论无人机在中短波发射台站户外巡检维护中的运用

黄润升

国家广播电视总局东南广播电视维护中心 福建省 福州市 350001

1 引 言

广播电视发射台站主要由电力、节传、发射等系统组成，而发射系统中的户外天馈线设备是其中重要的组成部分，发射机输出最终还要依托馈线及中短波发射塔实现最终的节目传输。由于发射台站户外天馈线路长且受天气、环境和气候影响较大，因此，各发射台站定期要对户外天馈线系统进行一系列的精细化巡检维护、及时发现隐患、做好应急抢修，这也成为了确保台站安全播出工作的关键环节。仅仅依靠现有的人工巡检手段和常规测试并不能达到全面、高效、应急的要求，也很难达到维护的即期效果，随着我国科技强国建设的不断推进，无人机技术在各行业都得到了飞速的应用和发展，智能化、信息化、标准化的需求推动着无人机参与中短波发射台站户外天馈线巡检成为一种趋势。

2 台站巡检维护引进无人机的技术背景

对于广播电视发射台站户外天馈线路和设备进行定期巡视检查，及时了解并全面掌握天馈线路的相关运行情况，以及发现天线区设备周边和天线播出方位的环境变化情况，是各台站繁重的日常工作。人工巡视检查是一种传统的巡检模式，也是目前广播电视天馈线路巡检的主要方式。由于各发射台站有的地处高原戈壁，有的地处丘陵山野，有的跨越小河沟渠，环境恶劣气候多变，特别是大部分台站天线区未全面征地围挡，土地使用和资金问题导致许多天线区沿线地段无专用巡检抢修专用道路，传统的巡检方式工作条件艰苦、劳动强度较大，使天馈线的使用过程中的问题和运行情况得不到及时的发现和反馈。

特别是对于中短波塔桅结构进行巡检的任务中，由于部分中央直属台站还面临播音时间长，停机检修时间短且多为夜间空隙等特殊性，也给各发射台站及时发现并处理安全播出隐患及故障造成了巨大影响，急待通过技术手段加以解决。部分台站地处沿海地区，空气湿度大腐蚀性强，馈线爆皮问题严重甚至有塔构严重腐蚀的情况。

3 无人机在发射台站中的运用实例

高空巡检：广播电视发射台站因地制宜地将人、机巡检进行充分融合。在气象条件较好，能见度高，时间要求不紧的情况保持维护队伍的工作状态和业务技能，在观测户外设备和线路外观情况时，无人机可以起到相当关键的作用，通过高清录像和悬停抓拍，专业技术人员可以清楚判断重要部件节点是否受损，在对线路巡查过程中能准确定位塔桅结构、天线幕、馈线上的故障点，且视角更为广泛，空中停留时间更长、受气候和时间影响较小，同时能避免视觉“盲点”，将技术人员从传统的人工直视或望远镜观测中解放出来。

故障排查：小型无人机携带方便，加装吊舱设备能轻松实现拍摄成像清晰、分辨率高的目标。且续航时间足够实现一般台站的天线区域覆盖，航拍的影像除实现实时传输外，还可以回放分析，因此在及时发现故障点迅速回馈外，还能为技术人员分析研判准备相应抢修工具备件提供准确支持。如在播出中户外馈线出现异物搭线吱火、发射机保护，可立即派出无人机按规划路径进行自主拍摄巡查提高抢修效率。

空中测温：在台站播出过程中，传统的测温模式多为点温枪和肉眼的观察，由于人员站位或点温部位的确定不固定，数据与实际情况往往有较大的偏差。在无人机搭载热成像相机进可以检测出肉眼发现不了的温度变化，馈线接头、绝缘子等有关部位的异常能轻松发现，故障部位更容易确定，使观测的精准水平得到大幅度提高，技术人员可依此及时抢修消除安全隐患。

灾后评估：由于部分台站地处丘陵山地，户外天馈线路在发生暴雨、冰灾、台风后第一时间无法确定损失情况，在确保人身安全的前提下，有必要对灾后的线路设备进行巡查评估，确定恢复方案，传统的人工巡查在可能发生的次生灾害时依然有较大的风险，而且在近年来的灾害后多起道路被堵、桥梁受损导至技术人员无法外出的情况时有发生，因此无人机则能发挥不可替代的作用，无限制地巡航飞行，让技术人员在屋内就可以清晰外部风险，评估受损情况，制定恢复方案。

场型测量：针对广播电视台站天线发射场型指标的规范化和标准化要求越来越高，无人机搭载场强探头的天线场型测量系统也已研发生产，通过无人机搭载三轴的全立向电场探头，在抑制电机干扰的前提下实现测试无死角，对天线远场的水平、垂直方向的天线方向可以实现吻合式测量。

4 无人机在运用中突显的技术优势

无人机巡检作为一种利用自然光源加装高清摄像头或夜间加装红外热成像仪器等各类设备对广播电视台站户外线路进行巡视检查的全新巡检技术，具有快捷高效、不受高度和地域影响 、巡视质量高、安全系数高等诸多优点。2018年以来通过测试，运用无人机进行节点缺陷排查、馈线爆皮点识别、塔构锈蚀情况准确率达100%。户外天馈线的整体的巡检效率和质量得到了显著提高，不但降低了天线工程师的劳动强度，还同时降低了高空作业的安全风险，提升了各发射台站的天馈线的运行维护能力。目前，中直广播发射台站已广泛采购或计划采购无人机，投入户外天馈线路巡检，在G20 峰会、金砖会议、党的十九大和建国70 周年等重要保障期间无人机已经发挥了十分突出积极的作用。因此，无人机加入对台站天馈线路的巡检对电台智能化发展的十分积极的促进作用，将成为台站运行维护不可或缺的重要技术手段。

5 无人机运用的机型选择建议

商业无人机目前多选用中小型无人机，中型无人机指空机质量为小于116KG 但大于7KG 的单旋翼带尾浆式无人直升机，可用于中等距离左右的多任务式精细化巡检；而小型无人机指空机质量小于等于7KG 的电动多旋翼无人机，可用于短距离半径的多方位精细化巡检。

据调查和试验效果分析，从性价比看目前采用的多为小型无人机，且作用较好。建议采用机型如：大疆经纬M200 搭载Z30 高分辨相机，可以在30 分钟内对直径3500 米的天线区范围进行一次精细化巡检，可在10 分钟内对高度200 米左右的中波发射塔进行一次精细化巡检，可在20 分钟内对1 幅短波发射塔和反射幕进行360 度全覆盖的精细化巡检。

广播电视发射台站由于电磁干扰频率干扰等原因会对无人机产生影响，无人机转为姿态模式或失控，对台站安全播出会产生威胁。因此建议选取如大疆D-PTK 技术经纬M210 型无人机。

当然，所有无人机的采购使用都必须根据国家法律法规和空中管理的相关政策进行，并由专人管理。同时在提升操作人员的技能培训水平上下功夫，合法合规开展无人同的巡检工作。