解析無人機在電網(wǎng)企業(yè)中的巡檢技術(shù)應(yīng)用及前景展望

無人機巡檢作為一種使用可見光及紅外熱像儀等巡檢設(shè)備對輸電線路進行巡視檢查的全新巡檢技術(shù)，與人工巡檢相比具有許多優(yōu)點。下一步，應(yīng)全面推廣無人機作業(yè)核心技術(shù)，加快復合型運檢人員培育，推動人工智能技術(shù)在無人機領(lǐng)域的融合應(yīng)用。

無人機巡檢已成為不可或缺的線路運維手段

對輸電線路進行定期巡視檢查，隨時掌握和了解輸電線路的運行情況以及線路周圍環(huán)境和線路保護區(qū)的變化情況，是供電企業(yè)一項繁重的日常工作。人工巡檢是一種傳統(tǒng)的巡檢方式，也是目前輸電線路巡檢的主要方式。由于輸電線路走廊地形環(huán)境復雜，在一些條件惡劣如跨江跨河或高山峻嶺地區(qū)，沿線部分區(qū)段幾乎沒有巡視道路，這種巡檢方式勞動強度大、工作條件艱苦，輸電線路的運行情況得不到及時反饋。

無人機巡檢作為一種使用可見光及紅外熱像儀等巡檢設(shè)備對輸電線路進行巡視檢查的全新巡檢技術(shù)，具有迅速快捷、工作效率高、不受地域影響、巡檢質(zhì)量高、安全性高等優(yōu)點。據(jù)統(tǒng)計，運用無人機進行缺陷識別，桿塔瓶口及以上位置、人工難以發(fā)現(xiàn)的缺陷占比78.5%。設(shè)備本體巡檢效率和質(zhì)量顯著提高，并且極大降低了勞動強度，提升了巡檢效率，確保了對電力設(shè)備狀態(tài)的運行維護能力。因此，無人機的應(yīng)用是線路巡檢智能化發(fā)展的有效解決方案。

目前，國家電網(wǎng)公司已將無人機巡檢作業(yè)納入輸電線路精益化考核指標中。截至2017年年底，公司系統(tǒng)各單位共配有各類型無人機1800余架,2017年度無人機累計巡檢桿塔超過21萬基，累計發(fā)現(xiàn)缺陷超過5萬余處；按照缺陷位置劃分，以桿塔瓶口及以上位置線路設(shè)備及附屬設(shè)施缺陷為主，占75.8%；按照缺陷等級劃分，以一般缺陷為主，占87.2%；按照缺陷類型劃分，以金具類缺陷為主，占42.7%。公司系統(tǒng)各單位廣泛應(yīng)用無人機開展線路巡檢，在G20峰會、金磚會議、全運會和黨的十九大保電工作中發(fā)揮了突出作用，無人機巡檢已成為輸電線路運維不可或缺的手段。

中國電科院積極為無人機巡檢提供技術(shù)支撐

近年來，中國電科院不斷探索，積極開展技術(shù)攻關(guān)，為公司開展無人機巡檢提供技術(shù)支撐工作，取得豐碩成果。

2013年，《國家電網(wǎng)公司輸電線路直升機、無人機和人工協(xié)同巡檢模式試點工作方案》出臺。在公司統(tǒng)一組織安排下，中國電科院牽頭建立了無人機巡檢技術(shù)標準、試驗研究和檢測、人員培訓和保障等技術(shù)支撐體系，有力支撐了無人機巡檢技術(shù)在公司系統(tǒng)各單位的推廣應(yīng)用。

2015年，中國電科院負責起草的《架空輸電線路無人機巡檢作業(yè)技術(shù)導則》正式發(fā)布，標準規(guī)定了采用無人機對架空輸電線路進行巡檢的巡檢系統(tǒng)、巡檢作業(yè)要求、巡檢前準備、巡檢方式及方法、巡檢內(nèi)容、巡檢資料的整理及移交、異常情況處置等，適用于采用固定翼無人機、旋翼無人機對架空輸電線路進行的巡檢作業(yè)。

在編寫標準的同時，中國電科院還編制了無人機巡檢系統(tǒng)性能檢測方案，自主設(shè)計研制無人機巡檢技術(shù)試驗和研究關(guān)鍵設(shè)備，制定相關(guān)檢測規(guī)范和標準，并依托國家電網(wǎng)公司特高壓交流試驗基地，建立包括巡航性能、巡檢性能、抗電磁干擾、環(huán)境適應(yīng)性等7大類共49小項的完整技術(shù)研究和試驗檢測能力的綜合試驗基地，實現(xiàn)了試驗環(huán)境條件可控、試驗安全風險可控、試驗結(jié)果評價定量化和標準化。

2016年，中國電科院成為國內(nèi)電力行業(yè)第一個具有無人機CNAS/CMA資質(zhì)的檢測機構(gòu)，嚴格按照CNAS/CMA體系要求開展試驗檢測工作，為無人機“統(tǒng)一選型配置、統(tǒng)一招標采購、統(tǒng)一技術(shù)研發(fā)”奠定堅實基礎(chǔ)。目前累計完成50余個型號的無人機型式試驗，共出具性能試驗檢測報告100余份，出具的試驗檢測報告是國家電網(wǎng)公司招標采購無人機的唯一依據(jù)。

在國家電網(wǎng)公司的大力支持下，中國電科院在國網(wǎng)特高壓交流試驗基地，建設(shè)了由實操訓練場地和三維仿真虛擬培訓系統(tǒng)兩部分組成的無人機巡檢人員崗位技能培訓能力。

2017年，中國電科院與中國航協(xié)通航分會在北京簽署合作協(xié)議，聯(lián)合成立“國家電網(wǎng)UTC無人機培訓考試中心”，健全完善無人機培訓和考核標準，實現(xiàn)基礎(chǔ)技能培訓與專業(yè)技能培訓有效對接，全面提升培訓質(zhì)量，推動無人機在電力行業(yè)規(guī)范應(yīng)用,有序規(guī)模發(fā)展。不久前，由國家電網(wǎng)公司主辦，國網(wǎng)湖北電力、中國電科院共同承辦的首屆輸電線路無人機巡檢技能大賽在特高壓交流試驗基地開賽。比賽提升了無人機巡檢隊伍的專業(yè)知識和實際操作技能水平，為各單位線路運維人員創(chuàng)造了更多相互交流學習的機會。

中國電科院針對無人機巡檢業(yè)務(wù)流各個環(huán)節(jié)，研發(fā)了輸電線路無人機巡檢綜合管控系統(tǒng)，初步建設(shè)了值班管控中心和巡檢數(shù)據(jù)應(yīng)用中心。該系統(tǒng)采用國家電網(wǎng)公司、省公司、地市公司三級架構(gòu)，不同的用戶具有不同的操作和管理權(quán)限。同時接入無人機巡檢實時數(shù)據(jù)及空域申報數(shù)據(jù)，可實時展示巡檢全過程和空域預警信息，實現(xiàn)無人機作業(yè)全天候監(jiān)控、作業(yè)管理與現(xiàn)場無縫連接、巡檢數(shù)據(jù)智能化分析、巡檢資源集約化管控和科學調(diào)配等功能。

2017年，中國電科院先后選取國網(wǎng)湖北、山西、江西電力作為推廣應(yīng)用試點，依托現(xiàn)有的無人機巡檢管控系統(tǒng)，建立巡檢應(yīng)用中心，開展無人機巡檢管控系統(tǒng)部署應(yīng)用，完善中國電科院值班中心。

中國電科院與空軍參謀部航空管制局及下屬五大戰(zhàn)區(qū)建立定期協(xié)商機制，促成空軍參謀部航空管制局與國家電網(wǎng)公司簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，為公司系統(tǒng)各單位規(guī)范化使用空域提供管理和技術(shù)保障。2017年11月21日，空參航管局在北京召開國家電網(wǎng)無人機巡檢飛行空域使用協(xié)調(diào)會，東部、南部、西部、北部和中部空軍參謀部航管處，國家電網(wǎng)公司等8家單位參會。這對于保障飛行安全，推動電力行業(yè)無人機規(guī)范、健康發(fā)展具有重要意義。中國電科院將組建專門隊伍、投入專門人員，做好公司無人機巡檢空域管理支撐工作。

無人機在電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)用前景展望

全面推廣無人機作業(yè)核心技術(shù)。實現(xiàn)無人機巡檢100%覆蓋所有輸電線路，輸電線路無人機巡檢管控系統(tǒng)100%覆蓋所有運維單位。持續(xù)完善輸電線路無人機作業(yè)管理和技術(shù)標準體系，完善總部運檢管控系統(tǒng)中無人機子模塊；拓展數(shù)據(jù)應(yīng)用中心容量及功能，結(jié)合新技術(shù)發(fā)展趨勢滾動更新巡視及檢修作業(yè)模式，實現(xiàn)全自動、智能化線路運行管控。

加快復合型運檢人員培育。推動無人機培訓體系不斷完善，一方面根據(jù)國家法律法規(guī)和相關(guān)政策，推進無人機基礎(chǔ)技能培訓工作，為合法合規(guī)開展無人機巡檢作業(yè)奠定基礎(chǔ)；另一方面立足電網(wǎng)巡檢需要，深化無人機崗位技能培訓工作，切實提高巡檢人員綜合技能水平，促進傳統(tǒng)運檢隊伍向復合型運檢隊伍的轉(zhuǎn)變。

推動人工智能技術(shù)在無人機系統(tǒng)領(lǐng)域的融合應(yīng)用。使無人機具備智能控制、整合空域和適應(yīng)環(huán)境的能力，能夠協(xié)同指揮控制、協(xié)同態(tài)勢生成與評估，協(xié)同語意交互，同時利用智能算法對收集的語音、文字和圖像等信息進行智能分析，實現(xiàn)人工智能與無人機的共同發(fā)展。