输电工程中的智能巡检技术应用

输电工程中的智能巡检技术应用

刘子胜

清远市电创电力工程安装有限公司 511500

摘要：将GPS技术、人工智能技术，和PDA等设备，综合运用在输电工程巡检工作中，可增加巡检工作的精准性，提高工作效率，并快速发现、处置隐患类输电线路问题。具体可通过开发智能巡检系统、平台，应用无人机巡检，巡检目标自动辨识，物联数据通信，传输专家系统监督等技术模块，组建智能电网，打造数字输变电站，全面提高我国电力系统的运营、维护水平。

关键词：输电工程；智能巡检；技术应用

输电工程中的智能巡检技术，是基于人工智能等的快速发展背景，利用动态巡检、智能检测等基础的巡检智慧化思路，打造全新的电网智能巡检系统。例如通过物联网快速识别输电线路正在遭受的外力破坏，精准预判自然环境变化可能带来的运行隐患，并通过实时信息等的快速交换，做到全息感知、快速传输、可靠检测和故障排除。

一、无人机巡检技术

智能无人机巡检，主要是依靠超低空、近距离的操作无人机，实现对输电线路的精准拍摄，和以故障位置为导向的精准跟踪、识别。区别于其他无人机技术，在输电线路的智能巡检中，应使用惯性导航系统，以达到更为稳定的自主驱动、自主巡航，减少巡航目标和巡航路线的误差。通过匹配GIS系统，提高刷新率。具体可通过卡尔曼滤波，将无人机巡检的精度差控制在厘米范围之内，减少丢失目标的可能性。也可通过北斗系统，制定无人机巡航的高精度网络地图，做好实时位置等的授时跟踪。

同时，考虑到进行输电线路巡检通常是在野外环境下进行，可能会受到周围建筑物，或其他飞行器的磁场干扰，可能出现信号中断的情况，所以还需要结合机器视觉技术，或不同算法，进一步提高无人机巡检的精准性和时效性。做好景象等的匹配，通过实时采集到的数据，快速做图像置换和匹配计算，主导无人机自行确定巡航位置，是否与输电线路巡检计划相匹配。也可利用斑点特种检测方法，得出更高精度的坐标位置。同时，利用嵌入式图像处理方法，进一步减少受噪声等干扰之下无人机巡航的不确定性[1]。

另外，更可根据无人机巡航的特点，做不同模式的交叉匹配，例如在还未到达指定的输电线路巡检路线时，可主要用 GPS导航前往目标区域；到达指定位置之后，再切换为视觉辅助巡航模式，更快速精准的找到故障关键位置，减少误差，或修正已偏旁的路线。更可以增加5G技术与无人机巡检的融合深度，支持无人机更快速的捕捉控制命令，调整飞行姿态，反馈自主信息，定轨起降，规避巡检飞行的障碍物，提高低空智能输电线路巡检的安全性。

二、巡检目标辨识技术

早期的智能巡检，多由后台人员对系统收集到的故障图像进行识别和筛选，不仅工作量大、效率低，且精准度也受到筛选人员技术水平的影响。而在升级的智能巡检之中，可以通过人工智能检索、大数据分析等方式，由机器完成图像目标检测、智能故障辨析，打造智能巡检的终端结构。前期，会通过无线传感等方法，对故障基本特征进行提取。提取算法可以按照人工提前输入的标准进行特征比对；也可以利用深度神经网络，刺激生物激励系统，达到高效分类提取。前一种提取算法主要是对诸如绝缘子破损情况、设备设施现有电力稳定运行检测准确率等，进行数据提取和分析，用人工模拟提高机器提取检索的精确率。而后一种算法，主要是检测绝缘子自曝缺陷、均压环等设备的现有运行状态，读取的对象相对单一，但也更具体，且该种故障收集转化的效率更高，可对故障进行不遗落式的精准捕捉，使智能检测神经系统更为灵敏，第一时间发挥仿真技术的优势[2]。

在对升级巡检图像目标检测和智能故障辨析技术，进行创新发展阶段，还实现了由检测单一对象、单一目标，向检测多类型、多系统目标转化。可以同时完成对导地线、接地装置、电力系统附属设施的同时段、同波段检测，并向深度智能学习方向过渡，以提高多类同段检测的精准率、有效率，且能够完成对更小电力部件的同步检查。

该项技术也支持完成对缺陷设备的管理。通过故障识别，和后台大数据系统的联系，对应实现空间场域对智能巡检数据的快速检索，发现在设备文件、线路图、技术难题处理等方面，存在哪些不确定性或缺陷性问题，生成缺陷报告。一边通过智能响应解决已识别到的故障，一边通过PDA等智能终端系统，提醒线路检查人员携带智能检测平台提示的专业工具，到现场进行检查维修，或提供远程技术支持；或及时发出调度指令，要求工作负责人在规定时间之内完善缺陷记录。

三、物联数据通信技术

发现、检测的电网线路问题，需要通过实时回传数据的方式，获得下一步的问题解决方案。在现有的通信技术环境中，巡检数据回传通常是利用无线公网，或电力无线专网，完成指定工作。但由于GPRS技术在某些环境中会发生传输速率低、数据丢失或覆盖范围有限的问题，并需要有专门的网络基站搭建网络传输通道，增加了整个输电工程的投入和维护成本。所以，可以通过使用低功率、低能耗的无线传感，做巡检数据回传的主要通信手段。使用WiFi、短距离无线通信技术，分多个波段、多个地址同频传输，减少发射信号的时间间隔，满足诸如无人机等设备的通信时间要求；并可以有效降低在同一场域内所传递信号的彼此碰撞和影响概率，提高信号传输的可靠性

[3]。

在此基础之上，增加物联网技术的使用范围，可提高巡检数据的传输丰富度、多样性。通过无线传感、光纤通信的组合，打造杆塔汇聚节点，再组合成杆塔接入节点，同时传送图像、视频等普通数据。并可以反馈物联网捕捉到的气象资料、电网舞动幅度、电线覆冰情况等不同数据。一系列数据，在传输过程中组建出了以链状结构为基本单元的故障模型，输送到智能巡检的终端，反馈出来的是声音、数字、图像的终极采集模块。对应由红外测温、专业传感器等不同数据的来源，为全方位管理智能巡检工作提供支持。

四、专家系统监督技术

专家系统，是在人工智能模式下，将人类专家和模拟专家或机器专家组合在一起，实现知识、经验的集合。用该种程序对电力巡检进行安全支持，和巡检过程、结果的监督。前期，可筛选具有输电工程巡检丰富经验，和扎实理论知识的某一人类专家，对其工作中的思维模式、问题处理方式，进行全方位的数据解读，把每一复杂问题分解成各子问题和子结果，最终汇总成机器专家的成员类问题，用以解决常见性的输电工程巡检工作问题。例如提供基础问题咨询服务、专业知识学习服务，和基础工作模式教育指导服务。机器专家现阶段无法提供具体解决方案的问题，可以链接到人类专家系统之中，更好的指导在线寻求问题解答方案，做故障推理。而机器专家则在后台识别该过程，将动态问题和处理方案继续进行捕捉和模拟，以丰富专家系统程序。

该套程序同步链接在智能巡检安全监督工作平台之上。开始每一运维任务之前，都由专家系统对该次故障进行时间、环境、数据等的具体分析，给出风险评估表和工作指导。巡检过程中，利用面部识别、智能定位巡检轨迹的智能性跟踪，达到监控和监督的目的，避免由人为操作失误可能带来的巡检安全隐患。并会利用相似的技术模型，对巡检结果进行评估，生成巡检网络报告。

结束语

智能巡检，必然是我国输电工程巡检工作的未来方向，且会在边缘计算等技术的日趋成熟带动之下，不断的深化和提高，解决现有智能巡检存在的技术类问题。下一步，智能巡检还会促进电力系统自愈性能的提高，促进系统内部数据的闭环传输和故障自我清除，利用立体感知、状态捕捉预判、全面智能管理，减少应用数据技术的边际成本，并促使智能电力、物联电力等的深度融合。

参考文献：

[1]马忠梅,韩宝卿,李文娟,等. 智能识别技术在无人机输电线路巡检中的应用[J]. 集成电路应用,2022,39(8):126-127.

[2] 王泽武. 输电线路智能巡检系统的实用化研究[J]. 科技与创新,2022(8):85-87,91.

[3] 郭培源. 高压输电线路智能巡检新技术[J]. 百科论坛电子杂志,2020(12):1747.