“當(dāng)前在線無人機(jī)巡檢作業(yè)人員36名，均在適航區(qū)域內(nèi)作業(yè)?！?月17日，國網(wǎng)福建省電力有限公司輸電線路無人機(jī)巡檢作業(yè)人員的狀態(tài)實(shí)時(shí)展示在機(jī)巡作業(yè)管控平臺的全景監(jiān)控大屏上。
福建電網(wǎng)現(xiàn)有35千伏及以上輸電線路52198千米、110千伏及以上變電站1055座，電網(wǎng)規(guī)模逐年增長，對巡檢效率、精細(xì)度的要求也不斷提升。近年來，無人機(jī)因靈活便捷、視野廣闊，在福建電網(wǎng)輸變電巡檢領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
與此同時(shí)，無人機(jī)巡檢中的安全管控、海量數(shù)據(jù)處理等問題也逐步顯現(xiàn)。2021年起，國網(wǎng)福建電力落實(shí)國家電網(wǎng)有限公司無人機(jī)自主巡檢樣板間建設(shè)工作要求，組建無人機(jī)巡檢技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，啟動基于新一代設(shè)備資產(chǎn)精益管理系統(tǒng)（PMS3.0）的機(jī)巡作業(yè)管控平臺研發(fā)工作，利用人工智能算法提高數(shù)據(jù)處理效率，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)自主巡檢規(guī)模化應(yīng)用，提升無人機(jī)數(shù)字化巡檢質(zhì)效。
攻克信號覆蓋難題
推廣無人機(jī)自主巡檢應(yīng)用
2月14日，福州供電公司輸電運(yùn)檢中心員工朱儒強(qiáng)利用無人機(jī)巡檢220千伏榕黎Ⅰ線。他通過遙控端巡檢APP領(lǐng)取班長發(fā)布的作業(yè)任務(wù)，下載航線后一鍵啟動無人機(jī)，無人機(jī)開始自主巡檢。
距離巡檢現(xiàn)場20千米的國網(wǎng)福建電力機(jī)巡作業(yè)室內(nèi)，技術(shù)人員張偉豪正通過機(jī)巡作業(yè)管控平臺實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)督榕黎Ⅰ線現(xiàn)場作業(yè)情況，查看作業(yè)人員動向和無人機(jī)航行軌跡。無人機(jī)自主巡檢作業(yè)任務(wù)10分鐘內(nèi)完成，巡檢圖像遠(yuǎn)程上傳至機(jī)巡作業(yè)管控平臺，并完成圖像自動命名匹配。與此同時(shí)，圖像分析人員對人工智能圖像識別出的1處金具銹蝕缺陷復(fù)審后，通過生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)推送給線路檢修人員。
自2021年開始，國網(wǎng)福建電力無人機(jī)巡檢技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)以解決基層實(shí)際應(yīng)用需求為導(dǎo)向，以實(shí)現(xiàn)無人機(jī)巡檢作業(yè)全過程線上流轉(zhuǎn)為目標(biāo)，推進(jìn)機(jī)巡作業(yè)管控平臺框架搭建、自主巡檢APP及三維航線規(guī)劃軟件研發(fā)、人工智能算法接入等工作。
無人機(jī)自主巡檢高度依賴網(wǎng)絡(luò)載波實(shí)時(shí)動態(tài)定位信號進(jìn)行高精度定位。福建省山地丘陵多，在無網(wǎng)絡(luò)信號的偏遠(yuǎn)山區(qū)，定位問題就成了國網(wǎng)福建電力推廣無人機(jī)自主巡檢的“攔路虎”。
如何解決信號定位問題，推進(jìn)無人機(jī)自主巡檢100%覆蓋呢？“衛(wèi)星通信！現(xiàn)在的北斗短報(bào)文可以發(fā)送短信，能否應(yīng)用衛(wèi)星通信傳輸高精度位置糾偏信息呢？”2021年4月3日，國網(wǎng)福建電力技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)就無人機(jī)信號定位問題開展“頭腦風(fēng)暴”，并提出了解決思路。
圍繞無人機(jī)自主巡檢高精度定位問題，技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)啟動了項(xiàng)目研究。他們與國內(nèi)先進(jìn)定位、勘測廠商交流，設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)備電路程序，研發(fā)了適配不同無人機(jī)機(jī)型的“星地一體”高精度衛(wèi)星接收機(jī)樣機(jī)，并于2021年8月在500千伏笠東線進(jìn)行測試。結(jié)果表明，樣機(jī)可實(shí)現(xiàn)無網(wǎng)絡(luò)信號區(qū)域的無人機(jī)厘米級高精度定位，可讓無人機(jī)擺脫巡檢時(shí)對傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的依賴。隨后，高精度衛(wèi)星接收機(jī)推廣應(yīng)用于無網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋地區(qū)的無人機(jī)自主巡檢作業(yè)。技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了管控平臺網(wǎng)頁版、電腦客戶端、手機(jī)APP端巡檢影像上傳功能，實(shí)現(xiàn)無網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋區(qū)域無人機(jī)巡檢作業(yè)閉環(huán)管理。
應(yīng)用人工智能技術(shù)
提升機(jī)巡數(shù)據(jù)處理效率
隨著信號問題的解決，無人機(jī)得到更廣泛的應(yīng)用，但也產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)。如何高效處理數(shù)據(jù)成為技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)面對的又一難題。
在公司指導(dǎo)下，技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用人工智能缺陷識別技術(shù)，將無人機(jī)自主巡檢采集到的數(shù)據(jù)自動傳輸至機(jī)巡作業(yè)管控平臺人工智能模型，上報(bào)至設(shè)備運(yùn)維精益化管理系統(tǒng)，并推送缺陷信息給運(yùn)維人員，代替了傳統(tǒng)純?nèi)斯徍藬?shù)據(jù)?！盁o人機(jī)巡檢-缺陷分析上報(bào)-聯(lián)動消缺”一氣呵成。
除了普通缺陷識別，技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)還拓展了無人機(jī)自主巡檢缺陷識別的深度，結(jié)合輸電專業(yè)防污閃工作需求，將缺陷識別聚焦到絕緣子的涂層。絕緣子室溫硫化硅橡膠（RTV）涂層具有憎水、抗污閃特性，但近年來因絕緣子RTV涂層漏涂導(dǎo)致的輸電線路污閃故障時(shí)有發(fā)生。2021年7月，經(jīng)過20余次樣本試驗(yàn)、模型優(yōu)化，技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)歷時(shí)3個月研發(fā)了絕緣子RTV涂層缺陷識別模塊，用于排查全省500千伏及以上電壓等級輸電線路絕緣子RTV防污閃涂層漏涂、失效等問題，準(zhǔn)確率高于95%。
在試運(yùn)行一段時(shí)間后，2021年8月25日，機(jī)巡作業(yè)管控平臺正式上線應(yīng)用。2021年，國網(wǎng)福建電力應(yīng)用機(jī)巡作業(yè)管控平臺巡檢桿塔40684基，智能識別機(jī)巡圖像30萬余張，發(fā)現(xiàn)缺陷12007處，單張圖像識別時(shí)間不到5秒。
依托智能機(jī)巢聯(lián)合巡檢
拓展多場景應(yīng)用
1月15日晚，三明供電公司智能運(yùn)檢中心員工曾紹攀在輸電監(jiān)控室，通過機(jī)巡作業(yè)管控平臺發(fā)布變電站自主巡檢任務(wù)。隨即，10千米外的220千伏列西變電站內(nèi)，無人機(jī)機(jī)巢自動展開，一架小型雙光多旋翼無人機(jī)騰空而起，在空中圍繞變電站完成夜巡工作。人工智能紅外圖像分析模塊“智慧夜鷹”分析無人機(jī)巡檢生成的圖像，自動診斷變電站絕緣子污閃、異常發(fā)熱等情況。
如今，“無人機(jī)機(jī)巢+機(jī)巡作業(yè)管控平臺”模式已成為國網(wǎng)福建電力推進(jìn)無人機(jī)自主巡檢的重要手段。
2020年年初，國網(wǎng)福建電力就開始探索利用機(jī)巢、無人機(jī)、大數(shù)據(jù)等，開展無人機(jī)高頻次自主巡檢。當(dāng)年4月，該公司研發(fā)“小型化、高可靠、低成本”新型無人機(jī)機(jī)巢，部署于110千伏及以上變電站的地面和屋頂。經(jīng)過更新迭代，目前這款新型機(jī)巢長寬均小于1米，重約120千克，兼具無人機(jī)存放、充電、起飛降落坪、氣象監(jiān)控、作業(yè)控制等功能。這款新型機(jī)巢通過簡化充電方式、優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，比傳統(tǒng)的機(jī)巢更智能、靈巧、便捷，單個造價(jià)也節(jié)省5萬元以上。
目前，國網(wǎng)福建電力已在7座110千伏及以上變電站部署應(yīng)用“小型化、高可靠、低成本”新型無人機(jī)機(jī)巢，并牽頭編制公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電力全自動無人機(jī)機(jī)場技術(shù)規(guī)范》。
國網(wǎng)福建電力機(jī)巡作業(yè)管控平臺上線以來，累計(jì)迭代升級30余次，接入21項(xiàng)業(yè)務(wù)中臺服務(wù)，有計(jì)劃編制、作業(yè)管理、數(shù)據(jù)分析等87個功能模塊，最高峰可同時(shí)在線監(jiān)控200架無人機(jī)并發(fā)飛行，并實(shí)時(shí)回傳巡檢圖片進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。平臺已100%覆蓋福建電網(wǎng)一線無人機(jī)巡檢班組。
國網(wǎng)福建電力無人機(jī)巡檢技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)挖掘無人機(jī)巡檢多專業(yè)多場景應(yīng)用方式，利用無人機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)督高空作業(yè)，搭載X光射線儀對耐張線夾開展空中數(shù)字射線成像檢測，以及開展災(zāi)前勘察、災(zāi)后災(zāi)損評估等。
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