無人機在農投系統的應用范文

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廣西農村投資集團有限公司（簡稱農投系統）所屬的供電發電企業分布在廣西40多個市、縣（市、區），轄區多山、多丘陵、多河流，平原很少，地形地貌十分復雜。每年臺風、暴雨、大雪、冰凍等災害都不同程度地引發供電線路各種故障，給企業帶來不少損失，對人民群眾生活和工農業生產造成不良影響。供電發電企業日常需定期巡線，特別是線路故障發生后，更要及時排查、清除故障。目前傳統的人工巡線、查找故障點和消除故障除了需要投入大量的人力物力財力外，巡線的效率和質量還比較低，傳統的巡線方式已經滿足不了農投系統的供電安全可靠性需求。如何利用無人機在供電企業進行巡線，加強線路日常維護，加快故障排查、故障清除已成為農投系統亟待研究解決的課題。本文試從農投系統輸電線路建設發展、巡線工作模式變化等方面進行分析，提出無人機在本系統進行巡線的措施和建議。

一、農投系統輸電線路運維及無人機巡線現狀

至2017年底，農投集團管轄的40家縣級供電企業，投入運行的3千伏至110千伏輸電線路共計100262千米，其中110千伏線路3053千米、35千伏線路13615千米、3千伏至10千伏線路83595千米，線路約30%位于高山地區，約60%位于遠離城鎮、遠離交通干線、人煙稀少的地區。經預測，高壓輸電線路建設長度每年以5%的增速增長。目前，各縣級供電企業大部分采取傳統的人工巡檢模式，巡檢工作主要由巡檢班組和供電所完成，巡檢班組負責35千伏線路巡檢，供電所負責10千伏及以下線路巡檢。基本每年常規巡檢2次，而對電源線路及重大用戶等主要線路基本是每月巡檢。隨著無人機巡線在國家電網、南方電網等大型電力企業的廣泛應用，農投系統部分縣級供電企業也積極應用無人機對輸電線路進行巡檢，目前已有田林、恭城、寧明、鐘山、西林、昭平、灌陽、龍勝、崇左等9家供電企業使用無人機進行巡檢，共購置無人機32臺，完成無人機操作人員初步培訓，為在農投系統范圍內開展無人機巡檢業務打下了良好的基礎。其中，田林供電公司使用無人機數量最多，并且比較成熟，擁有14臺深圳大疆無人機，型號有精靈4、精靈4Pro、經緯M210，歸屬營銷部管理使用，大范圍應用于輸電線路的巡檢工作，顯著提高了巡檢工作效率和質量。

二、無人機巡線

與傳統巡線工作模式比較模式比較

三、農投系統對無人機巡線模式的選擇及建設方案

無人機巡線在農投系統的應用發展空間較大，利用無人機定期對線路和用戶進行巡視、在特殊氣象條件和故障狀態下進行巡視，以及搭載熱成像攝像機夜間判別設備的溫差，迅速準確查找出潛在故障點等，對農投系統提高供電的安全可靠性已成為急需。

（一）農投系統無人機巡線應用模式的選擇

1.無人機輔助式。目前，農投系統已有部分供電企業利用無人機進行巡線。據調研反映，無人機巡線在盡快查找到故障方面有明顯的成效，普遍的做法是巡線人員帶著無人機，到需要巡視的線路放飛無人機，通過操控讓無人機沿著線路進行巡視，操控人員通過手機屏幕或者無人機專用視屏，觀察無人機拍攝到的畫面，巡線人員根據畫面情況判別線路是否存在故障、何種故障等。能否發現故障與巡線人員的工作經驗、個人技能、無人機操控能力，以及無人機飛行路線、線路遠近、無人機視角有很大的關系。現場巡線人員通過判斷，確定線路情況并向上一級匯報。優點：大大減輕巡線人員的勞動強度，擴大巡視視野，提高巡線效率。缺點：對于巡線人員的經驗有一定要求，對一線人員操控無人機能力要求較高，但一線人員往往文化水平不是很高，難于操控無人機；并且每個企業又不可能為每一個站所單位配備一名專門的操控人員。由于無線控制距離一般在2~5千米范圍，無遮擋可達到5~7千米，在夜間、雷雨大風等惡劣天氣條件下巡線工作難以開展。

2.無人機自主巡線。由于無人機輔助式巡線存在的問題和不足，采取無人機自主巡線將成為農投系統首選。無人機自主巡線是給無人機下達巡線范圍指令，遠程放飛無人機，由無人機在指定范圍內按照線路軌跡（由經緯度、高程、特定場所規避、自動避阻、4G通訊和自建通信基站等要素組成）飛行進行巡視；無人機上可攜帶紅外成像、光學變焦攝像機（可達到7~15倍），以及紅外或可見光輔助燈。自主巡線在夜間、雷雨大風等自然氣象條件下也可以開展巡視。遠程放飛僅需要明確目標坐標的方式，可大大降低操控人員的技術要求和控制難度。一般情況下，現場無需人員干預、操控無人機。工作半徑：根據無人機續航時間，一般在20~100分鐘之間，巡航距離應結合中途進行故障識別考慮，可在10~40千米之間。無人機通訊：可搭載2種通訊方式，即4G和無線方式，純無線通訊需要在供電線路區域建設無線基站，一般在4G信號較弱、故障頻繁的大山、峽谷等地段，需要建立無線基站，以便實現兩種通訊模式的無縫銜接。無人機放飛：遠程放飛。設立無人機機場，一般以20千米半徑范圍內設置一座機場，機場位于半封閉式樓頂，面積5×5米即可，機場中心設立返航信號點，每座機場放置1~2架直升飛機。平時無人機處于自動使用電浮充電、正常通訊的方式，當需要放飛時，由調度或配網中心下達巡線指令，配網或無人機監控中心執行放飛，給無人機下達巡線指令，指令代碼包括線路坐標高程等數據，巡線范圍為線路起始坐標至結束坐標。無人機返航：巡線結束可返航或就近降落，無人機降落后自動進入充電狀態，機場人員應對無人機進行檢查和維護或更換機載儀器。關鍵問題：無人機的電池續航。可在始末端機場中間位置或在較長線路的中間位置搭建續航點，可選擇農村電工樓頂面積3×3平方米建設續航點，降落時由農村電工更換電池即可。效果應用及分析：無人機巡線的視頻鑒別和分析，可以在集團公司總部或二、三級公司的后臺系統自動進行，同時將視頻分享到相應需要的單位。無人機監控中心對巡線圖像和信息進行處理：一是對視頻內容進行分析判斷。二是建立視頻分析系統，建立視頻識別模塊大數據庫，對斷線、斷桿、高干植物觸碰、塌方等常見災害進行自動識別，當出現類似情況時無人機進行盤旋多視角拍攝，并根據需要進行紅外熱成像。經過生成數據保存至系統，包括故障點坐標等，發送至有關人員以便盡快解決故障。三是搶修人員及時進行修復。

（二）應用拓展與需要重點巡視的位置包括無人值守變電站巡視、重點用戶巡視、偷漏電檢查點等坐標。對工程進度、現場安全作業檢查，農投集團可遠程啟動無人機進行檢查，如遠程檢查工程施工進度、安全、偷漏電以及防洪預警等。

（三）可見光和紅外線夜視、紅外成像的巡線模式應用可見光巡視可在白天進行。如具備紅外夜視，可在白天和晚上進行巡線、故障查找。紅外熱成像巡線，可在不同溫度形成不同色差圖像，可判別是否存在發熱類故障。還有其他相關的應用。無人機巡線運營和管理，可在農投集團設立無人機監控中心，各縣公司設立分中心，平時運行維護以縣公司為主導，農投集團無人機控制中心以抽查、監督為主。設計無人機巡線視頻監控軟件系統，通過大數據的應用，智能識別故障。

四、無人機在農投系統巡線的效益分析

無人機在農投系統巡線不僅發展空間大，而且對提高巡線質量、效率以及降低企業生產成本、提高經濟效益十分明顯，主要體現在以下幾個方面：一是無人機巡線降低了整體巡檢成本。相關數據表明：發現故障與解決故障所需時間比，在沒有災害氣象的一般情況下為6:1，災害氣象條件下可達比例更大。隨著線路長度的增加，其規模效應越來越明顯，利用無人機進行巡檢可以使巡線平均成本越來越低。據農投系統田林供電公司總結分析得出，原需3~4天完成的人工巡檢作業，使用無人機巡檢后縮短為3~4小時，常規巡檢時間平均節約80%，查找故障時間平均節約90%。二是無人機巡線在巡線過程中可及時為運行維護單位提供信息，大大提高了維護工作的時效性、供電的安全性和可靠性。田林供電公司自2016年啟用無人機以來，結合電力地理信息GIS系統、配網自動化技術的應用，實現了部分低壓配網的實時遠動信息；利用地理信息系統（GIS）定位和地理屬性查詢功能，結合無人機技術的應用，有效地進行配電網分析，實現縣城電網1分鐘內轉換電源，極大地提高了電網供電的可靠性和電網維修檢修效率。三是正常情況下每次飛行時間30分鐘，時速可達35~72千米,考慮中途定點觀察等因素，可巡線10~20千米，如在對端機場停放可達到30千米。每飛1個架次相當于出動6名巡線員一天的工作量，且不受地理環境的限制。按每個供電營業所配備1臺無人機計算，配置1臺載荷在3千克以下的無人機，約1萬元左右，一個供電所線路約60千米，每月最少巡線2次計算，需要約48個工作日，運用無人機自主巡線，可節省40個工作日以上，按每工日200元計算，可節省8000元，且效率和安全性遠遠高于人工巡線。田林供電公司是農投系統較早采用無人機巡線的三級公司，根據該公司不完全統計，采用無人機后極大地提高了工作效率，和人工巡線相比，一個人帶著1臺無人機巡線一天內可完成50千米線路，而人工巡線則需要12人的工作量。在極端天氣情況下供電線路發生故障時，無人機巡線的優勢和效率更加明顯。有時人工不適合開展工作的時間段，無人機可以正常開展。從經濟效益來說，1臺無人機需2~10萬元，采購費用和人工成本相比，半年內可以收回成本。

五、結語

在電力行業輸配電線路建設運維中，無人機起到相當關鍵的作用，如能在農投系統供電企業中廣泛地運用無人機系統，在確保安全前提下科學有序地推進無人機智能巡檢業務，最終建成“無人機巡檢為主、人工巡檢為輔”的巡檢模式，對大力提升輸電線路的巡檢質量、效率大有裨益，最終實現安全、成本、效能總體最優，對實現農投集團高質量發展具有重要的意義。

作者：朱玉紅 單位：廣西農村投資集團有限公司