隨著南方電網(wǎng)和國家電網(wǎng)對于無人機巡線的大力推廣，一個以“機巡為主，人巡為輔”的線路運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，是無人機巡線將逐步代替人工的必然邏輯。
這個“邏輯”隨著南方電網(wǎng)和國家電網(wǎng)在無人機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，無人機的增量作用早已從添磚加瓦演化成了中流砥柱。
無人機行業(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。
電力巡檢無人機
無人機巡線何以崛起
我國電力行業(yè)長期依賴人工進行線路巡檢的作業(yè)模式，如今顯然已越來越不適應(yīng)電力行業(yè)發(fā)展的需要。
根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在傳統(tǒng)的人工巡檢場景，每100公里的輸電線路巡檢大致需要160個工時，這個數(shù)據(jù)意味著，如果想在一個工作日內(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，在巡檢人員對電線桿、高壓導(dǎo)線、刀閘、鐵塔、絕緣子、變壓器等進行巡檢時，主要以紙質(zhì)形式記錄巡檢結(jié)果，這同時意味著作業(yè)時需要攜帶大量的資料，既對巡線人員的工作強度構(gòu)成影響，同時也造成了后續(xù)的資料匯總和分析處理相當不便。對于選線人員來說，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險地域的現(xiàn)實。
無人機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，也逐漸實現(xiàn)了跟專業(yè)攝像機相當?shù)木刃Ч?，那些用人工很難發(fā)現(xiàn)的線路受損部分，通過無人機空中巡視，可以清楚地進行研判。
無人機電力巡線帶來的效率究竟有多高？
有測算顯示，一架市價20萬到100萬左右的電力巡檢無人機，每天可以完成的工作量，與上百工人的工作量相當，10多個電力工作者需要一整天才能修好的鐵塔，無人機一小時就可以搞定。這意味著，無人機巡線可以極大地節(jié)省人工成本。
無人機電力巡線，早期曾有直升機和飛艇的身影，但直升機很難靠目標太近，導(dǎo)致巡線的精準性不足，且其價格相對高昂。多旋翼正是在這樣的現(xiàn)實面前崛起，之后在電力巡線領(lǐng)域大行其道，其便攜性的優(yōu)點，與可以更靈活地靠近巡檢目標得到的高質(zhì)量效果，以及相對低廉的價格，成為多旋翼受歡迎的重要原因。
根據(jù)宇辰網(wǎng)編撰的《中國民用無人機市場分析及前景預(yù)測》：2009年，國家電網(wǎng)公司正式立項研制無人機巡檢系統(tǒng)，到2012年底，其“高海拔地區(qū)無人機巡檢適應(yīng)性研究”團隊歷時一個月，實現(xiàn)了國內(nèi)最高海拔的飛行測試。2013年3月，國家電網(wǎng)確立直升機、無人機和人工協(xié)同的巡檢模式，并在包括山東、山西、四川、重慶、浙江、福建等地進行試點。
南方電網(wǎng)也在2009年提出“無人機巡線”的設(shè)想，該“創(chuàng)意”來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巡視作業(yè)中心成立，各個子公司迅速開展無人機作業(yè)的嘗試。
經(jīng)過幾年的探索，無人機已經(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)揮越來越重要的作用。
運維模式“機巡為主、人巡為輔”
在實現(xiàn)無人機電力巡線方面，發(fā)展最好的莫過于南方電網(wǎng)。
據(jù)大疆內(nèi)部人士透露，早在精靈3出來之時，就被對方拿去做實驗，“2016年我們開始正式跟他們談怎么做解決方案，之前基本上被動居多，這時候?qū)Ψ绞潜粍幼冎鲃印?rdquo;這位內(nèi)部人士表示，在電力巡線領(lǐng)域，大疆無人機的增長速度，每年達80%到100%，而搭載了大疆專業(yè)級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現(xiàn)6路冗余導(dǎo)航系統(tǒng)的經(jīng)緯M600 Pro被認為是在電力巡線領(lǐng)域應(yīng)用較多的大疆無人機，該機可選配高精度D-RTK GNSS，大幅提升飛行可靠性，提供厘米級的定位精度，同時有效消除磁干擾。
電力巡檢無人機
“南方電網(wǎng)比國家電網(wǎng)跑得快的原因主要是天高皇帝遠”，這位內(nèi)部人士表示。在2016年南方電網(wǎng)表達要開始推進后，2017年已經(jīng)實現(xiàn)了很大的提升，今年南方電網(wǎng)無人機巡線基本上已全面推開，南方電網(wǎng)也成為國內(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)情況時透露，2015年，該公司在廣東組建了全國首個機巡專業(yè)機構(gòu)——廣東電網(wǎng)公司機巡作業(yè)中心，打造機巡作業(yè)示范基地。“短短3年時間，廣東電網(wǎng)公司無人機年巡視規(guī)模從2000千米提高到8萬千米，實現(xiàn)‘白天+夜間’全時段巡視，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)負責人表示，通過無人機智能作業(yè)，每天會產(chǎn)生2T的數(shù)據(jù)，由100多臺服務(wù)器構(gòu)建成的私有云處理分析，多維度評估預(yù)測設(shè)備風險。而“在機巡過程中，會輸出可見光、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)公司機巡中心已建成4.5萬千米、覆蓋主網(wǎng)68%的輸電數(shù)字化通道，實現(xiàn)對輸電設(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)計今年機巡可產(chǎn)出數(shù)據(jù)將達到0.7PB。
與此同時，國家電網(wǎng)公司也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。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。”
隨著南方電網(wǎng)和國家電網(wǎng)對于無人機巡線的大力推廣，一個以“機巡為主，人巡為輔”的線路運維模式正在全面形成。
未來將實現(xiàn)智能化線路運行管控
目前，在有關(guān)電力巡線的無人機生產(chǎn)企業(yè)方面，既有像易瓦特、臻迪、中飛艾維、科比特這樣的國內(nèi)廠家，國外也有像德國microdrones、法國Delair-Tech等企業(yè)。我國目前已經(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，中國輸電線路總里程將達到159萬公里以上，占世界近一半的里程數(shù)，這意味著電力巡線的市場前景十分廣闊。
實現(xiàn)電力巡線的規(guī)范化，是發(fā)展電力巡線無法繞開的話題。
電力巡檢無人機
2013年，中國民用航空局(CAAC)下發(fā)《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)駕駛員管理暫行規(guī)定》，為無人機規(guī)范管理邁出了第一步。為進一步規(guī)范電力巡檢，國家電網(wǎng)發(fā)布了Q/GDW 11383-2015《架空輸電線路無人機巡檢系統(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《架空輸電線路無人機巡檢作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則》，對無人機巡檢系統(tǒng)及光電吊艙進行規(guī)范。
需要指出的是，盡管有關(guān)無人機巡線的發(fā)展勢頭迅猛，但其在作業(yè)過程中，避障技術(shù)依然有待完善，有關(guān)無人機的續(xù)航問題，也需要得到解決，尤其是在大面積巡檢之時，而飛手的短缺也毫無疑問是很棘手的問題。根據(jù)國家法律法規(guī)和相關(guān)政策，來推進無人機基礎(chǔ)技能的培訓(xùn)工作，是合法合規(guī)開展無人機巡檢作業(yè)的基礎(chǔ)工作，當然，也只有立足電網(wǎng)巡檢去深化無人機技能培訓(xùn)，也才能切實提高巡檢人員技能水平。
然而，要不斷適應(yīng)未來的發(fā)展，無人機巡線也需要與其他技術(shù)相結(jié)合。
根據(jù)業(yè)內(nèi)報道顯示，今年7月31日，南方電網(wǎng)公司一架多旋翼無人機穿梭在佛山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)首次實現(xiàn)“站到站”的自動高精度繞塔巡視。這個5公里空中自動駕駛的成功完成，“標志著南方電網(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)積累形成的無人機自動駕駛技術(shù)體系日臻成熟。”相關(guān)負責人在談到無人機巡線時表示，“無人機在太陽能、風電、微網(wǎng)園區(qū)、通信鐵塔等與電網(wǎng)運維相似的設(shè)備運行管理業(yè)務(wù)上，應(yīng)用潛力十分巨大。”
據(jù)了解，今年以來，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)公司計劃在2018年完成直升機巡視不少于17萬千米、無人機巡視不少于20萬千米，多旋翼無人機將全面配置到一線班組。
有關(guān)人士介紹說，在成功研發(fā)了無人機自動駕駛技術(shù)配套軟、硬件設(shè)備，全體系實現(xiàn)了自動充電及航線自動規(guī)劃、自動巡視、自動分析缺陷等功能后，南方電網(wǎng)將探索機載人工智能自動駕駛技術(shù)，推進人工智能與無人機的深度融合。未來，電網(wǎng)巡線將結(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。
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