安裝20個(gè)機(jī)巢，巡檢范圍覆蓋153條輸電線路、18座變電站和200余條配電線路……江蘇南京供電公司試點(diǎn)建設(shè)無人機(jī)智能巡檢示范區(qū)，構(gòu)建無人機(jī)自主巡檢新模式——
8月6日，江蘇南京市江寧區(qū)220千伏莊紅線線路通道內(nèi)，一架無人機(jī)按照預(yù)設(shè)航跡自主巡檢，同時(shí)將拍攝的圖像和采集的數(shù)據(jù)傳回指揮中心。無人機(jī)完成線路巡檢任務(wù)后返回機(jī)巢，自動(dòng)啟動(dòng)充電程序，為下一次巡檢做好準(zhǔn)備。
江寧區(qū)是南京供電公司試點(diǎn)建設(shè)的無人機(jī)智能巡檢示范區(qū)。該公司在重要點(diǎn)位安裝20個(gè)無人機(jī)機(jī)巢，使無人機(jī)巡檢范圍覆蓋1600千米輸電通道，實(shí)現(xiàn)18座110千伏和35千伏變電站無人機(jī)智能巡檢全覆蓋，還迭代升級(jí)輸電無人機(jī)巡檢微應(yīng)用，使無人機(jī)自主巡檢數(shù)據(jù)自動(dòng)流轉(zhuǎn)，進(jìn)一步提高巡檢工作效率。
智能規(guī)劃航線，確定機(jī)巢點(diǎn)位
2024年1月，南京供電公司實(shí)施輸變電專業(yè)區(qū)（縣）供電公司屬地化管理，成立了各區(qū)（縣）供電公司設(shè)備管理部。此前，江寧區(qū)35～220千伏線路運(yùn)檢工作由南京供電公司3個(gè)輸電運(yùn)檢班組19人負(fù)責(zé)。輸變電專業(yè)屬地化管理后，這些工作由新成立的江寧區(qū)供電公司輸電運(yùn)檢班7名成員負(fù)責(zé)。
“以前巡檢受距離、環(huán)境等因素限制，每人每天最多巡檢10千米。巡檢山區(qū)的線路，有時(shí)往返就得兩個(gè)小時(shí)。”江寧區(qū)供電公司設(shè)備管理部副主任朱吉權(quán)說。
缺人手、效率低，傳統(tǒng)巡檢模式已難以滿足工作需求。2024年5月起，南京供電公司在江寧區(qū)試點(diǎn)建設(shè)無人機(jī)智能巡檢示范區(qū)。江寧區(qū)區(qū)域內(nèi)平原與丘陵相間，再加上高樓遮擋等因素，無人機(jī)航線規(guī)劃、數(shù)據(jù)傳輸?shù)瘸闪耸痉秴^(qū)建設(shè)的重點(diǎn)。
南京供電公司組建無人機(jī)智能巡檢技術(shù)團(tuán)隊(duì)，逐一攻克示范區(qū)建設(shè)面臨的問題。技術(shù)團(tuán)隊(duì)與設(shè)備廠商反復(fù)推敲打磨方案，采用4G雙鏈路控制等技術(shù)，降低傳輸延遲，確保無人機(jī)與基站間圖像和數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。針對(duì)航線規(guī)劃難題，技術(shù)團(tuán)隊(duì)采集輸電桿塔、變電設(shè)備的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，搭建三維模型并內(nèi)嵌在無人機(jī)上，就像給飛機(jī)裝上了導(dǎo)航系統(tǒng)，支撐飛行航跡規(guī)劃、拍照位置定點(diǎn)等工作精準(zhǔn)完成。
在此基礎(chǔ)上，技術(shù)團(tuán)隊(duì)分析輸電通道三維數(shù)據(jù)，開發(fā)了智能航線規(guī)劃系統(tǒng)，使無人機(jī)航線規(guī)劃速度達(dá)到35基/天。技術(shù)團(tuán)隊(duì)還給無人機(jī)機(jī)體搭載智能避障系統(tǒng)，使無人機(jī)能自動(dòng)規(guī)避建筑物、通信塔等障礙物，實(shí)現(xiàn)多航線疊加調(diào)度，確保無人機(jī)不穿越變電站設(shè)備區(qū)，不遺漏任何一處巡檢點(diǎn)位。
無人機(jī)機(jī)巢選點(diǎn)既要避開禁飛區(qū)，又要能覆蓋最大范圍，是技術(shù)團(tuán)隊(duì)攻關(guān)的另一個(gè)重點(diǎn)。為了合理建設(shè)機(jī)巢，技術(shù)團(tuán)隊(duì)依托“電網(wǎng)一張圖”確定設(shè)備密集區(qū)域，反復(fù)對(duì)比選取建設(shè)點(diǎn)位，查看現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、試驗(yàn)信號(hào)強(qiáng)度，并聯(lián)系相關(guān)專業(yè)人員勘查現(xiàn)場(chǎng)電路、網(wǎng)線走向等，用3個(gè)月時(shí)間確定了20座變電站的屋頂作為機(jī)巢建設(shè)點(diǎn)。至此，無人機(jī)智能巡檢示范區(qū)初具雛形。
示范區(qū)正式運(yùn)行，巡檢更快更精細(xì)
2024年8月，110千伏望遠(yuǎn)變電站無人機(jī)機(jī)巢等首批7個(gè)機(jī)巢安裝完成。為了確保機(jī)巢盡早投入使用，技術(shù)團(tuán)隊(duì)加快開展實(shí)用化驗(yàn)證。“實(shí)用化驗(yàn)證需要我們現(xiàn)場(chǎng)操控?zé)o人機(jī)對(duì)所有飛行軌跡進(jìn)行摸排和測(cè)試，利用激光點(diǎn)云技術(shù)驗(yàn)證巡檢軌跡。就像是掃地機(jī)器人第一次啟動(dòng)，要先‘掃描’家里的環(huán)境一樣，我們要確保無人機(jī)能認(rèn)得所有巡檢軌跡。”江寧區(qū)供電公司輸電運(yùn)檢班員工張清鑫介紹，每個(gè)機(jī)巢的測(cè)試平均要用17天時(shí)間。
硬件具備了，軟件也要跟上。技術(shù)團(tuán)隊(duì)迭代升級(jí)原有的輸電無人機(jī)微應(yīng)用，多次開展需求分析與討論，結(jié)合日常巡檢需要進(jìn)一步優(yōu)化飛行需求提報(bào)、飛行過程監(jiān)督、圖片算法處理、缺陷隱患標(biāo)注、歷史圖片對(duì)比等業(yè)務(wù)流程，并上線了一批新功能。
2024年年底，20個(gè)無人機(jī)機(jī)巢全部投入使用并完成實(shí)用化驗(yàn)證。技術(shù)團(tuán)隊(duì)還完成了輸電無人機(jī)巡檢微應(yīng)用與相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)貫通等工作，使無人機(jī)自主巡檢傳回的圖像和數(shù)據(jù)可以自動(dòng)流轉(zhuǎn)，相關(guān)工作流程用時(shí)減少三分之二。
“以前，無人機(jī)巡檢傳回的圖像和數(shù)據(jù)需要我們手動(dòng)填報(bào)維護(hù)，數(shù)據(jù)量大的時(shí)候難免出現(xiàn)差錯(cuò)。現(xiàn)在，無人機(jī)自主巡檢實(shí)現(xiàn)了缺陷識(shí)別、派單、處理全閉環(huán)，工作質(zhì)效大幅提升。”江寧區(qū)供電公司輸電運(yùn)檢班員工張麗強(qiáng)說。
今年1月，江寧無人機(jī)智能巡檢示范區(qū)正式投入實(shí)用化運(yùn)行，目前覆蓋153條輸電線路、18座變電站和216條配電線路。
應(yīng)用場(chǎng)景持續(xù)拓展，自主巡檢效率高
今年春節(jié)特巡是無人機(jī)智能巡檢示范區(qū)建成后面臨的第一次大考。春節(jié)假期期間，江寧區(qū)供電公司輸電運(yùn)檢班副班長(zhǎng)周暉和班組成員張清鑫負(fù)責(zé)值守保障。
在無人機(jī)指揮大廳，周暉和張清鑫操控?zé)o人機(jī)自主完成47項(xiàng)巡檢任務(wù)，巡檢輸電桿塔582基，涉及22條重要保電線路，順利完成保電任務(wù)。“前些年，假期值守需要全員去現(xiàn)場(chǎng)操控?zé)o人機(jī)巡線。現(xiàn)在可以遠(yuǎn)程控制無人機(jī)巡檢，我們?cè)谥笓]大廳的平臺(tái)上就能實(shí)時(shí)查看線路設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。”周暉說。
1月以來，南京供電公司無人機(jī)自主巡檢已覆蓋通道快巡、精益化巡檢、紅外巡檢、變電站巡檢4類應(yīng)用場(chǎng)景，累計(jì)飛巡里程超過6100千米，目前已在示范區(qū)內(nèi)完成14輪220千伏線路與7輪110千伏及以下線路的通道快巡，以及1輪桿塔精益化巡檢及紅外測(cè)溫工作。相較于傳統(tǒng)的無人機(jī)巡檢方式，無人機(jī)自主巡檢隱患識(shí)別率提升28個(gè)百分點(diǎn)，輸電故障類自主識(shí)別準(zhǔn)確性達(dá)90%，且巡檢效率提升75%。
依托無人機(jī)智能巡檢示范區(qū)的打造經(jīng)驗(yàn)，南京供電公司在全市推廣建設(shè)無人機(jī)自主巡檢場(chǎng)景。目前，該公司已實(shí)現(xiàn)10座戶外變電站“5+1”（5條可見光航跡+1條紅外普測(cè)航跡）無人機(jī)智能巡檢全覆蓋，并完成新的9個(gè)無人機(jī)機(jī)巢的選址建設(shè)，進(jìn)一步擴(kuò)大無人機(jī)智能巡檢應(yīng)用范圍。
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