基于智能大数据的野外电网无人机巡视系统

（广东电网潮州潮安供电局，广东汕头市，515011）陈 哲

本文主要运用PHM的思想，指利用无人机来对于野外的电网设备进行管理，也就是实现设备基于状态的维修以及自主式的保障，利用新方案以及新技术完成对于野外电网的巡视。在所有的技术当中，故障预测是非常重要的一项内容，故障预测指的就是预先诊断部件或者是系统其具体的功能状态，确定部件在运转的过程当中的情况，其中一个比较重要的功能是健康管理，需要对于诊断以及预测的信息进行分析并给出建议，这是一种对于是否需要进行维修活动的决策。

1 野外电网无人机巡视系统的技术支撑

就目前来看，在世界上大部分的装备维修都是以定期检查或者是事后维修为主要的方法，使用这样的方法不仅会耗费大量的人力物力，同时整体的效率非常低下，而PHM预测与健康管理技术能够综合使用现代化信息技术以及人工智能技术的最新研究成果，这属于一种全新的健康管理状态的解决方案。PHM系统在将来很长的一段时间当中都充当着辅助维护的重要角色，而且具有着故障诊断以及预测包括健康管理的功能。

而PHM本身属于一种设备的维护技术，智能化与大数据技术使PHM拥有了更加关键性的改变。首先是传统的基于传感器的诊断，在经历过现代化的技术的应用之后，转变成了一个基于智能系统的预测，其次是基于事件驱动的维修也转变为基于状态的维修。

主要的工作原理在于装配了高清数码相机以及GPS定位系统的无人机，可以沿着电网来进行定位自主巡航，并且实时将自己所拍摄到的影像进行回传，监控人员则能够在电脑上就对其进行同步操控。利用传统的人工电力巡线的方式，条件艰苦，效率低下，一线的电力巡查工作经常会遇到一些危险情况，而无人机则能够有效地实现电子化以及信息化，包括智能化的巡检，提升了巡检工作的效率，够更好的提升应急抢险的水平。在山洪爆发或者是地震灾害等紧急的条件下，无人机也能够对于线路的潜在危险进行紧急的排查，丝毫不会受到路面状况所产生的影响，也避免了工作人员的攀爬杆塔之苦，又能够勘测到人眼所看不到的视觉死角位置。其后将数据实时回传至PHM系统分析，通过PHM技术能够主动感知到该设备在运行过程当中具体处在什么状态条件下以及是否正常，然后再采取更加具有对应性的行动，这是PHM技术跟以往的维修工作不一样的地方，它所实现的价值会更高，同时也能够提供关于系统失效的高级警告，属于一种综合预测的结果。

另外，自主式保障技术在进行应用的过程当中，在前端的检测无人机是带有各种传感器的，在应用的过程当中需要涉及到各种物联网方面的技术，后端需要设置技术采集分析设备，将所分析到的结果连接到各种后勤保障库当中进行调度。总之，这种技术在应用时，能够将多个传感器的数值以及人为监测所得到的数值进行汇总分析，更加方便于我们以更高的效率来做出关于整个设备的故障预测，包括健康管理方面的决策。

2 野外电网的无人机巡视系统的主要设计要点

2.1 健康度建模

在针对设备进行数据方面的建模处理的时候，需要把所有得到的监控数据都进行降维整合，使其变成一个健康度曲线，展现为一种一维数据。针对某一个维度的数据进行实时的分析，让整体的评估变得更加的简单，即便是新手维修员也能够及时的对其进行理解，容易入手。

2.2 多级预警

在对于预警等级进行设置的过程当中，可以将其设置为三级，分别是中度预警以及重度预警和故障预警等，以健康度作为研究的基础，这三种预警以两种规则来对其进行定义，分别是次数以及间隔的时间，以此来更好的检测持续异常报警，包括周期性瞬间预警。

2.3 异常定位

每一次预警都会伴随着预警的起始时间以及周期，那么自动化报警、分析以及可视化的工具就会变得尤为重要的，该工具需要分析预警期当中的表值曲线，同时健康度模型也要能够对于异常部位进行更加清晰的定位。通过对于整机进行健康管理，监测设备的具体健康状态，及时发现异常情况，对于设备的故障给出预警能够更好的缩短维修的时间。

3 系统研究的最终成果

3.1 利用PHM智能节约整体的维修费用

在本次研究的过程当中，所使用的系统可以及时的发现设备在进行运转过程当中存在着的异常状态，并且能够实现从传统的基于自动化设备的单个表示的监测转为基于智能系统的整体监测，为备机、热机的切换争取更多的时间，减少中间存在着的信号中断的时间，同时也能够为统筹机器之间的代播提供更加良好的信息支撑，降低潜在的设备监控费用。

3.2 提供实时情况反馈维护能力

提供实时的设备维护情况，能够帮助工作人员根据具体情况判断接下来应该做些什么，因为在进行监测时所使用的是数据化手段，所以是可以为将来设计新的设备以及同型号设备需要加强元器件各方面提供非常多的历史数据的，提升整体设备的使用周期，降低设备的使用成本，减少设备故障的出现，这也是整个PHM技术在应用时的主要价值。

3.3 通过检测进行早期预警

该系统在进行应用的过程当中可以有效的监测设备的性能下降或者是和期望的运行状态出现了偏离的问题，并且预测设备在运行过程当中的未来可靠性，对于那些突变性的故障进行告警，同时对于渐变性的故障也能够对其进行早期的预警，使工作人员可以及时的发现设备在运行过程当中存在着的问题。

4 结语

综上所述，在电网巡视工作当中，无人机技术能明显提升整体的巡视效率，大大降低巡视成本。利用PHM智能以及大数据方式的无人机巡视，具有高效率，高准确性，所反馈的数据也非常的真实，并且也能够及时的发现输电线路在运行时的安全隐患，及时且准确的对于设备的情况进行早期预警，完成健康管理，尤其是在野外电网的巡视工作当中，面对恶劣的作业条件无人机技术可以对那些特殊的问题进行及时的处理，这对于线路在运行时的安全性起到了非常重要的影响。