引言
无人机在电力系统中的应用已趋于普遍,尤其在输电线路巡视方面更是极大地提高了作业的效率和质量。目前,国内利用无人机进行可见光巡视的技术逐渐成熟,其大致流程分为:到达塔位、飞行巡视、图片传输和数据处理。虽然步骤不多,但各个阶段之间相互独立,并未形成一套完整的巡检体系。基于此问题,国内众多科研及应用单位开展了相关研究。
1移动巡检APP设计原理
移动巡检APP按照企业架构的设计方法,结合国内外先进架构技术的发展方向,引入信息物理融合理念,在遵从总体信息化策略的基础上,充分应用互联网企业架构理念,改变传统集中式架构模式,打造“移动前端+管控后台”架构模式。以企业核心业务能力为基础,构建企业级共享服务中心,支撑前端应用的灵活创新,并实现核心业务云化,创新应用属地化的柔性应用模式。业务应用基于目前主流的B/S开发架构技术,支持主流中间件,融合主流、成熟的开源软件,如SpringBoot、SpringMVC、Mybatis和Redis等等。采用微服务分布式的开发系统架构,支持多种数据库,如MySQL、Oracle等。使用分层设计,分为service、controller和view层,层次清楚,低耦合,高内聚。严格遵循web安全的规范,前后台双重验证,参数编码传输,密码md5加密存储,shiro权限验证,从根本上避免了SQL注入、XSS攻击和CSRF攻击等常见的web攻击手段。技术实现流程简单,概括为以Springboot2.0和SpringFramework为核心容器,SpringMVC为模型视图控制器,MyBatis为数据访问层,ApacheShiro为权限授权层,Ehcahe对常用数据进行缓存,Activit为工作流引擎。
2无人机电力巡检的优势
相比传统的人工电力巡检方式,应用无人机巡检模式有较多优势:无人机能够垂直起飞及降落,不需要辅助设置,也不需要铺设专门的跑道及机场,可在野外随时起飞降落,便于进行电力巡检工作;无人机的飞行具有较高的精度,能根据工作需求来灵活调整,使巡检更加全面,还可采用多种飞行模式全方面地检查线路,当发现问题能及时将采集的数据信息发送到控制中心,使控制中心对问题线路进行分析,还可采取有效的措施避免故障问题的发生。无人机电力巡检方式还可解决人工巡检方式在复杂地形中难以实现的问题,因此使用的范围比较大。
3无人机技术在架空输电线路通道巡检中的应用
3.1激光雷达探测技术
激光雷达探测技术在实际应用过程中,由于激光具备较强的单色性和相关性特征,所以将其应用在无人机电力线路安全巡检操作步骤中,能发挥出良好的方向定位功能。伴随时代发展,激光技术的使用功能也在不断扩展,因此其在角度检测、距离测量以及长度测量过程中,同样可发挥出较大的应用价值。通常情况下,连续波相位式测距技术与脉冲式测距技术最为常用,同时将无人机电力线路巡检技术与激光雷达技术进行融合,可协助巡检人员在扫描线路走廊内获得精确度更高的激光点云数据,保证高分辨率航空数码影像技术可辅助三维建模工作高精度落实,获得更好的建模效果。
3.2精准扫描
在整个高压输电线路的运行系统当中,不仅存在一些容易观察到的设备,同时也存在着许多微小不易观察到的设备。因此,对于无人机的巡检当中要用精准的扫描仪确保这些微小的设备都能够得到观测和分析。因此,如果想要使无人机巡检在高压线路当中得到更精确的结果,不仅需要使大范围的设备都能够得到检测,同时也要保证一些微小的设备得到扫描分析。在进行大范围的设备检测时可以使用无人机的弧垂检测技术,弧垂测量技术是一种基于无人机技术进行线路的弧垂高度测量的检测系统方式,整个检测系统主要由,数码相机,微波发射器,微波接收器,地面控制中心,计算机操作系统等等组成。在进行无人机巡检的时候,将数码相机和发射器安装到无人机的旋翼当中,并且将这些相机发射器等等与无人机的控制面板相联系,与地面的计算机操作控制系统总部相结合。在地面的控制中心又与无人机上的微波器相联系,这种测量方式在无人机的巡检当中具有很高效的运行效率,而且在节约时间的同时也保证了测量结果的正确性。
3.3无线通讯技术
无人机的遥控测量功能、信息传递功能以及跟踪定位服务功能,三种功能的全面发挥离不开无线通信技术的辅助。为了让无线通讯技术的作用全面发挥,在对无人机的遥控测量工作进行组织落实时,应对几方面进行重视:首先,测量无人机的飞行状态,保证无人机在飞行过程中路线精确、过程稳定;其次,精确测量无人机设备的相关参数,对无人机系统获得数据背后的价值被更深入的开发。还可借助无线电通信技术以及巡检技术对正在运行采集信息的无人机飞行状态进行获取,并通过地面设备对其进行控制,无人机上装载的任务荷载传感器在信息传输过程中发挥着不可替代的作用,能够让地面系统对无人机进行跟踪定位,同时新建技术人员还可及时了解到无人机当前的位置以及任务的完成效果。
3.4场景图像识别设计
增强现实智能巡检的建模阶段,除了与巡检的任务和操作规程相关的巡检流程和判定模型外,另一个关键的模型是设备和仪表等计算机识别图形模型。对线路各巡视点场景(包括杆塔本体、导地线、绝缘子和防震锤等)进行计算机识别图形建模,形成N个标准的训练图像(N为操作建模的训练图像数量)。在操作过程中,巡视人员根据AR智能眼镜提示在相应位置采集场景图像,然后将此场景实际图像与N个训练图像进行匹配,得到与当前查询图像场景吻合的训练图像。
3.5检修管理
对供电线路的检修中首先要对控制程序进行检修,通过对子程序的综合管理来收集信息,最终形成事故检修、改进检修、计划检修和状态检修四个检修状态。对供电线路进行定期的评估和检修,按照年计划进行检修,评估线路在检修前和检修后的参数变化,根据评估结果数据总结经验,为新的检修方案提供有效参考,同时检修部门应当根据检修质量的具体标准定期展开线路的日常检修活动,接受有关部门的随时监督,保障检修工作能够有效地落实;最终对线路的检修结果进行分析和研究,进行技术总结,对线路的状态进行实时监控,定期对线路进行巡检。
结束语
综上,无人机跟踪定位系统相关功能的有效开发,能够让巡检技术操作人员随时随地掌握无人机飞行的位置以及飞行过程中产生的路线,保证无人机飞行工作状态得到有效监控,并维护其飞行过程的稳定。
参考文献
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