络，有效保证视频传输数据的连续性、安全性。
（2）采用集控管理系统，实现多轨并行管理。
集控飞行座舱可同时远程控制多台智能航空站，可根据每基杆塔特点，合理规划航线，多机协同实施巡检，达到快速响应、安全高效的目的。
（3）制定应急处理预案，实现设备自我保护。
系统具有独立安全策略和自检功能，包括闭环控制检查、航空站及功能模块自检、自动化飞行作业自保护功能、设备运行状态异常的自动化处理预案等，各指标均有国家权威机构检测报告。
（4）定制远程操控系统，实现手动应急救援。
具备集控中心远程操控与现场终端操控控制权自由切换功能，全方位保障巡检飞行任务的安全性。远程集控中心具有可扩展性，通过标准化、模块化软硬件接口为其它系统提供数据共享，可定制化开发。
3 无人机集控智能巡检系统的经济效益
无人机集控智能巡检系统以其智能化、多样化的电力巡检方案，可在电力企业广泛应用，以国网唐山供电公司为例，依托于无人机集控智能巡检系统，成立智能管控中心，改变了传统人工巡检信息单向传递、响应慢的缺点，形成信息实时传输、精度高、响应快的巡检新模式，实现提质增效，有着非常不错的精益效益。
经济性分析，按照运行五年进行核算。采用外包无人机服务形式需要2654.5万元，而采用无人机智能集控巡检系统仅需1379.84万元，可节约成本1274.66万元。且输电线路精益化巡检可增加25次以上，五年超过80次巡检的要求，并可随时进行树障、违章施工、应急特巡等特殊巡视。
同时也降低了运维成本，缩短隐患处理时间，提升电网安全性，降低了设备事故带来的损失，具有良好的社会效益。系统以其稳定的性能、可靠的管理平台，可应用于不同的企业需求。通过系统功能拓展，为实际应用提供定制化开发，满足更多的无人机集控巡检系统应用可能性。
4 结语
相对于目前日趋困难的传统电力巡检模式，无人机集控智能巡检系统具有无人值守、远程操控、集中控制、全天时全天候等特点，在节约人力的同时实现了信息获取的规范化、规模化、智能化、数字化，在提高电力系统工作效率、节省资源、降低经费支出方面有所突破，具有一定的经济和社会效益。
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]张永.无人机巡检输电线路技术的应用与分析[J].装备应用与研究,宿州学院学报,2013,28.
[3]李柯纯.无人机在巡检输电线路的应用探讨[J].中国科技投资,2014,19.
1 输电线路无人机集控智能巡检系统
1.1无人机集控智能巡检系统
无人机集控智能巡检系统以无人机系统执行单元、智能航空站保障单元、集控飞行座舱控制单元，以及综合管控平台管理单元为体系，依托高性能、一体化服务器实现远程无人机巡检任务管理、状态监控、成果分析和电力设备的可视化管理等操作。
无人机集控智能巡检系统充分发挥无人机智能巡检的技术优势，综合电力巡检的特点实施定制开发、超前规划，可以实现多机协同巡检、一键自主巡检、精准起飞降落、自动充换电池、远程实时监控等功能。
此外，综合高性能机载计算机和人工智能的图像识别系统，可实现巡检数据自动识别、缺陷分析和巡检报告自动生成等高度智能化作业，大大提高了巡检效率，解决了当前电力巡检存在的诸多问题。
1.2 无人机集控巡检系统的实际应用
无人机集控智能巡检系统以智能航空站为中心，工作范围覆盖7公里的输电线路。可以变电站为基点布置航空站，实现以点盖面，以面成区的巡检模式。
无人机集控智能巡检系统可与传统电力巡检完美结合，充分发挥无人机的作用，提升线路巡检智能化水平。
在精细化巡检方面，集控无人机通过航迹飞行执行巡检任务，结合计算机人工智能的图像识别系统，实现巡检数据自动识别与切线分析及自动生成巡检报告。系统在应急抢修、救援救灾中能够迅速开展作业，第一时间到达目标现场，以高空、大视角进行现场监控，图像实时回传指挥中心。无人机搭载红外摄像装置可实现红外图传及实施测温作业，为后方决策部署提供准确依据。
2无人机集控智能巡检系统的技术优势
无人机集控智能巡检系統深耕在无人机智能巡检领域，本着“以需求为导向，以实用为核心，实事求是，因地制宜”，在航空站集中控制、巡检方案调度、数据智能处理、解析信息分发应用等方面均取得突破，其核心优势在于：
（1）采用多路通信模式，保证数据传输稳定。
无人机与智能航空站之间三条通信链路可择优自主切换，不依赖外部公共网络，有效保证视频传输数据的连续性、安全性。
（2）采用集控管理系统，实现多轨并行管理。
集控飞行座舱可同时远程控制多台智能航空站，可根据每基杆塔特点，合理规划航线，多机协同实施巡检，达到快速响应、安全高效的目的。
（3）制定应急处理预案，实现设备自我保护。
系统具有独立安全策略和自检功能，包括闭环控制检查、航空站及功能模块自检、自动化飞行作业自保护功能、设备运行状态异常的自动化处理预案等，各指标均有国家权威机构检测报告。
（4）定制远程操控系统，实现手动应急救援。
具备集控中心远程操控与现场终端操控控制权自由切换功能，全方位保障巡检飞行任务的安全性。远程集控中心具有可扩展性，通过标准化、模块化软硬件接口为其它系统提供数据共享，可定制化开发。
3 无人机集控智能巡检系统的经济效益
无人机集控智能巡检系统以其智能化、多样化的电力巡检方案，可在电力企业广泛应用，以国网唐山供电公司为例，依托于无人机集控智能巡检系统，成立智能管控中心，改变了传统人工巡检信息单向传递、响应慢的缺点，形成信息实时传输、精度高、响应快的巡检新模式，实现提质增效，有着非常不错的精益效益。
经济性分析，按照运行五年进行核算。采用外包无人机服务形式需要2654.5万元，而采用无人机智能集控巡检系统仅需1379.84万元，可节约成本1274.66万元。且输电线路精益化巡检可增加25次以上，五年超过80次巡检的要求，并可随时进行树障、违章施工、应急特巡等特殊巡视。
同时也降低了运维成本，缩短隐患处理时间，提升电网安全性，降低了设备事故带来的损失，具有良好的社会效益。系统以其稳定的性能、可靠的管理平台，可应用于不同的企业需求。通过系统功能拓展，为实际应用提供定制化开发，满足更多的无人机集控巡检系统应用可能性。
4 结语
相对于目前日趋困难的传统电力巡检模式，无人机集控智能巡检系统具有无人值守、远程操控、集中控制、全天时全天候等特点，在节约人力的同时实现了信息获取的规范化、规模化、智能化、数字化，在提高电力系统工作效率、节省资源、降低经费支出方面有所突破，具有一定的经济和社会效益。
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]张永.无人机巡检输电线路技术的应用与分析[J].装备应用与研究,宿州学院学报,2013,28.
[3]李柯纯.无人机在巡检输电线路的应用探讨[J].中国科技投资,2014,19.