國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司孝感供電公司 湖北 孝感 432000

引言

由于我國(guó)電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性都在受到各種外部因素的影響和挑戰(zhàn)。常規(guī)的人工巡檢工作作業(yè)效率不高，并且負(fù)荷也比較高，容易耗費(fèi)比較多的成本，對(duì)于巡檢人員的安全性也會(huì)產(chǎn)生不利影響，因此需要采用先進(jìn)的技術(shù)來對(duì)其進(jìn)行改善和優(yōu)化，做好相關(guān)的設(shè)計(jì)研究，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的智能化發(fā)展，進(jìn)一步的促進(jìn)系統(tǒng)工作效率的有效提升。

一、電力巡檢無人機(jī)智能地面監(jiān)控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀與關(guān)鍵技術(shù)

(一)研究現(xiàn)狀。我國(guó)目前電網(wǎng)行業(yè)中的巡檢無人機(jī)智能地面監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)研究已經(jīng)越來越多，主要是將無人機(jī)地面站位主要的基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路的智能化巡和監(jiān)控。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)的很多領(lǐng)域當(dāng)中都有廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)從根本上實(shí)現(xiàn)了工作效率的提升。對(duì)無人機(jī)的安全性和穩(wěn)定性進(jìn)行提升是各個(gè)行業(yè)都需要關(guān)注到問題，我國(guó)在經(jīng)過不斷的研究和發(fā)展會(huì)后，已經(jīng)研制出了以狀態(tài)檢測(cè)與數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)核心的無人機(jī)地面站系統(tǒng)，能夠幫助無人機(jī)進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)。

(二)關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)于當(dāng)前階段的電網(wǎng)行業(yè)中的無人機(jī)智能地面監(jiān)控系統(tǒng)來，它的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用是比較廣泛的，是對(duì)系統(tǒng)智能化水平進(jìn)行有效保證的重要內(nèi)容。具體來說，關(guān)鍵技術(shù)所包含的內(nèi)容主要有以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：一是分析功能需求，并且與當(dāng)前的實(shí)際需要求和情況來對(duì)整體的系統(tǒng)性方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且對(duì)各個(gè)部分系統(tǒng)的功能的進(jìn)行明確；二是對(duì)規(guī)劃任務(wù)要進(jìn)行合理的計(jì)算，尤其是要針對(duì)實(shí)際的任務(wù)需求來對(duì)有效的跟蹤控制算法進(jìn)行利用；三是建立起完整化的巡檢環(huán)境模型，進(jìn)而為后續(xù)的任務(wù)規(guī)劃奠定好相關(guān)的基礎(chǔ)。

二、智能化地面監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

(一)硬件設(shè)計(jì)

1.地面站系統(tǒng)操作臺(tái)分析。對(duì)于智能化地面監(jiān)控系統(tǒng)來說，它的主要操作平臺(tái)會(huì)包括著PC機(jī)與箱體，在開展具體的工作運(yùn)行時(shí)，經(jīng)常會(huì)受到各種外部因素的影響，因此對(duì)于整體的操控平臺(tái)來說，它必須要具備幾個(gè)方面的重要性能。首先是平臺(tái)需要就具備良好的耐碰撞性能，避免在運(yùn)輸和安裝的過程中受到碰撞和摔落的影響；其次，需要具有良好的的耐溫能力，因?yàn)槿菀资艿诫娏€路自身性質(zhì)的影響，并且經(jīng)常需要在不同的環(huán)境中進(jìn)行工作，比較容易導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備老化影響，進(jìn)而降低使用壽命；最后，要具有良好的防水功能，避免相關(guān)的設(shè)備受到雨水和灰塵等的侵害，做好防水可以讓其在野外環(huán)境中更好的運(yùn)行。

2.觀測(cè)臺(tái)與視頻接收站分析。對(duì)于無人機(jī)來說，在進(jìn)行運(yùn)行的過程中需要對(duì)相關(guān)輸電線路的巡檢工作進(jìn)行關(guān)注，這就要求相關(guān)的無人機(jī)來對(duì)畫面進(jìn)行有效的拍攝，并且還要對(duì)畫面的時(shí)效性進(jìn)行有效的保證，通過利用這樣的方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)線路的有效檢測(cè)。總體來說，對(duì)于觀測(cè)臺(tái)和視頻接收站進(jìn)行分析是非常重要的內(nèi)容，要對(duì)相關(guān)畫面?zhèn)鬏敽捅O(jiān)測(cè)的高效性進(jìn)行保證，并且要將相關(guān)的數(shù)據(jù)輸送到視頻接收站，進(jìn)而更好的滿足當(dāng)前的工作需求。

3.無線數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)分析。對(duì)無線數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)來說，它主要是指地面站與無人機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸交流媒介，主要是對(duì)該媒介進(jìn)行有效的利用來實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)指令的遙控和數(shù)據(jù)的交流和傳輸，進(jìn)而更好的提升數(shù)據(jù)的通信效率。

(二)軟件設(shè)計(jì)

1.功能模塊。所謂的無線通信模塊指的就是巡檢無人機(jī)飛行器與地面操控模塊的數(shù)據(jù)交互模塊。在對(duì)無人機(jī)飛行器進(jìn)行控制的時(shí)候，主要是對(duì)無線數(shù)據(jù)傳輸模塊進(jìn)行利用，通過接收控制指令的方式來實(shí)現(xiàn)操縱。系統(tǒng)啟動(dòng)之后一般是先對(duì)無人機(jī)無人機(jī)飛行器與地面操控進(jìn)行關(guān)注，然后對(duì)模塊之間的無線數(shù)據(jù)通信正常情況進(jìn)行關(guān)注，如果保持在正常通信的狀態(tài)，就會(huì)在等待地面操控模塊控制指的過程中向操縱模塊來發(fā)出應(yīng)答的信息，在完成應(yīng)答信息的確認(rèn)之后會(huì)繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸活動(dòng)。對(duì)于無人機(jī)系統(tǒng)來說，在開展電力巡檢作業(yè)的過程中，首先是指定好巡檢的目標(biāo)，在輸入無人機(jī)飛行器需要巡檢的作業(yè)路徑和任務(wù)返回路徑之后，在數(shù)據(jù)通信的過程中就會(huì)將信息傳輸?shù)綗o人機(jī)當(dāng)中，無人機(jī)飛行器會(huì)根據(jù)情況做好實(shí)時(shí)路徑的調(diào)整，并且會(huì)對(duì)實(shí)時(shí)位置進(jìn)行回傳。當(dāng)無人機(jī)到達(dá)電力巡檢的熱點(diǎn)區(qū)域的時(shí)候，一般會(huì)將電力巡檢任務(wù)類別和實(shí)時(shí)的位置信息作為主要的依據(jù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的有效鎖定，然后通過對(duì)巡檢目標(biāo)的影像信息進(jìn)行采集，利用無線通信模塊來將其回傳到地面操控系統(tǒng)當(dāng)中，實(shí)施后續(xù)的故障檢修的操作。完成巡檢任務(wù)之后，無人機(jī)會(huì)按照預(yù)定的返回路徑回到指定的位置當(dāng)中。

2.通信協(xié)議。對(duì)于電力巡檢無人機(jī)飛行器與地面操控系統(tǒng)之間的無線傳輸來說，它主要是采用了全雙工的通信模式，這種模式能夠同時(shí)接收無人機(jī)飛行器遙測(cè)數(shù)據(jù)和控制指令，在很大程度上對(duì)數(shù)據(jù)通信的穩(wěn)定性進(jìn)行了有效的提升，并且也與巡檢任務(wù)的執(zhí)行安全性有著重要的關(guān)系。

3.監(jiān)視操作窗口。將上述各個(gè)模塊的工作流程和通信協(xié)議作為基礎(chǔ)來進(jìn)行軟件開發(fā)，并且做到與無人機(jī)巡檢任務(wù)控制算法相結(jié)合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)無人機(jī)監(jiān)控界面窗口的設(shè)計(jì)。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在對(duì)電力巡檢無人機(jī)智能地面監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究的過程中，需要將當(dāng)今時(shí)代的發(fā)展潮流作為主要的基礎(chǔ)，對(duì)其未來的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行明確，并且做好相關(guān)技術(shù)的研究和應(yīng)用，進(jìn)一步的完善巡檢無人機(jī)的完全智能監(jiān)控。雖然目前的研究中還存在一定的不足，但是只要不斷的創(chuàng)新和發(fā)展，就一定能對(duì)巡檢無人機(jī)的智能水平進(jìn)行更好的提升。