蜂鳥帶來電力巡線新模式

伴隨著大疆經緯M300對行業無人機的賦能，使得蜂鳥微型激光雷達在電力巡檢行業的應用又一次成為了焦點。

激光雷達對輸電線路的巡檢只是去排查樹障嗎？

和其他技術有什么差別？

對運維效率提升了多少？

面對這段時間廣大業內同仁們的提問，我們在這里進行了搜集整理和大家共同探討。

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激光雷達在電力巡檢上到底能干啥？

激光雷達掃描技術是電磁波測距、空間定位、姿態融合等多種技術手段的綜合利用。其主要成果為三維激光點云模型數據，結合各類光學相機數據可得到正射影像、真彩色三維激光點云模型和其他二三維數據成果。主要實現原理在這里不做贅述。電力巡檢工作習慣上被分為兩大類一類為通道巡檢，一類為精細化巡檢。

其具體技術應用如下：

1. 利用獲取的高精度三維點云模型數據和真彩色影像信息，可確定地面、植被、建筑物、道路、導線、地線、交跨線、桿塔、掛點、索道、絕緣子串等相應屬性目標的空間位置和輪廓，實現線路高精度實時瀏覽、查詢與測量；

2. 依據行業規程可在模型中檢測導線弧垂與地面、建筑、植被等目標物之間的安全距離，各導線間安全距離，桿塔與目標物間安全距離，導線交跨距離等。實現線路安全距離范圍內障礙物和懸掛物的自動識別與定位，并可自動輸出全線路通道內障礙物統計列表；

線路走廊三維點云模型

3. 可利用精確的桿塔點云模型一鍵化檢測塔身有無傾斜、傾斜角度多大、有無位移、位移向量值等定制化輸出量化數據報告；

4. 通過對植被點云的周期性分析，可動態檢測植被，模擬植被生長狀態從而設計優化線路維護計劃；

5. 在線路模型中通過對導線參數、環境參數、運行參數的設定模擬出高溫、大風、覆冰、強電流等不同工況條件下輸電線路的運行狀態進而進行危險距離分析和應急預警；

6. 獲取線路走廊的精確三維地形，分析線路走廊的地質災害及地質災害對線路安全運行的影響。

7. 在線路走廊模型中對絕緣子串、桿塔號牌、掛點等目標點位空間坐標進行選取定位，通過軟件自動生成包含相機觸發時間和拍照角度的標準化無人機飛行文件，用以輔助精細化巡檢的外業項目實施；

8. 以標準化飛行文件為基礎，通過技術設計可實現無人機全自動精細化巡檢；

9. 通過精細化巡檢的影像可識別排查螺栓、絕緣子串、鳥巢、懸掛物等；

精細化巡檢航跡文件設計

10. 結合塔桿模型、線路模型、地形地貌模型以及收集的線路屬性參數，還可以輔助實現線路資產管理，與智能電網方案結合，效果更好。

11. 可根據不同的技術要求，集成可見光相機／多光譜相機／紅外相機等實施個性化巡檢。

通道巡檢報告

桿塔傾斜檢測報告

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和其他技術方案的差異怎么樣？

綜合行業和項目的既有經驗，從技術、作業和成果方面進行對比分析。我們列出了如下表格：

傳統的人工巡檢模式主要通過技術人員手持望遠鏡，負載紅外熱成像儀等設備從地面對輸電線路進行檢驗，由于輸電網絡不斷擴大，運檢模式隨之轉變，使得弊端逐漸顯現：

1. 巡線距離長，工作量大，步行巡線效率非常緩慢，不能滿足電網要求。

2. 架空輸電線路多跨越高山、河流等復雜地形，技術人員常常無法抵達，且山區巡線具有高危險性，時刻威脅巡線人員的生命安全。

3. 由于采取人工目判為主的巡檢手段使得檢修類別極其有限，巡檢結果較為粗糙難免出現遺漏現象，導致安全隱患。

人工巡檢輸電線路

無人機可見光巡線包括航攝相機和傾斜相機兩大類，通過無人機對輸電線路進行巡查首先解決了巡線距離的問題，根據不同的載體可在單位時間內同比人工巡檢提升數十倍乃至數百倍的外業巡檢效率。

憑借靈活的空間機動性無人機可以到達幾乎任何地方，配備可見光設備后不僅可以到達人員到不了的地方，還可以在完全帶電的環境中持續作業，在提升巡檢效率的同時極大的保障了技術人員的生命安全。

無人機和可見光的組合多是對電力通道二維層面的屬性研判，雖然部分方案在布設大量控制點后可以輸出三維成果，其過程也十分繁瑣，精度較低無法準確應用在凈空排查、桿塔傾斜、交跨等實際巡檢作業中。

航測生產現狀

無人機載激光雷達的作業方式在綜合以往無人機巡線的優勢后利用激光雷達掃描的方式完整獲取了電力走廊的三維點云模型數據，使得所有的巡檢線路變成了可任意量測分析的精準立體模型，結合影像文件可對其進行三維乃至四維（包含時間）層面的動態分析與模擬，實現對電網線路巡檢的范圍全覆蓋，屬性狀態全覆蓋，位置結構全覆蓋。最大程度反饋消除隱患點。

03

綜合效率怎樣？運維成本如何？

以蜂鳥型激光設備為例，我們通過實際飛行作業測試統計出以下數據：

從項目實施來講：

1. 無人機激光雷達對于10km的線路長度，2小時即可生成巡檢報告，獲取通道內的凈空數據，外業人員可及時聯系相關人員，在短時間內，排除凈空障礙隱患。這種效率是傳統人工巡檢無法做到的。

2. 由于傳統的人工巡線很難確保巡線人員能夠百分之百到達位置，即使是使用GPS“打考勤”，也不能確保巡線人員對每個檢測點都進行認真可靠的檢測。因此，對于數據收集的可靠性上，使用無人機搭載激光雷達，是更具備真實客觀性。

3. 傳統人工巡檢為手工紙介質記錄，存在人為因素多、管理成本高、無法有效監督、巡檢數據信息化程度低等缺陷?；陔娏ψ呃热S點云模型數據的管理引入三維輸電線路類GIS軟件可以使巡檢結果數字化、可追溯化和可分析化。

從經濟效益來講：

1. 傳統的巡線模式，由于其規模效應不明顯，隨著線路長度的增加使得管理的工作量和單位成本也持續上升。而使用無人機搭載激光雷達巡線，隨著線路長度的增加，其規模效應越來越明顯，單位成本反而會越來越低。

2. 電力走廊三維點云數據的高精度、高密度和海量信息的特性使其可作為輸電線路增容分析、三維可視化資產管理等專業應用領域的基本數據源，真正實現了實現一次采集多次利用。

輸電線路增容分析