基于无人机在架空输电线路的应用构建全业务输电智能运检体系20191101

全业务输电智能运检体系基于无人机在架空输电线路应用构建的背景简介01无人机电力巡检实际应用02无人机全业务应用体系建设03目录页PAGEDIRECTORY一、背景简介1、业务概况2、实际需求3、机巡中心介绍1、业务概况一安徽境内500千伏及以上交直流线路共130条，全长10773.5公里，送变电公司负责运行维护线路共计88条、长8758公里，省内占比81%，其中特高压交直流线路14条、跨区直流4条、超高压线路70条，特高压线路公里数在国网排名第1位。池州九华密集通道宣城宣广密集通道芜湖南陵密集通道所辖线路在池州、宣城、芜湖形成3处密集输电通道。“池州九华”通道集7条线路，47公里，最大输送负荷3060万千瓦“宣城宣广”通道集6条线路，87公里，最大输送负荷3160万千瓦“芜湖南陵”通道集6条线路，2.5公里，最大输送负荷29000万千瓦。密集通道最窄宽度237米。密集通道运维全由送变电负责，任重道远。2、实际需求一高效协同精准闭环运维3、机巡中心介绍一2018年9月，送变电公司统筹机巡业务，在原无人机巡检班的基础上组建机巡中心。机巡中心主要是适应输电线路运维模式向“机巡+人巡”模式转变而成立的专业化机构，主要从事超特高压输电线路的机巡、线路测绘、应急救援、灾情勘察、科研研究、机巡信息化建设等工作。中心共配置无人机17类/121架、任务设备5类/32台常态化开展无人机杆塔本体巡视、无人机通道激光/可见光扫描、红外检测、360全景摄影、平台信息化等业务。截至2019年9月，无人机累计巡视杆塔16467基，累计发现缺陷11254处，杆塔平口及以上位置人工难以发现的缺陷占比约60%，通道巡检11396公里，累计发现隐患1461处，提高了隐蔽性缺陷发现率，巡检效率和质量较人工巡检显著提高。二、无人机电力巡检的实际应用1、通道可见光巡检2、激光雷达扫描3、精细化自主巡检4、引入无人机移动巡检储运平台5、机群协同巡检研究6、无人机监控中心建设1、通道可见光巡检及应用二巡检优势利用可见光倾斜摄影、正射影像技术，采用轻小型的无人机便可完成上山作业，低廉高效。巡检应用快速测量通道树障：采用长航时旋翼机外业、自主研发的飞控软件智能规划航线，一键起飞，普通精灵4即可作业，一人可同时操作2架飞机，单组作业单日可达100km，利用树障分析软件，快速生成隐患报告快速测量通道异物：采用长航时旋翼无人机外业采集，利用通道隐患识别软件，快速检查通道隐患。搭建线路模型：通过倾斜摄影或者全景拍摄，获取实景三维模型或全景模型，为整体规划做业务基础。已实现所有山区全线路覆盖年巡两次2、激光雷达扫描及应用二巡检优势激光雷达扫描外业操作简单、数据准确，测量树障的同时，可以采集电力设施基础三维点云，为精细化自主巡检、多机协同巡检、线路三维可视化提供数据基础。巡检应用快速测量通道树障：多旋翼搭载激光雷达进行通道扫描，快速解算点云数据，一键生成隐患报告。输电线路工况模拟预警：输入危险点检测参数,判断树木倒伏情况下的净空距离，分析可能出现的净空危险点；模拟工况参数，分析模拟工况下的净空距离；通过多光谱技术获取树种信息，为树木砍伐提供数据。建立三维基础数据库：实际作业利用RTK获取基站绝对数据，采集大量杆塔线路点云数据，建立标准数据库。已实现所有山区全线路覆盖年巡一次3、精细化自主巡检二巡检应用建立杆塔本体及关键部位标准数据库，可用于人巡、检修等。做杆塔精细化及红外的常规巡检。操作便捷，平价无人机配备给每个巡检人员，做为外业单兵设备，护线员单次出行就能完成地面及空中全面巡视。已完成试运行线路的数据采集和建库工作巡检优势一次性建立杆塔标准数据库，无人机即作为巡检员的单兵装备，到达现场只需要选择杆塔及类型，飞控软件会自动计算最优路径，飞行时间等参数，一键起飞，操作简单，普通巡视员可使用。确定自主巡检类型外业采集建库算法优化智能飞控软件4、引入无人机移动巡检储运平台二巡检应用输电线路无人机巡检作业车集成无人机智能充电系统、安全起降平台系统、拆卸式移动地面站、算法服务器等，解决外业的充电、起飞、数据对接、部分数据处理等因环境问题无法正常开展的难题。在偏远山区、应急抢修、抗冰抢险等场景得到充分利用。巡检优势集成充电、起降、控制台、工控机、算法服务器等设备与一体，特别适用于偏远山区、地形凹凸不平，不易找到安全起降点等恶劣环境，极大改善外业环境提高安全性。5、机群协同巡检技术研究及应用二巡检应用基于蚁群原理，融合北斗、激光、最优路径、图像识别等技术，集成了22种典型杆塔精细巡检标准化巡检航线、拍摄点位，还集成了通道巡视、激光扫描、360全景以及喷火除异物等6种典型标准化作业流程航线。系统将不同型号、不同作业类型的无人机融合编队，以机群形式作业，实现多架无人机同时开展5公里范围内线路巡检作业。融合实物ID等技术，实现飞控软件、无人机、后台系统、监控中心的信息互通，无人可通过当前识别的隐患，通过智能算法，推送在场其他无人机进行同步巡检，达到协同管理目标。巡检优势同步多角度，实时互联，全方位还原线路的真实情况，摆脱了以往手动飞行次数多，巡检困难的局面。拍摄的图像可数倍提高缺陷智能识别算法准确度已完成密集通道线路杆塔的数据采集和建库工作5、机群协同巡检技术研究及应用二多机智能协同巡检现场验证根据国网公司关于无人机标准化巡检作业要求，公司以激光点云数据为基础，将RTK高精定位无人机、激光雷达无人机、360全景无人机融合编队，实现了多机型、多任务类型的无人机协同巡检作业，解决了以往单人、单架次、单基塔的巡检模式。6、无人机监控中心建设及应用二监控中心的大脑，全天候实时连接在线无人机，关注现场作业进度情况，关注进度，工作票、监查作业规范性定期远程指挥现场巡检、多机协同、检修、安装等工作，实时连接视频，远程喊话。决策中心的大脑，通过不同维度数据统计的呈现，快速获取各项报表数据，对作业规划提报、工作分配，项目管理、人员考核进行快速实时管理。系统算法智能推送巡检计划建议，定期上报杆塔健康数据，出具杆塔健康体检建议，无人机体检建议，为领导决策提供支撑。决策中心大屏监控中心大屏三、无人机全业务应用体系建设1、架空输电线路全业务定位2、无人机在设计业务中的应用3、无人机在施工验收中的应用4、无人机在检修业务中的应用1、无人机在设计业务中的应用三根据精度要求，架设控制点，采用正射影像、激光雷达进行外业采集，获取布线区域内的3D成果。设计部门根据3D成果进行排塔设计，根据排塔线路进行实际调绘，获取房屋拆迁分布图及林木砍伐分布图等外场数据成果并出具电气部门使用的杆塔走向横断面图。2、无人机在施工验收中的应用三以激光雷达电力数据为基础，执行多种量测，主要包括杆塔坐标定位、杆塔结构倾斜、横担高差、耐张塔引流线弧垂高度、引流线与塔身距离、耐张塔转角度数、导地线弧垂净空、导线净空距离进行量算根据预置算法或人工输入的电气间隙限制值，判断架空输电线路是否达到竣工验收要求。基于三维激光点云全面提取输电线路沿线的交叉跨越信息，形成线路交叉跨越表，同时提供交叉跨越位置的平面图与断面图。大载重无人机牵放导引绳，辅助施工。大载重无人机协助运载材料供给高空作业人员。线路验收线路施工3、无人机在检修业务中的应用三带电检修带电作业现场勘查，可反复精准测算安全距离，帮助制定带电作业方案，提升带电作业安全性线路设计辅助电力三维设计，极大提升设计效率，降低施工时的变更。施工验收无人机高空运输，结合激光雷达、可见光设备进行的基建验收等。线路运维可见光、红外精细化巡检，通道激光扫描、通道可见光扫描、全景采集等。

带电作业现场，精准测算安全距离，辅助制定带电作业方案，远程指挥等。带电检修无人机全业务应用体系建设三

经过逐步