摘要：本文首先介绍了无人机线路巡视的基本设计思路，然后根据设计思路完成了系统设计和实现。然后对无人机在输电线路巡视过程中的优势和未来进行了展望。
关键词：无人机；输电线路；巡视
1 引言
长途通信干线的线路维护是比较困难的一件事，由于线路经常翻山越岭，线路经常被各种原因破坏，冰凌火灾大风等自然因素的影响是一方面的原因，盗割、破土、施工或者被大车挂断的情况也是另外一方面的原因。传统的线路巡查只能依赖于乘车或者徒步的方式对线路的状况进行检查，不仅效率低下而且周期较长。传统的线路抢修是等到线路中断后通过对断点定位后再组织对线路进行修复，如何在线路被破坏之前就发现并积极干预是近年来研究的关键问题[1-2]。
2 无人机线路巡查思路
现代社会的用电量越来越多，这几年来，输电网规模以及设备都越来越多，人们对于输电线路的稳定性以及安全性也有了更高的要求，因为其线路是否安全、稳定，不单止影响到个人、家庭，还会影响企业和社会的效益。因此，要进一步降低安全隐患，提高稳定性能，必然要以预防为主，对输电线路的运行加强巡视工作，并注意经验的总结、案例的借鉴以及引入先进的技术以便得到高效的巡视。特别在目前，我国还有很多线路的位置非常特殊，条件恶劣，且极容易受自然或人为因素的影响，相关的导线、金具等材料很容易断股、过热等，若还是由工作人员来负责巡视，不单止工作量大、困难，而且成本非常高，安全风险也大，而且效率也不高。此时便引用到了无人机，无人机相对于人工巡视具有更大的优势，能有效地提升巡检的实际效率和质量，降低成本和难度，省时省力。因此，应当加大并推广无人机在输电线路的巡视，同时还要根据现实应用中所遇到的困境加以分析并不断研发新技术，以便更好地发挥无人机的优势。无人机本身支持航点飞行，即先在地图上选点，无人机会沿着选定的点飞行。利用GPs坐标沿着通信固定线路的走向进行地图选点后，由无人机每天定期对该线路进行图像巡查，拍下沿途的图像，通过对图像进行人工判读，这样就能提前发现线路两侧的任何可能危及线路安全的行为。这样需要的时间短，效率高，每天可以进行一次甚至可以多次巡查，及时发现各种情况。
结合其他成熟技术，例如在通信线路上加上RFID标签，无人机巡线方案可以做得更加精确，实现电子巡更。
考虑到目前无人机的续航能力有限，可以在线路上固定位置加上无线充电设施，无人机飞行到这些无线充电桩附近就能自动悬停或者停靠，对内置电池进行充电，这样就能对较长距离的线路进行巡查了。
对于已经出现断点的线路，可以借助于无人机对重点区域反复巡查的方式进行断点寻找，缩短处理故障的时间。有了这样的思路，具体到系统功能实现上还是有很多细节需要落实的。
3 系统设计与实现
1．确定载荷。需要维护的线路长度和巡查的方式，决定了无人机载荷的大小。线路越长，无人机需要的续航半径越大，对应需要的电池仓位也就越大。巡查方式可以是图像或者视频采集，不同的采集方式决定了负载设备的类型同时决定了其重量。如果需要实时的视频或者图像传输，或者需要加入电子巡更系统，增加的功能需求必然导致载荷重量的增加。
2．确定线路坐标。为了提高巡查的准确性，首次确定通信线路坐标的时候最好通过车辆或者徒步的方式沿着通信线路的路由实地采集一次完整的线路路由GPs坐标，将这些采集到的坐标输入到无人机中，这样无人机才能根据设置的线路进行巡查。
3．设计巡航模式。巡航模式取决于无人机是固定翼无人机、多轴无人机还是单旋翼直升无人机踊。不同的无人机的操控和飞行原理都不太一样，因此也就对应了不同的巡航模式。固定翼无人机飞行速度较快，适合于较高高度的巡航，不适合地形变化较大的线路，适用于配备高解析度相机的图像采集；多轴无人机和单旋翼直升无人机虽然飞行速度相对较慢，但比较灵活，还能够在空中悬停，适合于贴近线路巡航，适用于线路沿途的视频采集或者电子巡更。
4. 四旋翼无人机主要技术指标
四旋翼无人机主要技术指标如表1所示。
表1 四旋翼无人机主要技术指标
4 关于输电线路无人直升机巡视优势和未来展望
无人机在输电线路巡视中具有重要的作用，这主要表现在：
（一）减少巡检成本并提高巡视质量
目前存在着很多线路巡视条件不满足，因此常常需要高空架线等来进行辅助，对于各种设备的要求也高，造成的巡检费用也高，而无人机便能有效地解决这个问题。另外，在输电线路中应用无人机，还可以有效地大大提高巡视的质量。无人机可以解决线路巡视不到位的问题，对于那些利用传统人工巡视不到的、或者难以巡视的，都能快速地找到准则的巡视点来进行良好的巡视。另外，无人机还能弥补由于人为性的统计错误，进一步降低了巡视人员由于主观原因造成的一些失误、误差以及在巡视这些线路时的安全隐患。
（二）保证巡视人员的人身安全
输电线路的检查难免会存在一些大小不同的风险，这也是人们最为看重的一点——安全。而无人机相对于传统人工巡视，能更大程度地保证人员的人身安全。无人机，即无人直升机，则其并不是人直接去巡视的，而是依靠远程的遥控来控制无人直升机，使之完成相应的任务，而有人直升机，是人直接去巡视，由人来驾驶直升机来完成任务的，但是天气是变化无常的，直升机易受这些不良因素的影响，安全隐患是非常大，不管是起飞、降落还是飞行的速度，这对于驾驶人员来说，都具有直接性的威胁的，会造成直接性的人身伤害。而无人机利用远程遥控来解决，在降低成本减少时间的同时，大大保证了巡视人员的人身安全，是值得大力应用的。
无人机应用于巡检输电线路的范围目前正在逐步扩大，也开始对无人机进行相应的控制、管理以及改进的相应措施，特别在作业于一些输电线路巡视条件较为困难的地方。也有更多的研发人员参入其中，以期通过利用地面航模机操作无人机技术，来真正地实现智能化的全景操作，进一步全方位多角度地获取目标信息，保障相应的影像图片等的清晰度，使之相关的工作人员可以更为准确地去判断该输电线路的实际情况，也会更为进一步地降低输电线路巡视的成本、优化内部结构和功能等。
参考文献
[1] 林韩，林朝晖，汤明文，等. 电力输电线路无人直升机巡视的应用[J]. 华东电力，2011（10）：1657-1660
[2] 李国英，我国无人直升机电力作业的现状与发展[J]，电路探析，2014.12（5）：21-23
论文作者:张艳
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/10/1
标签：无人机论文; 线路论文; 直升机论文; 图像论文; 方式论文; 人员论文; 载荷论文; 《基层建设》2018年第26期论文;