隨著南方電網(wǎng)和國(guó)家電網(wǎng)對(duì)于無(wú)人機(jī)巡線的大力推廣，一個(gè)以“機(jī)巡為主，人巡為輔”的線路運(yùn)維模式正在全面形成。

  節(jié)省人工成本、提供安全系數(shù)和效率，是無(wú)人機(jī)巡線將逐步代替人工的必然邏輯。

  這個(gè)“邏輯”隨著南方電網(wǎng)和國(guó)家電網(wǎng)在無(wú)人機(jī)電力巡線上的不斷嘗試而日漸豐滿。在輸電線路早已穩(wěn)居世界第一的中國(guó)，無(wú)人機(jī)的增量作用早已從添磚加瓦演化成了中流砥柱。

  無(wú)人機(jī)行業(yè)應(yīng)用里，電力巡線言笑晏晏，朝著“爆款”的方向，大步流星而去。

電力巡檢無(wú)人機(jī)

  無(wú)人機(jī)巡線何以崛起

  我國(guó)電力行業(yè)長(zhǎng)期依賴人工進(jìn)行線路巡檢的作業(yè)模式，如今顯然已越來(lái)越不適應(yīng)電力行業(yè)發(fā)展的需要。

  根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在傳統(tǒng)的人工巡檢場(chǎng)景，每100公里的輸電線路巡檢大致需要160個(gè)工時(shí)，這個(gè)數(shù)據(jù)意味著，如果想在一個(gè)工作日內(nèi)完成100公里的線路巡檢，需要的線路巡檢人員是至少20位，效率之低下顯而易見。并且，在巡檢人員對(duì)電線桿、高壓導(dǎo)線、刀閘、鐵塔、絕緣子、變壓器等進(jìn)行巡檢時(shí)，主要以紙質(zhì)形式記錄巡檢結(jié)果，這同時(shí)意味著作業(yè)時(shí)需要攜帶大量的資料，既對(duì)巡線人員的工作強(qiáng)度構(gòu)成影響，同時(shí)也造成了后續(xù)的資料匯總和分析處理相當(dāng)不便。對(duì)于選線人員來(lái)說(shuō)，巡線工作的安全隱患也不容忽視，他們不得不面臨很多高壓輸電線路架設(shè)在崇山峻嶺甚至深山老林等極具風(fēng)險(xiǎn)地域的現(xiàn)實(shí)。

  無(wú)人機(jī)電力巡線正是在這樣的背景下誕生。

  相比傳統(tǒng)電力巡檢方式，它可以在作業(yè)難度較大的崇山峻林和深山老林、江河湖泊之間輕松實(shí)現(xiàn)作業(yè)，不僅更加高效和更加安全，在作業(yè)精度上，也逐漸實(shí)現(xiàn)了跟專業(yè)攝像機(jī)相當(dāng)?shù)木刃Ч?，那些用人工很難發(fā)現(xiàn)的線路受損部分，通過(guò)無(wú)人機(jī)空中巡視，可以清楚地進(jìn)行研判。

  無(wú)人機(jī)電力巡線帶來(lái)的效率究竟有多高？

  有測(cè)算顯示，一架市價(jià)20萬(wàn)到100萬(wàn)左右的電力巡檢無(wú)人機(jī)，每天可以完成的工作量，與上百工人的工作量相當(dāng)，10多個(gè)電力工作者需要一整天才能修好的鐵塔，無(wú)人機(jī)一小時(shí)就可以搞定。這意味著，無(wú)人機(jī)巡線可以極大地節(jié)省人工成本。

  無(wú)人機(jī)電力巡線，早期曾有直升機(jī)和飛艇的身影，但直升機(jī)很難靠目標(biāo)太近，導(dǎo)致巡線的精準(zhǔn)性不足，且其價(jià)格相對(duì)高昂。多旋翼正是在這樣的現(xiàn)實(shí)面前崛起，之后在電力巡線領(lǐng)域大行其道，其便攜性的優(yōu)點(diǎn)，與可以更靈活地靠近巡檢目標(biāo)得到的高質(zhì)量效果，以及相對(duì)低廉的價(jià)格，成為多旋翼受歡迎的重要原因。

  根據(jù)宇辰網(wǎng)編撰的《中國(guó)民用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)分析及前景預(yù)測(cè)》：2009年，國(guó)家電網(wǎng)公司正式立項(xiàng)研制無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)，到2012年底，其“高海拔地區(qū)無(wú)人機(jī)巡檢適應(yīng)性研究”團(tuán)隊(duì)歷時(shí)一個(gè)月，實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)最高海拔的飛行測(cè)試。2013年3月，國(guó)家電網(wǎng)確立直升機(jī)、無(wú)人機(jī)和人工協(xié)同的巡檢模式，并在包括山東、山西、四川、重慶、浙江、福建等地進(jìn)行試點(diǎn)。

  南方電網(wǎng)也在2009年提出“無(wú)人機(jī)巡線”的設(shè)想，該“創(chuàng)意”來(lái)自普洱供電局輸電所。2014年，南方電網(wǎng)首家輸電線路直升機(jī)巡視作業(yè)中心成立，各個(gè)子公司迅速開展無(wú)人機(jī)作業(yè)的嘗試。

  經(jīng)過(guò)幾年的探索，無(wú)人機(jī)已經(jīng)在電力巡檢、故障處置以及電網(wǎng)建設(shè)放線等領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

  運(yùn)維模式“機(jī)巡為主、人巡為輔”

  在實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)電力巡線方面，發(fā)展最好的莫過(guò)于南方電網(wǎng)。

  據(jù)大疆內(nèi)部人士透露，早在精靈3出來(lái)之時(shí)，就被對(duì)方拿去做實(shí)驗(yàn)，“2016年我們開始正式跟他們談怎么做解決方案，之前基本上被動(dòng)居多，這時(shí)候?qū)Ψ绞潜粍?dòng)變主動(dòng)。”這位內(nèi)部人士表示，在電力巡線領(lǐng)域，大疆無(wú)人機(jī)的增長(zhǎng)速度，每年達(dá)80%到100%，而搭載了大疆專業(yè)級(jí)A3 Pro飛行控制系統(tǒng)，以及配備了三套IMU和GNSS模塊，配合軟件解析余度可實(shí)現(xiàn)6路冗余導(dǎo)航系統(tǒng)的經(jīng)緯M600 Pro被認(rèn)為是在電力巡線領(lǐng)域應(yīng)用較多的大疆無(wú)人機(jī)，該機(jī)可選配高精度D-RTK GNSS，大幅提升飛行可靠性，提供厘米級(jí)的定位精度，同時(shí)有效消除磁干擾。

電力巡檢無(wú)人機(jī)

  “南方電網(wǎng)比國(guó)家電網(wǎng)跑得快的原因主要是天高皇帝遠(yuǎn)”，這位內(nèi)部人士表示。在2016年南方電網(wǎng)表達(dá)要開始推進(jìn)后，2017年已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了很大的提升，今年南方電網(wǎng)無(wú)人機(jī)巡線基本上已全面推開，南方電網(wǎng)也成為國(guó)內(nèi)電力巡線發(fā)展最快也是目前電力巡線最突出的公司。南方電網(wǎng)在回應(yīng)相關(guān)情況時(shí)透露，2015年，該公司在廣東組建了全國(guó)首個(gè)機(jī)巡專業(yè)機(jī)構(gòu)——廣東電網(wǎng)公司機(jī)巡作業(yè)中心，打造機(jī)巡作業(yè)示范基地。“短短3年時(shí)間，廣東電網(wǎng)公司無(wú)人機(jī)年巡視規(guī)模從2000千米提高到8萬(wàn)千米，實(shí)現(xiàn)‘白天+夜間’全時(shí)段巡視，電力線路巡視由傳統(tǒng)人巡的4千米/人日提升至14.5千米/人日，效率提升了2.6倍。”其巡線作業(yè)中心數(shù)據(jù)分析部相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，通過(guò)無(wú)人機(jī)智能作業(yè)，每天會(huì)產(chǎn)生2T的數(shù)據(jù)，由100多臺(tái)服務(wù)器構(gòu)建成的私有云處理分析，多維度評(píng)估預(yù)測(cè)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)。而“在機(jī)巡過(guò)程中，會(huì)輸出可見光、紅外影像、高精度位置信息等數(shù)據(jù)，完成大數(shù)據(jù)積累。”據(jù)了解，目前廣東電網(wǎng)公司機(jī)巡中心已建成4.5萬(wàn)千米、覆蓋主網(wǎng)68%的輸電數(shù)字化通道，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電設(shè)備和通道環(huán)境全方位巡視數(shù)據(jù)記錄和三維模型采集，預(yù)計(jì)今年機(jī)巡可產(chǎn)出數(shù)據(jù)將達(dá)到0.7PB。

  與此同時(shí)，國(guó)家電網(wǎng)公司也已將無(wú)人機(jī)巡檢作業(yè)納入輸電線路精益化考核指標(biāo)中。

  截至2017年年底，公司系統(tǒng)各單位共配有各類型無(wú)人機(jī)1800余架，2017年度無(wú)人機(jī)累計(jì)巡檢桿塔超過(guò)21萬(wàn)基，累計(jì)發(fā)現(xiàn)缺陷超過(guò)5萬(wàn)余處。其中，“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(jí)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(wú)人機(jī)開展線路巡檢，在G20峰會(huì)、金磚會(huì)議、全運(yùn)會(huì)和黨的十九大保電工作中發(fā)揮了突出作用，無(wú)人機(jī)巡檢已成為輸電線路運(yùn)維不可或缺的手段。”

  隨著南方電網(wǎng)和國(guó)家電網(wǎng)對(duì)于無(wú)人機(jī)巡線的大力推廣，一個(gè)以“機(jī)巡為主，人巡為輔”的線路運(yùn)維模式正在全面形成。

  未來(lái)將實(shí)現(xiàn)智能化線路運(yùn)行管控

  目前，在有關(guān)電力巡線的無(wú)人機(jī)生產(chǎn)企業(yè)方面，既有像易瓦特、臻迪、中飛艾維、科比特這樣的國(guó)內(nèi)廠家，國(guó)外也有像德國(guó)microdrones、法國(guó)Delair-Tech等企業(yè)。我國(guó)目前已經(jīng)建成了六大跨省區(qū)的電網(wǎng)，分別是南方、西北、華東、華中、華北和東北，到2020年，中國(guó)輸電線路總里程將達(dá)到159萬(wàn)公里以上，占世界近一半的里程數(shù)，這意味著電力巡線的市場(chǎng)前景十分廣闊。

  實(shí)現(xiàn)電力巡線的規(guī)范化，是發(fā)展電力巡線無(wú)法繞開的話題。

電力巡檢無(wú)人機(jī)

  2013年，中國(guó)民用航空局(CAAC)下發(fā)《民用無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)駕駛員管理暫行規(guī)定》，為無(wú)人機(jī)規(guī)范管理邁出了第一步。為進(jìn)一步規(guī)范電力巡檢，國(guó)家電網(wǎng)發(fā)布了Q/GDW 11383-2015《架空輸電線路無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)配置導(dǎo)則》、南方電網(wǎng)也發(fā)布了《架空輸電線路機(jī)巡光電吊艙技術(shù)規(guī)范（試行）》、中電聯(lián)則發(fā)布了DL/T 1482-2015《架空輸電線路無(wú)人機(jī)巡檢作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則》，對(duì)無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)及光電吊艙進(jìn)行規(guī)范。

  需要指出的是，盡管有關(guān)無(wú)人機(jī)巡線的發(fā)展勢(shì)頭迅猛，但其在作業(yè)過(guò)程中，避障技術(shù)依然有待完善，有關(guān)無(wú)人機(jī)的續(xù)航問(wèn)題，也需要得到解決，尤其是在大面積巡檢之時(shí)，而飛手的短缺也毫無(wú)疑問(wèn)是很棘手的問(wèn)題。根據(jù)國(guó)家法律法規(guī)和相關(guān)政策，來(lái)推進(jìn)無(wú)人機(jī)基礎(chǔ)技能的培訓(xùn)工作，是合法合規(guī)開展無(wú)人機(jī)巡檢作業(yè)的基礎(chǔ)工作，當(dāng)然，也只有立足電網(wǎng)巡檢去深化無(wú)人機(jī)技能培訓(xùn)，也才能切實(shí)提高巡檢人員技能水平。

  然而，要不斷適應(yīng)未來(lái)的發(fā)展，無(wú)人機(jī)巡線也需要與其他技術(shù)相結(jié)合。

  根據(jù)業(yè)內(nèi)報(bào)道顯示，今年7月31日，南方電網(wǎng)公司一架多旋翼無(wú)人機(jī)穿梭在佛山110千伏三洲變電站到110千伏興良變電站之間，在系統(tǒng)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)“站到站”的自動(dòng)高精度繞塔巡視。這個(gè)5公里空中自動(dòng)駕駛的成功完成，“標(biāo)志著南方電網(wǎng)公司基于北斗高精度定位和電網(wǎng)數(shù)字化通道大數(shù)據(jù)積累形成的無(wú)人機(jī)自動(dòng)駕駛技術(shù)體系日臻成熟。”相關(guān)負(fù)責(zé)人在談到無(wú)人機(jī)巡線時(shí)表示，“無(wú)人機(jī)在太陽(yáng)能、風(fēng)電、微網(wǎng)園區(qū)、通信鐵塔等與電網(wǎng)運(yùn)維相似的設(shè)備運(yùn)行管理業(yè)務(wù)上，應(yīng)用潛力十分巨大。”

  據(jù)了解，今年以來(lái)，南方電網(wǎng)已印發(fā)了《南方電網(wǎng)公司新技術(shù)推廣應(yīng)用管理規(guī)定》及新技術(shù)應(yīng)用指南等一系列文件，“持續(xù)加大智能技術(shù)在生產(chǎn)領(lǐng)域的深度融合，加快應(yīng)用‘云大物移智’等前沿技術(shù)，著力打造數(shù)字南網(wǎng)、智慧南網(wǎng)。”南方電網(wǎng)公司計(jì)劃在2018年完成直升機(jī)巡視不少于17萬(wàn)千米、無(wú)人機(jī)巡視不少于20萬(wàn)千米，多旋翼無(wú)人機(jī)將全面配置到一線班組。

  有關(guān)人士介紹說(shuō)，在成功研發(fā)了無(wú)人機(jī)自動(dòng)駕駛技術(shù)配套軟、硬件設(shè)備，全體系實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)充電及航線自動(dòng)規(guī)劃、自動(dòng)巡視、自動(dòng)分析缺陷等功能后，南方電網(wǎng)將探索機(jī)載人工智能自動(dòng)駕駛技術(shù)，推進(jìn)人工智能與無(wú)人機(jī)的深度融合。未來(lái)，電網(wǎng)巡線將結(jié)合新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)滾動(dòng)更新巡視及檢修作業(yè)模式，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、智能化線路運(yùn)行管控。