我國(guó)電網(wǎng)行業(yè)對(duì)無(wú)人機(jī)的需求逐步加大

大自然不僅饋贈(zèng)給我們?cè)S多資源，也帶來(lái)不少考驗(yàn)，例如長(zhǎng)期鋪設(shè)在室外的輸電線路和絕緣子就難逃雨水的侵蝕。每年電力行業(yè)約1000億元人民幣的投資中，有73%資金投放在硬件設(shè)施建設(shè)。為保證硬件設(shè)施的可靠性和安全性，大量變電設(shè)備的升壓線路和降壓線路，乃至整個(gè)電力線路系統(tǒng)都有定期巡檢的需求。這項(xiàng)看似單一的任務(wù)，讓中國(guó)電力行業(yè)傾注很大心力。

我國(guó)長(zhǎng)期依賴人工進(jìn)行電力線路的巡檢作業(yè)，通常，每100公里的輸電線路巡檢需要160個(gè)工時(shí)，即要在一個(gè)工作日完成100公里的線路巡檢，至少需要20位巡檢人員。別忘了，高壓輸電線路有不少都架設(shè)在深山老林和崇山峻嶺之間，意味著巡檢人員的工作面臨極大的危險(xiǎn)隱患。

為了更快實(shí)施作業(yè)，早期電力行業(yè)引入直升機(jī)來(lái)巡視電力線路，還曾經(jīng)引入過(guò)飛艇巡檢，這種方式實(shí)際可操作卻相當(dāng)有難度。首先，當(dāng)工作人員對(duì)電線桿、刀閘、鐵塔、高壓導(dǎo)線、變壓器、絕緣子等設(shè)備巡檢時(shí)，主要是以紙質(zhì)形式保存巡檢記錄，這種記錄方式一來(lái)需要攜帶大量的資料，加重了工作人員的工作強(qiáng)度，同時(shí)也對(duì)資料收集匯總及后續(xù)處理分析帶來(lái)了不便。

而且出于安全考慮直升機(jī)不能靠的太近，巡檢人員只能借助輔助工具，通過(guò)肉眼進(jìn)行觀測(cè)，首先不便于巡檢資料的可視化備份及內(nèi)部交流學(xué)習(xí)，其次對(duì)巡檢人員的技能水平也具有很高的要求，準(zhǔn)確性難以保證。不僅如此，直升機(jī)造價(jià)、巡檢成本極高，無(wú)法保證足夠的巡檢頻次。

直升機(jī)巡檢，風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高，巡檢效果差，成本極高

1995年英國(guó)就最早將無(wú)人機(jī)用于電力巡檢中，憑借攜帶方便、操作簡(jiǎn)單、起飛降落對(duì)環(huán)境的要求低、自主飛行、可空中懸停、載荷豐富和安全性高等諸多優(yōu)勢(shì)，多旋翼無(wú)人機(jī)在線路巡檢中承擔(dān)越來(lái)越多的工作，不僅能夠發(fā)現(xiàn)桿塔異物、絕緣子破損、防震錘滑移、線夾偏移等缺陷，還能夠發(fā)現(xiàn)金具銹蝕、開(kāi)口銷與螺栓螺帽缺失等人工巡檢難以發(fā)現(xiàn)的缺陷。

無(wú)人機(jī)操作人員表示使用多旋翼無(wú)人機(jī)進(jìn)行電力巡線，對(duì)于無(wú)人機(jī)飛行的穩(wěn)定性、懸停精準(zhǔn)度以及圖傳效果都要求很高。無(wú)人機(jī)掛載云臺(tái)后，無(wú)人機(jī)重量增加，慣性變大，經(jīng)驗(yàn)不足的操作人員很容易失去對(duì)飛機(jī)的控制，甚至有可能出現(xiàn)“撞塔”事故。

云臺(tái)增穩(wěn)是無(wú)人機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)之一，云臺(tái)抖動(dòng)會(huì)影響拍照、視頻的效果，影響作業(yè)效率。想象下同樣30分鐘以內(nèi)的續(xù)航時(shí)間，由于云臺(tái)抖動(dòng)造成需要重復(fù)進(jìn)行同等航線飛行，會(huì)增加多少倍的工作時(shí)間。目前電力巡檢除了需要能自由搭載高像素可見(jiàn)光相機(jī)以外，還需要滿足能快速替換熱成像相機(jī)等多種應(yīng)用的可能。且還需要能滿足航拍時(shí)的畫(huà)面有全方位的穩(wěn)定，保證畫(huà)面清晰穩(wěn)定的需求。一體化的云臺(tái)設(shè)計(jì)會(huì)更容易滿足電網(wǎng)的需求。在這一點(diǎn)上，大疆的禪思系列云臺(tái)算是系列比較完整的產(chǎn)品。特別是近期剛上市的Z3變焦云臺(tái)，除了可見(jiàn)光、熱成像以外又多了一個(gè)變焦產(chǎn)品。

無(wú)人機(jī)另外一個(gè)重要的部件：飛控，飛控子系統(tǒng)是無(wú)人機(jī)完成起飛、空中飛行、執(zhí)行任務(wù)和返場(chǎng)回收等整個(gè)飛行過(guò)程的核心系統(tǒng)，飛控對(duì)于無(wú)人機(jī)相當(dāng)于駕駛員對(duì)于有人機(jī)的作用，我們認(rèn)為是無(wú)人機(jī)最核心的技術(shù)之一。飛控一般包括傳感器、機(jī)載計(jì)算機(jī)和伺服作動(dòng)設(shè)備三大部分，實(shí)現(xiàn)的功能主要有無(wú)人機(jī)姿態(tài)穩(wěn)定和控制、無(wú)人機(jī)任務(wù)設(shè)備管理和應(yīng)急控制三大類。目前基本上很多的廠商用的飛控都是直接和大疆采購(gòu)的。

2016年云南省電網(wǎng)公司進(jìn)行的第一次多旋翼無(wú)人機(jī)框架招標(biāo)中，參與競(jìng)標(biāo)的10個(gè)產(chǎn)商，有9家的飛控都是使用大疆的，其中就包括易瓦特。需要提出的是，本次競(jìng)標(biāo)中，所有四個(gè)標(biāo)段大疆全部中標(biāo)。

在導(dǎo)航技術(shù)上，市面上目前無(wú)人機(jī)多只采用GPS定位。GPS定位是單項(xiàng)的，一旦受到電磁干擾，就會(huì)失去作用。當(dāng)無(wú)人機(jī)靠近鐵塔時(shí)，無(wú)人機(jī)容易失去控制，這個(gè)就對(duì)操控的飛手要求極高。目前GPS系統(tǒng)有一個(gè)缺陷，就是無(wú)人機(jī)到室內(nèi)就無(wú)法使用，特別是使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行矩陣表演時(shí)，GPS在室內(nèi)無(wú)法定位，必須要自己搭建信號(hào)臺(tái)，讓無(wú)人機(jī)在臺(tái)上通過(guò)光學(xué)信號(hào)來(lái)識(shí)別位置，成本非常高，據(jù)說(shuō)搭一個(gè)這樣的臺(tái)子要好幾萬(wàn)，甚至十幾萬(wàn)。

大疆最新的精靈4采用了GPS和GLONASS雙衛(wèi)星定位模塊，雙目視覺(jué)精確懸?？梢栽诃h(huán)境復(fù)雜、非開(kāi)闊或無(wú)GPS場(chǎng)地進(jìn)行0m-10m高精度懸停。視覺(jué)超聲波定位技術(shù)配合通用的GPS衛(wèi)星定位技術(shù)，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手可以滿足多種復(fù)雜環(huán)境下使用。在這一點(diǎn)上，大疆確實(shí)做的更超前。

除了以上幾點(diǎn)，圖傳技術(shù)的穩(wěn)定性以及延遲性也是電力巡檢選擇無(wú)人機(jī)的時(shí)候需要考慮的方面。大疆的Lightbridge高清數(shù)字圖傳技術(shù)在距離上可以達(dá)到5公里的距離。目前更多的廠家使用的都是模擬圖傳的效果，距離大概在1.2公里左右。很難達(dá)到遠(yuǎn)距離作業(yè)的需求。

從2013年中國(guó)民用航空局(CAAC)下發(fā)《民用無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)駕駛員管理暫行規(guī)定》到2016年云南首次公開(kāi)對(duì)多旋翼無(wú)人機(jī)的招標(biāo)中，可以看出電網(wǎng)行業(yè)對(duì)無(wú)人機(jī)的逐步加大的需求。但是技術(shù)上的突破還善待時(shí)日。如何打造適合行業(yè)需求無(wú)人機(jī)，還是各個(gè)企業(yè)需要加強(qiáng)重視的課題。