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信息科学科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald126DOI：10.16660/ki.1674-098X.2006-5548-6552基于三维GIS的无人机巡检管控系统①樊志强(中核武汉核电运行技术股份有限公司 湖北武汉 430074)摘 要：本文设计了基于三维GIS的无人机巡检管控系统。
系统根据地形数据和三维线路实现航线规划、巡检任务、三维导航、状态监控等功能；系统实现与不同无人机型飞控系统、中继设备、避障系统的数据通讯；系统实现智能化预警功能,其中包括遥测参数预警、测控半径预警、逼近线路预警等；系统建立历史数据库，实现对三维基础数据、航迹数据、巡检成果数据、飞机设备状态参数、飞行日志等进行管理；系统结合实际需求并创新应用，实现定点拍摄、图像识别分析、高端仪器设备搭载等；系统实现拓展应用，根据具体应用需求实现三维高级空间分析功能。
关键词：三维GIS无人机 巡检管理系统 图像识别 系统中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2020)10(a)-0126-03UAV Patrol Control System Based on 3D GISFAN Zhiqiang(CNNC Wuhan Nuclear Power Operation Technology Co., Ltd., Wuhan, Hubei Province，430074 China)Abstract: This paper designs a UAV patrol control system based on 3D GIS. According to terrain data and three-dimensional lines, the system realizes route planning, patrol task, three-dimensional navigation, status monitoring and other functions; realizes data communication with f light control system, relay equipment and obstacle avoidance system of different unmanned aircraft; realizes intelligent early warning function. It includes telemetry parameter early warning, measurement and control radius early warning, approach line early warning, etc.; the system establishes a historical database to manage the three-dimensional basic data, track data, inspection results data, aircraft equipment status parameters, f light logs, etc.; the system combines the actual needs and innovative applications to achieve fixed-point shooting, image recognition and analysis, high-end instrument and equipment carrying, etc.; the system unified implementation of the expansion of applications, according to the specific application needs to achieve three-dimensional advanced spatial analysis function.Key Words: 3D GIS UAV; Patrol management system; Image recognition; System①作者简介：樊志强（1987—），男，蒙古族，内蒙古兴安人，本科，工程师，研究方向为地理信息系统。
无人机巡检精细化管理作者：程耀鸿林莹莹来源：《中国新技术新产品》2016年第19期摘要：当前电网规模不断发展，对于输电设备巡检要求也越来越高，无人机和人工巡检相互协同的输电线路新型巡检模式既是技术发展的趋势，也能提高输电线路运检质量、效率和效益。
本文通过开展运维成本分析，合理配置运检人员，可实现减员增效，提高了线路运检的安全管控水平。
关键词：无人机巡检；精细化管理；可行性分析中图分类号：F273 文献标识码：A目前，随州供电公司制定了无人机巡检精细化管理办法，并对其进行了全面规范和优化，解决了巡检到位率低下、缺陷图片上报不规范、缺陷报告合格率低等问题。
管理办法的实施使巡检管理向精细化迈进，在提高巡检到位率、缺陷上报规范管理、提高缺陷报告合格率、降低电网安全运行风险方面取得显著成效。
同时对照巡检标准化作业要求逐条进行整改落实，规范无人机巡检作业流程，最终形成具有一流专业管理水平的良好局面。
因此，有效地对无人机进行精细化管理就显得尤为重要了。
一、无人机巡检精细化管理理念及目标国网随州供电公司通过对现有“安全管理、巡视管理、缺陷管理、工作票管理、培训管理”五大环节深入分析，依据国网公司《架空输电线路无人机巡检作业安全工作规程》，对无人机巡检精细化管理进行全面规范和优化，推进无人机巡检精细化管理建设。
至2016年末公司无人机巡检达到标准化作业。
通过无人机巡检精细化管理工作，公司无人机逐步形成技术措施完善，作业流程标准，管理严格规范，设备安全稳定，效率效益提高，具有一流专业管理水平的良好局面。
二、无人机巡检精细化管理主要做法1.专业管理工作的流程图2.主要流程说明2.1 实施准备阶段本阶段是无人机巡检精细化管理工作的基础，主要的工作内容包括建立完善的组织机构及其工作体系，制定相应管理和考核制度，建立完善的培训制度。
其中开展无人机巡检标准化作业培训是本阶段的关键节点环节。
节点1）：编制无人机巡检精细化管理组织网络图、建立组织体系，明确责任，履职到位。
输电线路无人机巡检智能管理系统的研究与应用摘要：近几年，我国电力企业发展迅速，输电线路为我国发展做出了很大贡献。
随着无人机技术的不断成熟，无人机在电力行业中的应用越来越广泛。
国家电网和南方电网也相继发文大力发展无人机巡线业务，促进输电线路由传统人工巡检模式向人机协同巡检模式转变。
因此，有效提升输电线路无人机巡检作业管理的规范化和智能化，是无人机技术深化应用亟须解决的关键问题。
关键词：输电线路；无人机巡检；智能管理系统；研究；应用引言我国通航领域政策逐步放开，无人机技术也得到了快速发展，在远程遥控、续航时间、飞行品质等方面都有了明显的突破。
另一方面，高分辨率可见光照相机（摄像机）、高精度红外热像仪、三维激光雷达扫描设备等检测装备技术的成熟应用，使无人机在电力作业中具有良好的发展前景。
1输电线路无人机巡检智能管理具体的技术线路在实际构建输电线路无人机巡检智能管理系统之前,无人机巡检工作人员首先要对相关的信息数据进行详细分析,在无人机巡检内部建立信息资源共享平台;其次,要充运用一些小规模、模块式以及可以编辑的软件再次对其进行调整,以J2EE技术为依据,结合水输电线路无人机巡检状况设分析,合理设计多种不同模式的技术实施方案;最后,技术人员要充分发挥自身工作职能,积极研第三方软件,使其与供应商数据进行连接。
无人机巡检管理系统在构建过程中,要从几方面的内容出发[1]:(1)在前置层中增信息数据采集、控制、清洗以及储存信息数据等功能。
(2)在表面层中既可以不断丰富具体的管理工具,也可以对整体结构的信息数据进行整理和利用。
(3)在应用服务层在面对客户的过程中,要为客户提供多种不同的服务。
(4)在应用逻辑层面向智能管理等系统工具时,对客户使用的具体权限进行曲廀管理,还可以准确识别无人机飞行动图像和信息等。
(5)而数据访问与信息数据库在一定意义上都属于智能化信息数据管理的实际内容,在无人机开展巡检工作期间,对相应的信息进行管控和储存。
关于搭建“无人机综合管控平台”的方案随着智能制造和大规模集成电路产业的发展，无人机的工艺越来越成熟，性能大幅提升。
工业无人机在很多行业中开始使用，其中农林植保和电力能源巡检这两个领域在目前已表现出较为迫切的需求趋势，且具备较为可观的市场规模前景。
而随着成本不断降低，价廉物美的无人机也已经在民用市场崭露头角。
预计无人机凭借其优势，将会在消防救灾、公安系统、国土测绘、气象环保监测、包裹派送等等众多方面一展身手，为许多行业带来业务模式变革和管理规则的改变。
这几年以大疆、亿航等国内一线品牌为首的无人机制造商，将主力型号售价拉进万元以内，甚至一两千元的水平，无人机的普及度越来越高，更多个人用户也开始“玩”无人机。
据IDC数据预测，2019年中国消费级无人机年销售规模达到390万台，上海等大城市将超10万台。
无人机的技术和产业在飞速发展，但配套的管控技术和规则制度却没有相应跟上，已经出现了很多严重的安全隐患和漏洞。
例如由于无人机操作人员（包括远程操纵或者自主飞行）的经验不足、部分廉价品牌无人机以次充好等原因，无人机“摔机” (行业术语，指空中坠落但未造成机身损伤)、“炸机”(指空中坠落造成机身损坏)现象层出不穷。
无人机使用不当，也成为犯罪份子实施违法行为的新型工具，带来的偷窥隐私、泄露国家机密、妨碍航空飞行等事件也屡见报端，国外也发生很多使用无人机搞恐怖袭击和破坏社会稳定的案例。
一方面是无人机的应用场景增多，质量比较差的低端无人机也越来越多，使用频率越来越高；另一方面是低空领域的资源有限，无序使用会造成拥堵，没有监管的飞行还会造成安全隐患。
尤其在人口稠密的生活区和重点单位区域，一旦使用不当，容易造成重大事故。
不仅行业生产和销售亟需监管，而且使用者资质需要规范，无人机运行状态也需要严密监控。
遗憾的是，目前我国对于民用级无人机的规范文件，暂时只有国家民航局2015年底出台的《轻小无人机运行规定》(试行)(下简称《运行规定》)，而对于无人机驾驶员资质问题，则只有一份民航局正在征求意见的《民用无人机驾驶员管理暂行规定》，该规定仍未正式出台。
无人机控制系统调试方案第一步：硬件调试1.检查电源供应系统是否正常工作，包括检查电池电量和连接线是否正常。
2.检查传感器和执行器的连接是否正确，并确保各个部件的工作状态良好。
3.检查飞控主板的连接是否牢固，并确保所有连接口的焊接良好。
4.对所有硬件进行自检，包括检查传感器和执行器的校准情况。
第二步：信号调试1.使用示波器等仪器检查各个传感器的输出信号是否正常。
2.检查遥控器的信号接收情况，确保各个通道可以正常控制无人机。
3.检查数据传输模块的连接情况，并确保无线通信信号强度稳定。
第三步：软件调试1.确保无人机的飞控固件为最新版本，并根据厂家提供的调试流程和方法进行软件设置。
2.检查无人机的各项参数设置是否正确，如PID参数、电池电压阈值等。
3.使用地面站软件对无人机进行校准和调试，如传感器校准、电子罗盘校准等。
4.确保无人机的控制算法正常工作，如姿态控制、航迹规划等。
第四步：飞行调试1.进行地面滚动测试，确保无人机的基本动力系统正常工作。
2.进行低空试飞，检查无人机的姿态和悬停控制是否灵敏准确。
3.进行航迹飞行测试，包括起飞、航线跟踪和降落等，确保无人机能够按照预设航线和动作准确执行。
4.进行飞行器故障和紧急情况下的应急测试，如失控、电池电量不足等。
第五步：数据分析和改进1.在飞行中收集相关数据，包括传感器输出、无人机状态和控制输入等。
2.对数据进行分析和比对，检查无人机的行为是否与预期一致。
3.根据分析结果，对控制算法和参数进行调整和改进，以提升无人机的飞行性能和安全性。
需要注意的是，无人机控制系统调试是一个迭代的过程，可能需要多次进行调试和改进。
调试过程中要保持耐心和细致，在每个步骤中都要充分确认当前状态和设备连接，避免操作失误和疏忽。
最后，在进行飞行调试时，要选择适当的地点和时间，并遵守相关的飞行规定和安全标准。
同时，备用部件和应急设备也是调试过程中的必备之物，以应对意外情况和故障。
只有确保无人机控制系统航空器，才能安全、准确地执行各项任务。
102①作者简介：杨鑫（1980—），男，本科，副高级工程师，高级技师，从事配电网无人机智能巡检应用与研究。
通信作者：周攀（1992—），女，硕士，中级工程师，从事配电网无人机智能巡检应用与研究。
E-mail：1432869 DOI：10.16660/ki.1674-098X.2102-5640-6391无人机在10kV配电线路智能巡检中的应用①杨鑫 周攀* 李斌 秦硕 高爽 张派（国网北京市电力公司昌平供电公司 北京 102200）摘 要：配电网运维面临巡视人员数量少、运维资产体量大、设备及通道环境复杂等客观局面。
本文以提质增效为目的，探索无人机在10kV配电架空线路的新应用，大力发展可视化监拍和红外热成像等无人机前沿技术，旨在提升配电网精细化巡检水平，节省人力和时间成本，将核心人员用于核心业务，实现配电专业管理模式的转型提升和人员作业模式的高质高效。
本文总结了无人机智能巡检发展现状，提出配电线路无人机巡检的应用场景，详细描述了无人机智能综合管控系统，对未来无人机配电网智能巡检模式的发展进行展望。
关键词：配电网 无人机 精细化巡检 智能巡检模式 提质增效中图分类号：TM75文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2021)04(a)-0102-06Application of UAVs in Intelligent Inspection of 10kV DistributionLineYANG Xin ZHOU Pan * LI Bin QIN Shuo GAO Shuang ZHANG Pai （State Grid Beijing Changping Electric Power Co., Ltd., Beijing, 102200 China)Abstract: The operation and maintenance of distribution network is faced with objective situations such as a small number of inspectors, a large volume of electrical equipment assets, and complicated surroundings. Based on the quality and effectiveness improvement as the goal, this paper explores the new application of unmanned aerial vehicles (UAVs) in 10kV distribution line, and vigorously develops UAVs cutting-edge technologies such as visual monitoring and infrared thermal imaging, aiming to enhance the level of distribution network refinement checking, liberate the labor and time costs, apply the core staff to the core business, and realize the transformation and upgrading of professional management mode and the high quality and efficiency of personnel operation mode. This paper summarizes the development status of UAVs intelligent inspection, puts forward the application scenario of UAVs inspection using in distribution line, describes the UAVs intelligent integrated control system in detail, and looks forward to the development of UAVs intelligent inspection mode of distribution network in the future.Key Words: Power distribution network; UAVs; Refinement checking; Intelligent inspection mode; Quality and effectiveness improvement配电网是电力系统与用户直接相连的部分，为确保人民生活和企业生产用电的安全可靠性，提升客户优质服务感知度，配电网运维管理压力与日俱增。
输电线路无人机巡检作业管理系统摘要：随着无人机技术的不断成熟，无人机在电力行业中的应用越来越广泛。
国家电网和南方电网也相继发文大力发展无人机巡线业务，促进输电线路由传统人工巡检模式向人机协同巡检模式转变。
因此，有效提升输电线路无人机巡检作业管理的规范化和智能化，是无人机技术深化应用亟须解决的关键问题。
关键词：输电线路；无人机；巡检作业；管理系统由于电力企业的发展，扩大了电网的规模，从而增大了巡检的工作量和难度。
整个电力系统的稳定运行主要受一些自然因素和人为因素的影响，而造成输电线路受到破坏，致使输电线路不能正常运行，而一旦发生故障，为了做到及时抢修工作，必须尽快找到输电线路故障点，因此，在巡检输电线路故障中，采用无人机技术可以有效地提高抢修的效率。
一、无人机技术的概述1、技术要素在巡检输电线路时，经常使用专门的遥控直升机（UH）和四旋翼无人机（M4R），UH的组成部分包括：遥控直升机本体、减振悬挂装置、影像采集传输设备、地面摄像监视和操控系统等，后台的工作人员主要是利用无线图像传输设备，将UH在飞行过程中采集到输电线路的目标视频图像传送回来，以此对输电线路存在的故障做出及时判断；M4R其组成部分包括地面站和M4R无人机，M4R中设置了无线图像传输设备和无线微型高分辨率图像采集设备等，因此，采集到的输电线路的特定目标清晰度很高，并能进行远程传输，同时，M4R应用了4个旋翼对称分布的方法，进而形成的气动布局，在起降和悬停方面性能良好。
2、功能概述在巡检过程中，通过人工遥控使UH无人机飞行到输电线路安全距离范围之内，并悬停在输电线路附近，进行采集图像，并通过无线图像传输设备传输到后台；而地面站会发出指令引导M4R无人机沿着输电线路飞行，并在离输电线路安全距离的位置悬停，即完成M4R无人机自主悬停在安全的空间位置的功能，以便拍摄图像时，可以保证各角度的清晰度，另外，工作人员要想调整图像采集设备和被检测设备，只需对航向和M4R的减振云台进行调节即可。
光伏电站无人机巡检系统解决方案一、行业背景太阳能光伏发电系统主要分集中式和分布式，集中式电站一般占地面积广，大多建在我国西北部和一些偏远地区，自然环境较为恶劣，如大型西北地面光伏发电系统；分布式电站一般建在屋顶、大棚和大面积水池上，如工商企业厂房屋顶光伏发电系统，民居屋顶光伏发电系统。
然而，这些光伏电站并网后带来了大量的运营维护压力，如常规设备检测、光伏板巡检等。
传统的运维方式采用人工巡检，效率低下，并且设备故障判别多依据运维人员经验判别，极易产生纰漏和偏差；而且在偏远地区恶劣的自然环境下，幅员辽阔的光伏电站巡检工作，是十分困难和危险的。
对于农光互补、渔光互补、屋顶电站等光伏区，传统的人工巡检不能满足需求，无法实现安全的光伏巡检目的。
二、方案目标无人机搭载可见光相机、热红外传感器或EL检测设备，采集光伏组件的可见光、热红外图像或EL数据，实现无人机智能化巡检，提高光伏巡检效率和安全性。
可见光和热红外图像实时存储，可快速导出至pc端，后续利用无人机智能诊断软件对无人机采集的热红外图像和可见光图像进行智能化处理，实现组件不发电检测、灰尘污垢遮挡、组件裂纹破损等故障引起的热斑自动化诊断和定位。
大大提高光伏电站的巡检效率和故障诊断的度。
三、无人机巡检系统介绍无人机巡检系统包括无人机系统、数据采集系统、地面智能控制系统、数据分析处理系统等四部分。
如图3-1所示图3-1无人机巡检系统1、无人机系统无人机系统配备有超长航时，防护等级高达IP56的工业级多旋翼无人机M6，以及的DJI A3 飞行控制器,采用全面优化的姿态解析和多传感器融合算法,可靠；集成高清图传，能实时查看相机画面,传输距离远达5公里,图传画质 720P；内置智能电池管理系统，能够实时监控剩余电池电量，系统会自动分析计算出返航和降落所需的电量和时间，避免因电量不足引发的危险。
同时可实现20分钟快速充电功能，能在短时间内将电池充满。
系统参数表如下：项目参数飞行平台M6轴距805 mmzui大负载重量 4.5kgGPS悬停精度垂直：±0.5 m；水平：±2.5 mzui大上升速度 5 m/szui大下降速度 3 m/szui大航行速度18m/szui大可承受风速10 m/s（六级）zui大飞行时间50min图3-2无人机系统M62、数据采集系统数据采集系统包括可见光采集遮挡物、灰尘遮盖状况、红外相机采集热斑情况。
