无人机巡视系统在电力线路中的设计及实践探析

黄刚

摘要：借助无人机巡视电力线路，能实现对电力线路的快速巡检，并有效保障巡视质量。无人机巡视系统在电力线路中的设计与实践应用，实现了对线路巡检传统方式的有效改变，并结合相关设备采集图像，能促进电力线路实际工作质量和效率实现大幅度提高，并形成准确稳定的巡视结果，还能迅速统计和准确分析巡视结果，并快速找出线路缺陷。本文探析了无人机巡视系统在电力线路中的设计及实践应用，以期为相关研究提供借鉴。

关键词：无人机;巡视系统;电力线路

前言：无人机巡视系统在对电力线路开展巡视时，通过掌控路径相应的优化算法，能避免对电力线路产生不良影响，还能调度巡视工作，并计算线路规划，增强巡视工作的精确性。系统计算分析所采集的图片，能帮组操作人实现对巡视的指挥监督。另外，系统能满足用户各项工作需求，并采集线路图像，对于提高巡视工作效率，增强巡视工作的安全性具有重要意义。

一、系统总体设计

无人机巡视系统对电力线路进行巡视，主要遵循如下流程：一，对地理位置进行获取，系统对详细地点进行导航;二，通过机载成像设备对杆塔和输电线路进行识别拍摄。同时，无人机将飞机状态、位置、图像等信息以无线传播方式向地面站发送，地面站对信息进行接收并保存，将数据信息作为根据，控制无人机飞行、对图像数据进行在线处理、判断系统潜在的故障和隐患等，并对人工识别情况进行筛选排查，得出具体结论[1]。

无人机巡视系统功能结构主要包括如下三层：（1）用户表现层。该层主要在相关界面展示所收集的信息。用户可通过界面查看巡视环境以及态势信息。主要采用網络无线网上传下达指令、发布信息、收集信息，同时，是对系统各项应用业务进行拓展的基础，人机交互界面能帮助管理者实现对系统的更好操作。该层与用户存在最为紧密的联系。用户需通过用户表现层搜索查询系统数据，客户端则能增强用户对系统的使用体验。（2）业务逻辑层。该层为用户提供了系统管理、线路规划管理、指挥平台管理、线路巡检管理、线路监控管理等诸多操作。（3）数据访问层。该层以数据库为主要内容，以SQL为系统工具。管理者基于自身权限，能对电力线路涉及的管理信息实施增减、删除等操作，还能保存相关信息。通过对系统应用进行拓展，能实现对分级数据和分层数据的共享[2]。

二、系统功能模块设计

1、线路规划管理模块设计

为保障无人机实现安全飞行，并确保巡检质量和效率，要重视规划飞行线路。无人机巡检多采用连续飞行路径，为确保电力充足，在规划飞行路径时，要充分考虑其续航能力和飞行距离。线路规划管理的功能主要包括：（1）线路档案。线路档案能记录主要原始资料和各项技术数据，并通过查看记录良好开展更改、抢修和生产各项工作，因此要对档案进行妥善保管。应根据线路实际情况，记录线路变更、台账和各项设计资料，若需更改设备，需对更改项目、标段、日期进行填写，并保存施工资料和修改文件。（2）线路试验。电力线路通常采用高功率、大电容电缆，因此要通过交流电压、实验等专门设备准确记录设备情况等。另外，该功能还能对试验内容进行增删、修改和查询。（3）路线查询，是指管理人员对线路设备、连接数量以及基本信息进行查询。管理人员完成对系统的成功登陆后，可在系统界面查看线路明细，并对杆塔状态、线路走径情况、线路参数等进行浏览，还能通过菜单项和树状条件查询线路信息[3]。

2、线路巡检管理模块设计

线路巡检管理模块主要包括如下功能：（1）巡检准备，主要包括对作业场景信息、作业环境情况、作业人员信息进行准备，并检查无人机的使用状况。（2）巡检任务，主要是自主巡检，在地图上标注杆塔坐标，并编辑无人机的任务和返航航路，将指令对无人机进行成功传送，并规划飞行路径，收集相关数据。无人机按照预设路径飞抵巡检任务地点，并对巡检目标点进行跟踪。完成全部巡检任务后，无人机返航地面。（3）结果分析。在无人机巡检过程中，采集线路图像，并向总部传输相关数据，对反馈的海量图像实施分类分析。

3、线路监控管理模块设计

线路监控管理对无人机巡视系统发挥着关键作用，通过监控其操作过程，并根据系统功能需求，将收集的数据作为依据，对巡检员地理位置进行显示。线路监控管理模块主要包括如下功能：（1）航线控制。为确保无人机遵循预设航线开展飞行，要根据线路控制算法设置航线。将无人机起飞和降落的具体地点标记在地图上，并通过航线轨迹算法对飞行航点进行设置，连接多个航点，即构成完整航线。（2）线路维护。向相关科室上报维修项目计划，经过审核后，制定方案，并在系统中填写方案信息，对维修项目进行添加和处理。（3）线路检修。完成对无人机的检修后，要查看检修情况，并汇总检修信息，实现检修管理。

4、指挥平台管理模块设计

指挥平台管理模块主要包括如下功能：（1）通信链路，能对地面站相关控制参数进行发送，并对无人机遥测数据进行接收，并在相关界面中显示全部串口号。（2）辅助决策，通过对应急预演、影像范围、重点区域进行分析，为指挥人员提供分析支持。（3）巡检考勤，利用巡检轨迹，统计外业人员的考勤信息，并记录其工作时间信息，对巡检人员具体的行动轨迹进行监控，系统即能对其考勤信息进行自动计算。（4）缺陷管理，能实现对缺陷信息的接收、添加，并实现对缺陷的自动识别和处理，能引导工作人员深入了解其工作内容，并增强其工作的高效性，还能帮助各级职能科室便捷查看缺陷信息。

结语

综上所述，无人机技术覆盖了诸多应用领域，在电力线路巡检中也得到了日渐广泛的应用。无人机巡视系统的应用能有效提高电力线路巡视工作效率，并增强巡视工作的安全性。无人机巡视系统功能结构主要包括用户表现层、业务逻辑层和数据访问层。系统功能模块设计主要包括线路规划管理模块设计、线路巡检管理模块设计、线路监控管理模块设计、指挥平台管理模块设计。

参考文献

[1]陈鄯舟. 浅谈无人机在35kV电力线路巡视中的应用[J]. 化工管理，2018，（8）：158-158.

[2]吴磊. 电力线路巡视中无人机技术的应用[J]. 大科技，2019，（23）：56-57.

[3]刘军. 电力线路巡视中无人机技术分析[J]. 信息周刊，2018（25）：54-55.