无人机管网巡检系统解决方案

三、应用案例
▪ 国网四川检修公司利用无人机作业班飞巡小组已前往乐山 市金口河区，按计划运用固定翼无人机和多旋翼无人机对 500千伏东天一二线无人区段开展飞巡工作，目前进展顺 利。
▪ 本次巡检运用小型旋翼无人机对500千伏东天一二线435#437#共区段开展本体精细化巡检，无人机巡检无人区线 路正式拉开了序幕。
▪ 现代无人机具备高空、远距离、快速、自行作业的能力， 可以穿越高山、河流对输电、输油线路进行快速巡线，对 架空线的铁塔、支架、导线、绝缘子、防震锤、耐张线夹、 悬垂线夹及输油管道是否有原油泄漏、环境是否受到污染、 管道材质是否遭到破坏进行全光谱的快速摄像和故障监测。 基于无人机输电巡线采集数据的专业分析，为油网管理和 维护提供数据支持。
⑵全自主飞行侦查：根据需要检测的范围，进行航线设置。 设置成功后，飞行器根据设置的航线进行全自主飞行。同 时将所拍图片进行实时传输，地面站收到所传图像后，进 行指挥。
▪ 2.长距离线路普查 ▪ 长距离线路普查对飞行器的续航时间要求较高，飞行距
离较远。针对长距离线路情况，智慧蜂提出用固定翼无人 飞行器进行长距离线路普查。智慧蜂固定翼无人飞行器具 有航时长、飞机质量轻、飞行性能稳定等优点，适合于较 长距离的巡航。
▪ 3、夜间巡查功能
▪ 无人机可搭载红外夜成像仪，作为解决网管夜间巡检的方 案。红外线是肉眼看不见的一种光线，用红外线显像事实 依据是所有物体都发出热量，通过温度的高低来显示出物 体的特征。
▪ 红外线巡检的方法和步骤：测定全部输网管线路的温度显 示，判断有无异常过热，如有异常过热区域，要进行温度 测定，实施其他判断方法，对异常作最终确认肯定，对异 常部位进行分解检测。
二、行业需求分析
▪ 我国电网总里程超过60万公里，油气管道总里程达12 万公里以上，输电线路和石油天然气管道大多经过水 库、湖泊和山区等复杂地理环境，给巡检工作带来了 极大的难度和危险性。
▪ 电力、石油、天然气管道是国家的能源动脉,保证输油 气管道的安全是社会和企业的一项重要责任。长输油 气管道距离长、范围广、途经复杂地貌多,许多埋设于 险要地段的管道,由于受环境险要、交通不便、徒步巡 线无法到达等不利因素影响,制约了人工巡线的进行, 给管道定期巡检带来困难,导致许多隐患不能及时发现 ,进而发展成事故的后果。再者,目前打孔盗油现象较 为频繁,并且其活动隐蔽,给管道安全保卫带来了重大 的风险隐患。
四、绝云无人机解决方案
▪ 1、短距离线路详检
▪ 由于多旋翼飞行器具有悬停功能，加之短距离巡航对电池 的巡航能力要求不高。故针对短距离线路详检，智慧蜂提 出利用多旋翼无人飞行器的解决方案。当输油管道或者电 网线路小范围内需要详细巡航时，可选用智慧蜂八旋翼 XH-OE1100
▪ ⑴定点悬停功能：当多旋翼飞行器巡航时发现线路问题 是，可将ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ行器悬停该空域，并进行详细排查。通过无人 飞行器进行拍或录像，对线路故障进行清理排除。
▪ 据悉，本次巡检的500千伏东天一二线全长205千米，其中 25千米处于人烟稀少的无人区，气候多变，道路崎岖难行， 线路维护巡检难度较大，利用无人机开展无人区线路巡检， 可大大减轻人工作业负担，提高巡检质量和效率。
▪ 无人区线路是传统线路运维工作的难点，一直是输电检 修中心无人机巡检专业主攻的重点。输电检修中心规划并 及积极实施了无人机中继通信布局、抗风能力测试、高海 拔山区航线设计等大量准备工作，力争在2015年实现无人 机对无人区试点线路的广泛覆盖。
北京绝云电子有限公司
无人机管网巡检系统解决方案
一、无人机管网巡检行业概述
▪ 传统的人工巡线方法不仅工作量大而且条件艰苦，特 别是对山区和跨越大江大河的输电线路的巡查，以及 在冰灾、水灾、地震、滑坡、夜晚期间巡线检查，所 花时间长、人力成本高、困难大，某些线路区域和某 些巡检项目人工巡查方法目前还难以完成。
工 作 温 度 ：-10～40℃ 抗 风 能 力 ：6级 起 降 方 式 ：全自主起降 最大飞行高度：海拔4000米
▪ 固定翼无人机
▪ 翼 展 ：1.6米 ▪ 机身长度 ：1.1米
机身材料 ：蜂窝复合材料 航 时 ：90分钟 最大航程 ：120公里 起飞方式 ：弹射起飞 降落方式 ：滑降或伞降 最大飞行速度：120公里/小时 巡航速度 ：90公里/小时 最大飞行高度：海拔4000米
▪ 与传统的实心复合材料相比，蜂窝结构复合材料的强 度重量比和刚性重量比优势明显，并具有不易开裂、 减震、隔音、隔热等优点。
▪ 无人飞行器采用全密闭式设计，防尘、防水，流线外 形提高了抗风性能。
▪ 整体系统集成化水平高，结构重量大大减轻。
▪ 3、增稳云台
▪ 绝云无人机自驾仪支持三轴增稳摄像云台，增稳速率状态 下瞄准线将锁定方向，无论飞行器姿态如何变化，飞行器 上所搭载的摄像机画面都会比较稳定。
▪ 支持横滚俯仰指向三轴（或任意双轴或单轴）增稳摄像云 台，能够将瞄准线锁定方向或锁定目标。
▪ 全面支持遥感测绘，自动生成区域扫描航线，指定间隔自 动触发负载任务，详细记录触发事件用以辅助航后数据处 理如图像拼合编辑。
▪ 2、机身设计
▪ 复合蜂窝材料采用类似于连续排列的工字钢结构，具 备极佳的抗压、抗弯特性。与传统的实心复合材料相 比，蜂窝结构复合材料的强度重量比和刚性重量比优 势明显，并具有不易开裂、减震、隔音、隔热等优点。
▪ 4、安全、高效
▪ 将无人机用于管道巡线,能代替人工进行巡线,尤其在一些 险要地段,可以避免巡线漏洞。同时,与传统人工巡线相比, 无人机一个起降所巡查的管道路线可以代替几十个巡线工 的工作时,节省了巡线时间,提高了巡线效率,能帮助获取管 线周边的信息。
▪ 5、环境依赖小
▪ 无人机巡线受自然气候、地形条件限制小,保证了使用的 可能性。对于高海拔受地灾影响较大的地区,人员不方便 到达现场进行巡线,通过使用无人机代替巡线人员进行巡 线。
▪ 2、高分辨率、处理速度快
▪ 无人机上搭载的摄像装备其影像分辨率可以达到0.1~0.5米， 分辨率优于目前国内外一些高分辨率卫星影像数据;数据 采集和处理速度快，其采集能力能达到每天采集和处理近 4000平方公里。
▪ 3、成本低、集成性强
▪ 兼具卫星影像的价格和航空影像的快速采集优势，采用高 性能自动处理技术，可完成数据的预处理、精加工及镶嵌 及高程数据生成，整体数据费用低。
▪ 4、方案组成
▪ 六旋翼无人飞行器
▪ 对角电机间距：84厘米 ▪ 飞行器材质 ：蜂窝复合材料
▪ 最大起飞重量：6公斤 最大有效载荷：3公斤
▪ 最大爬升率 ：5米每秒 ▪ 最 高 速 度 ：50公里每小时 ▪ 飞 行 半 径 ：3公里
续 航 时 间 ：空载50分钟 载重500克时40分钟 载重1.3公斤时30分钟
六、产品优势
▪ 绝云无人机用于网管巡航的所有产品，先后通过中国电力 科学研究院和山东电力研究院的专业检测，完全符合网管 巡航标准。
▪ 1、导航控制 ▪ 重量：20 克；尺寸：长 6.5 厘米，宽 4.2 厘米 ▪ 强大的数字信号处理器：150MHz/150 MIPS, 128K 字节内
置闪存，18K 字节 SRAM，16 个十二位模拟数字转换通道， 两个非同步串联端口，一个 SPI 端口，一个 CAN 端口。 ▪ 全套惯性传感器，包括三只 MEMS 陀螺仪，三维加速传 感器和全向磁场传感器；最高精度达 15 厘米的静压高度 计用来补充 GPS 高度定位的不足。 ▪ 操作员可通过 72/50/40 兆内置接收机或任意外接接收机手 动遥控飞机。
▪ 远程手动控制可由连接到地面站的控制杆通过无线数据传 输实现。
▪ 充足的模拟数字转换通道及通讯端口支持众多外接器件， 比如 GPS，无线数据传输器，及外接传感器比如声纳或激 光陀螺仪。
▪ 八只飞行控制伺服机输出。 ▪ 六只负载伺服机输出可用于降落伞，起落架，航拍等。
▪ 众多输出端口可满足客户特殊应用要求。
▪ 延伸卡门滤波器可运行于姿态状态，使得飞控板能独立提 供实时姿态控制。
▪ 外接 GPS 模块后，延伸卡门滤波器运行于全方位状态， 支持各类飞行器的全自主飞行，包括固定翼，直升机，飞 艇，及垂直起落飞行器。
▪ 外接无线数据传输器后遥控范围最远可达 60 公里。
▪ 先进的非线性反馈神经元网络自适应飞行控制方法保证了 优异的自动学习及航线跟踪性能。
▪ 无人机遥感技术综合了无人机和遥感技术的特点,可以自 动快速获取地貌的空间遥感信息,在国外无人机遥感技术 在管道行业应用非常广泛,山区管道巡检、近海油气管道 监视、灾后次生灾害评价,漏油和盗油点现场定位等。
▪ 在兰成渝管道中,无人机遥感技术首次应用于管道巡线,补 充了传统人工巡线方式,通过对获取的影像进行处理,能快 速定位到管道位置,以及通过视频拍摄技术,能为管道保卫 提供支持。
▪ 红外热成像机
▪ 红外成像系统测量输电线路或石油天然气 管道的温度，能自动标定最高温度点，为 维护人员及时提供线路、管道工作工作状 态信息。
五、无人机网管巡线的优点
▪ 1、使用灵活
▪ 无人机通过不同航高可实现高空间、大面积巡线，也可 实现低空间较小范围精确监测，也可多架、多次同时对上 万平方公里测区进行巡查。通过多光谱分析，得到大面积 测区的各项监测数据，以面信息结合传统点信息，从而为 整个线路检查提供依据。