2019年基于“巡檢分離”的架空輸電線路無人機全自主精細化巡檢作業技術.pptx

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1、國網遼寧省電力有限公司,基于“巡檢分離”的架空輸電線路無人機全自主精細化巡檢作業技術 段世杰,1,面臨的形勢與問題,1,無人機自主巡檢技術推進情況,2,3,發展目標,“全自主精細化”巡檢作業技術介紹,4,目 錄,CONTENTS,【1.面臨的形勢與問題】,2013年3月至2015年3月，國網公司在十家省公司、中國電科院開展了為期兩年的輸電線路直升機、無人機和人工巡檢試點應用；2015年，在公司各單位全面推廣無人機巡檢應用。近年來，無人機巡檢已成為輸電線路的重要巡檢手段。,充分消納清潔能源,國家電網公司“架空輸電線路無人機智能巡檢作業體系建設三年工作計劃”業已明確：應進一步科學規劃，融入物聯網、

2、人工智能等先進技術，全面推進無人機智能巡檢技術應用，實現線路巡檢模式由人工巡檢向無人機為主的協同自主巡檢模式轉變，持續提升輸電智能運檢水平。,【面臨的形勢與問題】,人員規模難以滿足設備持續增長需求,傳統巡視模式難以適應輸電精益化管理要求,1,2,面對以上形勢，輸電運檢工作還主要存在以下問題：,無人機應用水平難以支撐輸電智能運檢發展要求,3,【面臨的形勢與問題】,人員規模難以滿足設備持續增長需求,1,人工巡線工作量大、效率低、管理難度大,野外作業受天氣、地理條件的影響大,不能快速反應突發電力故障,現有技術手段不能滿足智能電網管理需求,總體性缺員,結構性缺員,人員“斷檔”問題突出,【面臨的形勢與問

3、題】,傳統巡視模式難以適應輸電精益化管理要求,2,傳統巡檢模式，受地形條件、環境因素、人員素質等多方面因素制約，存在巡視質量不高、巡視范圍不全面、巡視效率低等問題，且特殊地形和氣象條件下巡視困難，存在人身傷害風險。,節省大量巡線人員的作業成本，提高巡線效率提供輸電線路及鐵塔精準、清晰的三維影像數據分析影像數據,為線路和鐵塔維護提供科學依據避免巡線人員在復雜險惡的環境里發生意外傷害為管理者快速處理應急突發事件提供決策依據,【面臨的形勢與問題】,無人機應用水平難以支撐輸電智能運檢發展要求,3,現階段無人機作業管理、人員培訓、質量監督和維護保養等保障體系尚不健全，各單位應用水平嚴重不均衡。無人機作業

4、智能化程度低，應用方式未充分挖掘；巡檢數據處理智能化程度低，與業務數據融合度不高，未形成統一應用和閉環管理。無人機作業優勢未得到充分發揮，無法支撐輸電智能運檢發展要求。,發展現狀,1,無人機自主巡檢技術推進情況,2,3,發展目標,“全自主精細化”巡檢作業技術介紹,4,目 錄,CONTENTS,【發展目標】,總體思路,以推動無人機為主的協同自主巡檢模式轉變為主線和目標，以提升無人機巡檢作業自主化、數據分析智能化為抓手，以建立健全無人機智能巡檢作業管理體系和技術支撐體系為依托，推動建設復合型運檢隊伍。,工作目標,建設無人機管控平臺，攻克自主智能巡檢技術（跟蹤關注缺并參與陷智能識別技術研究），建立無

5、人機智能巡檢作業體系，逐步替代傳統人工巡檢作業模式。深化無人機在線路巡視、檢測、檢修方面的應用，三年內建成幾家國內領先的無人機智能巡檢作業示范單位。實現輸電線路巡檢模式向以無人機為主的協同自主巡檢模式轉變。,發展現狀,1,無人機自主巡檢技術推進情況,2,3,發展目標,“全自主精細化”巡檢作業技術介紹,4,目 錄,CONTENTS,【2.無人機自主巡檢技術推進情況】,2013年以來，電科院即協助公司設備部，引領各地市公司、省檢修公司和送變電公司開展了大量的無人機巡檢實用化推廣工作，建立了成熟的無人機巡檢業務管理和技術支撐體系，積累了一定經驗。組建“無人機駕駛員機構”，組織開展“培評工作”協辦“輸

6、電線路無人機巡檢技能競賽”，培養一批技術骨干協辦“年度空域申請”工作，保障守法飛行支撐無人機巡檢專業管理的各項工作，保質保量完成年度精益化考核指標探索推廣能夠實用化的無人機巡檢關鍵技術,【2.無人機自主巡檢技術推進情況】,一、基于人工示教的無人機自主航巡技術介紹：由兼具高水平飛行操作技能、輸電運維知識和職業素養的專業人員人工規劃巡視路徑、拍攝位置、角度和安全點，飛行巡檢一遍，再由具備實時載波相位差分技術（RTK）功能的無人機實現自主航巡。劣勢：巡視安全系數低，初期路徑規劃的自動化程度和效率低，且對作業人員的專業素養要求極高。推廣普及具有限制性。建議：集中組織開展無人機自主航巡技術培訓班，每個單

7、位儲備一到兩名的高水平飛手，將部分線路區段開展人工示教的無人機自主航巡并實現全覆蓋。,【2.無人機自主巡檢技術推進情況】,二、基于點云的無人機自主航巡技術介紹：需前期對通道和桿塔進行激光雷達掃描和可見光絕對精度點云信息的采集，前期投入成本較多，且只能簡單的規劃巡視路徑、拍攝位置和角度，作業自動化程度和安全系數較高，但采集的巡檢數據質量不高。劣勢：依賴于絕對精度的激光點云數據，激光掃描單價較貴；可見光點云數據采集設備單價便宜，但目前精度不夠；巡檢數據質量不高。建議在已有點云數據的線路區段驗證應用該自主航巡技術，并不斷提出反饋意見，提高該技術采集的巡檢數據質量；跟蹤關注可見光點云技術，在其精度達到

8、自主航巡技術要求時進行示范應用和技術挖掘。,【2.無人機自主巡檢技術推進情況】,三、架空輸電線路“全自主精細化”巡檢作業技術介紹：本技術的工作原理區別于“人工示教”和“點云原理”的自主巡檢技術，研發理念源于一線作業人員的生產需求和我們的輸電專業資源，可迅速根據線路臺賬信息計算每基桿塔的絕對位置，并針對不同塔型自主、科學的規劃巡視路徑、拍攝位置、角度和安全點，從而實現“全自主精細化”巡檢作業，該技術還包括了照片智能管理技術；優勢：作業效率高；安全系數高，自主知識產權，技術可挖掘性高；不依賴點云數據，投入成本低；建議在2020年全省220千伏電壓等級線路實現推廣普及，同時繼續開發基于500千伏電壓

9、等級的“全自主精細化”作業技術。,發展現狀,1,無人機自主巡檢技術推進情況,2,3,發展目標,“全自主精細化”巡檢作業技術介紹,4,目 錄,CONTENTS,【全自主精細化巡檢作業技術】,無人機自主飛行的原理以及航線規劃、航點任務設計和照片名稱管理的方法，同時分析了坐標誤差產生的原因以及對飛行安全和影像質量的影響，提出了坐標誤差調整的方法。,創新,質量,專業,效率,【全自主精細化”精細化巡檢作業技術】,關鍵詞,【全自主精細化”精細化巡檢作業技術】,根據電力線路巡檢特點，對無人機SDK進行二次開發，控制無人機超視距自主飛行，解決了視覺限制和遙控信號限制等問題。開發的航線規劃和航點任務設計程序，可

10、根據不同電壓等級、不同塔型，科學的規劃巡視路徑、拍攝位置、角度和安全點，進而控制無人機進行影像錄制和拍照，該技術包括的照片智能管理模塊可對巡檢數據快速準確的重命名，為運行管理提供清晰、位置描述準確的影像資料，從而做到巡檢分離。無人機自主飛行巡檢，提高了工作效率和質量，減輕了工作負擔，使巡檢工作更加全面、更加科學。,系統概述,【全自主精細化”精細化巡檢作業技術】,（1）航線規劃和航點任務設計部分（2）應用大疆無人機Mobile SDK開發的航線飛行執行部分（3）無人機巡檢的照片名稱智能管理部分,構成及功能,【全自主精細化”精細化巡檢作業技術】,（1）自動規劃航線和設計航點任務，自主飛行，多方位多

11、角度進行視頻錄制和拍照，提供清晰的影像資料。（2）系統支持普通光學相機變焦拍照，可獲取設備細節清晰圖片。支持紅外相機拍照測溫。（3）系統具有坐標差分功能，可自動調整無人機GPS坐標誤差，提高航點位置精度。（4）系統不受視覺限制和遙控信號控制，可遠距離超視距飛行。動作速度快、定位準確、工作效率高。,主要功能,【全自主精細化”精細化巡檢作業技術】,主要工作流程和工作方式,【全自主精細化”精細化巡檢作業技術】,【全自主精細化”精細化巡檢作業技術】,【全自主精細化”精細化巡檢作業技術】,【全自主精細化”精細化巡檢作業技術】,【全自主精細化”精細化巡檢作業技術】,【全自主精細化”精細化巡檢作業技術】,【全自主精細化”精細化巡檢作業技術】,【全自主精細化”精細化巡檢作業技術】,報告完畢，謝謝！,