本文通主要介紹無人機新技術(shù)在配網(wǎng)運維中的應(yīng)用。

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配網(wǎng)無人機自動駕駛航線規(guī)劃與自動駕駛精細化巡視

目前，廣東電網(wǎng)公司完成全省15.6萬公里配網(wǎng)10kV架空線路機巡自動駕駛?cè)采w工作，建成全國首個規(guī)模最大的配網(wǎng)機巡自動駕駛?cè)采w省級電網(wǎng)。結(jié)合配網(wǎng)架空線路的實際場景，在全國率先探索出一套低成本、可復(fù)制的配網(wǎng)無人機自動駕駛巡檢方案。

廣東電網(wǎng)公司創(chuàng)新建立了“機巡為主、人巡為輔”新型智能運維模式，成為配網(wǎng)從傳統(tǒng)人巡運維模式快速向智能運維模式轉(zhuǎn)變的重要拐點。主導(dǎo)研發(fā)了三維建模、航線規(guī)劃、機巡云盤、樹障與圖像缺陷識別等系列支撐軟件模塊，建成全國首個真正實用化的機巡作業(yè)云計算平臺，累計處理照片4300萬張，為后續(xù)的各種作業(yè)航線規(guī)劃、配電設(shè)備缺陷智能識別算法研究提供強大的技術(shù)支撐和豐富多樣的圖像訓(xùn)練樣本庫。構(gòu)建了完整的配網(wǎng)機巡作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系，從機巡管理、技術(shù)兩個方面編制6份相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。搭建全省機巡作業(yè)管理信息平臺，將配網(wǎng)機巡作業(yè)全流程及結(jié)果閉環(huán)融入生產(chǎn)管理平臺，實現(xiàn)機巡作業(yè)全流程信息化規(guī)范管理和機巡數(shù)據(jù)全流程保密。無人機自動駕駛技術(shù)的深度應(yīng)用大大提升了配網(wǎng)巡視質(zhì)量和效率，為數(shù)字配網(wǎng)建設(shè)奠定了堅實基礎(chǔ)。 

▲圖  三維航線規(guī)劃演示

無人機精細化巡視對飛手操作要求相對較高，以往開展無人機巡視需要花大量時間對飛手進行培訓(xùn)，巡視效率取決于飛手的熟練程度。隨著RTK無人機技術(shù)的成熟，利用自動駕駛技術(shù)，運維人員只需掌握無人機的基本操作，便可以使用規(guī)劃的航線進行巡視，不僅提高了效率，而且保證了巡視數(shù)據(jù)的質(zhì)量。另一方面，無人機巡視數(shù)據(jù)的歸檔分析是整個過程中重要的一部分，數(shù)據(jù)分析需要靠有經(jīng)驗的運維人員進行，如今，利用廣東電網(wǎng)機巡缺陷AI輔助分析工具（圖像缺陷識別系統(tǒng)）可以一鍵上傳圖片，自動進行歸檔和進行5類常見缺陷的自動識別，提高了圖像識別的正確率，減輕了運維人員的工作壓力。 

▲圖  圖像識別系統(tǒng)演示

此外，紅外雙光無人機的使用也帶來了極大的便利，在自動精細化巡視的同時，利用無人機自帶的高溫報警功能，可對設(shè)備溫度進行實時觀測，提高紅外測溫效率，達到及時發(fā)現(xiàn)熱缺陷的目的。 

▲圖  紅外雙光無人機測溫效果

02

720全景在配網(wǎng)運維中的應(yīng)用

720全景相片利用無人機在桿塔附近進行360°的圖片采集，通過720全景合成軟件進行拼接，可以展示拍攝位置周圍的所有環(huán)境情況。720全景可用于線路建設(shè)規(guī)劃、現(xiàn)場勘查等場景。 

▲圖  組圖：720全景演示

在線路建設(shè)中，利用720全景可以對桿塔周圍地形、環(huán)境進行初步勘查，只需利用一臺普通無人機進行一鍵全景拍攝，通過簡單圖片拼接便能得到720全景。相比于以往的現(xiàn)場拍攝圖片，全景能夠展提供高空采集的全方位影像信息，同時，由于720全景具有畫面質(zhì)量高、數(shù)據(jù)量小等特點，往往將其部署在云端服務(wù)器，便于在不同設(shè)備上進行查看，為規(guī)劃工作提供便利。除此之外，720全景也適用于其他勘查場景，例如帶電作業(yè)前期勘查。前期勘查通過720全景提供的全方位信息，能夠判斷作業(yè)位置的基本情況、設(shè)備進場條件等信息，提高勘查效率，節(jié)省現(xiàn)場勘查的時間。

03

數(shù)字模型在配網(wǎng)運維中的應(yīng)用

數(shù)字模型包括了二維模型和三維模型，通過RTK無人機的外業(yè)采集和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，可生成帶有經(jīng)緯度信息的二維正射影像和傾斜攝影三維模型。無人機二維正射影像是通過RTK無人機對所選區(qū)域進行掃描，利用大疆智圖生成的具有正射投影性質(zhì)的遙感影像。相比于衛(wèi)星高空遙感影像，無人機采集的正射影像具有精度高、信息豐富、直觀逼真、獲取快捷等優(yōu)點，利用現(xiàn)有的電纜位置信息，結(jié)合二維正射影像，可對電纜走向信息進行標(biāo)繪和修正，便于日常運維管理。

▲圖  電纜走向標(biāo)繪效果

傾斜攝影三維模型分為點云模型和實景模型，這兩種模型都具有空間位置信息。

三維點云模型數(shù)據(jù)是最為常見也是最基礎(chǔ)的三維模型。點云模型往往由測量直接得到，每個點對應(yīng)一個測量點，未經(jīng)過其他處理手段，故包含了最大的信息量。在配網(wǎng)運維中，利用含有導(dǎo)線信息的點云數(shù)據(jù)可對導(dǎo)線進行矢量化擬合，使其具備矢量特性，可對線路通道的障礙物和風(fēng)險點進行測量分析，提高安全距離判斷的準(zhǔn)確性。 

▲圖  點云導(dǎo)線擬合效果

▲圖  利用點云進行安全距離測量

三維實景模型則是帶有真實紋理的三角網(wǎng)格模型，所輸出的三維網(wǎng)格模型能夠準(zhǔn)確、精細地復(fù)原出建模主體的真實色澤、幾何形態(tài)，具有逼真的精美細節(jié)、清晰的邊緣及精確的幾何特性。通過傾斜攝影對配網(wǎng)線路通道進行高空采集，對桿塔進行環(huán)繞采集，利用大疆智圖等軟件解算，可得到配電線路三維實景模型。配電線路三維實景模型與利用點云模型所擬合的導(dǎo)線相結(jié)合，可組成具有矢量導(dǎo)線的實景模型。

三維實景模型可用于現(xiàn)場勘查、相序標(biāo)注等場景。

現(xiàn)場勘查：以往的現(xiàn)場勘查需要花費大量的人力成本和時間成本，利用三維實景模型，可以在電腦上方便地對現(xiàn)場環(huán)境、地形、安全距離、設(shè)備進場條件等進行勘查，三維實景模型所具有的空間位置信息也能夠提供準(zhǔn)確的測距功能，對現(xiàn)場作業(yè)進行預(yù)演，提高現(xiàn)場作業(yè)效率。 

▲圖  三維實景模型測距效果

相序標(biāo)注：配網(wǎng)的相序核定是運行中存在的痛點，時常存在設(shè)備標(biāo)色不準(zhǔn)確的情況，給運維帶來不便。通過三維實景模型中矢量化的導(dǎo)線，運維人員可在進行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集時進行定相，將矢量化導(dǎo)線進行顏色標(biāo)注，便于在接入設(shè)備時進行核對相序是否正確，減輕運維壓力。 

▲圖  具有矢量導(dǎo)線的配電線路實景模型

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