東英測繪——無人機新技術在配網運維中的應用

本文通主要介紹無人機新技術在配網運維中的應用。

01、配網無人機自動駕駛航線規劃與自動駕駛精細化巡視

目前，廣東電網公司完成全省15.6萬公里配網10kV架空線路機巡自動駕駛全覆蓋工作，建成全國首個規模最大的配網機巡自動駕駛全覆蓋省級電網。結合配網架空線路的實際場景，在全國率先探索出一套低成本、可復制的配網無人機自動駕駛巡檢方案。

廣東電網公司創新建立了“機巡為主、人巡為輔”新型智能運維模式，成為配網從傳統人巡運維模式快速向智能運維模式轉變的重要拐點。主導研發了三維建模、航線規劃、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云計算平臺，累計處理照片4300萬張，為后續的各種作業航線規劃、配電設備缺陷智能識別算法研究提供強大的技術支撐和豐富多樣的圖像訓練樣本庫。構建了完整的配網機巡作業標準體系，從機巡管理、技術兩個方面編制6份相關標準。搭建全省機巡作業管理信息平臺，將配網機巡作業全流程及結果閉環融入生產管理平臺，實現機巡作業全流程信息化規范管理和機巡數據全流程保密。無人機自動駕駛技術的深度應用大大提升了配網巡視質量和效率，為數字配網建設奠定了堅實基礎。

三維航線規劃演示

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，巡視效率取決于飛手的熟練程度。隨著RTK無人機技術的成熟，利用自動駕駛技術，運維人員只需掌握無人機的基本操作，便可以使用規劃的航線進行巡視，不僅提高了效率，而且保證了巡視數據的質量。另一方面，無人機巡視數據的歸檔分析是整個過程中重要的一部分，數據分析需要靠有經驗的運維人員進行，如今，利用廣東電網機巡缺陷AI輔助分析工具（圖像缺陷識別系統）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。

圖像識別系統演示

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，可對設備溫度進行實時觀測，提高紅外測溫效率，達到及時發現熱缺陷的目的。

紅外雙光無人機測溫效果

02、720全景在配網運維中的應用

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境情況。720全景可用于線路建設規劃、現場勘查等場景。

組圖：720全景演示

在線路建設中，利用720全景可以對桿塔周圍地形、環境進行初步勘查，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全景具有畫面質量高、數據量小等特點，往往將其部署在云端服務器，便于在不同設備上進行查看，為規劃工作提供便利。

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，能夠判斷作業位置的基本情況、設備進場條件等信息，提高勘查效率，節省現場勘查的時間。

03、數字模型在配網運維中的應用

數字模型包括了二維模型和三維模型，通過RTK無人機的外業采集和內業數據處理，可生成帶有經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無人機對所選區域進行掃描，利用大疆智圖生成的具有正射投影性質的遙感影像。相比于衛星高空遙感影像，無人機采集的正射影像具有精度高、信息豐富、直觀逼真、獲取快捷等優點，利用現有的電纜位置信息，結合二維正射影像，可對電纜走向信息進行標繪和修正，便于日常運維管理。

電纜走向標繪效果

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。

三維點云模型數據是最為常見也是最基礎的三維模型。點云模型往往由測量直接得到，每個點對應一個測量點，未經過其他處理手段，故包含了最大的信息量。在配網運維中，利用含有導線信息的點云數據可對導線進行矢量化擬合，使其具備矢量特性，可對線路通道的障礙物和風險點進行測量分析，提高安全距離判斷的準確性。

點云導線擬合效果

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格模型，所輸出的三維網格模型能夠準確、精細地復原出建模主體的真實色澤、幾何形態，具有逼真的精美細節、清晰的邊緣及精確的幾何特性。通過傾斜攝影對配網線路通道進行高空采集，對桿塔進行環繞采集，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線相結合，可組成具有矢量導線的實景模型。

三維實景模型可用于現場勘查、相序標注等場景。

現場勘查：以往的現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場環境、地形、安全距離、設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確的測距功能，對現場作業進行預演，提高現場作業效率。

三維實景模型測距效果

相序標注：配網的相序核定是運行中存在的痛點，時常存在設備標色不準確的情況，給運維帶來不便。通過三維實景模型中矢量化的導線，運維人員可在進行基礎數據采集時進行定相，將矢量化導線進行顏色標注，便于在接入設備時進行核對相序是否正確，減輕運維壓力。

具有矢量導線的配電線路實景模型

本文作者為   陳斯炯、張彬、許國偉 ， 版權歸屬原作者，在這里表示非常感謝。

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