無人機在廣播發(fā)射臺的應用前景展望

任 凱

（國家新聞出版廣電總局722臺，寶雞 721001）

無人機在廣播發(fā)射臺的應用前景展望

任 凱

（國家新聞出版廣電總局722臺，寶雞 721001）

1　引言

無人機被譽為“空中機器人”，隨著技術的不斷進步，無人機不僅在軍用領域大顯身手，在民用領域的應用也日益廣泛。

2　廣播發(fā)射臺天饋線系統(tǒng)及供電線路巡檢分析

2.1 行業(yè)需求背景

廣播發(fā)射臺傳統(tǒng)巡查天饋線及供電線路的模式，已經(jīng)不能完全適應現(xiàn)代化廣播發(fā)射臺建設與發(fā)展的需求。

2.2 無人機巡線在廣播發(fā)射臺的優(yōu)勢

傳統(tǒng)巡視線路存在的問題：

⊙ 巡線距離長、工作量大、步行巡線效率非常緩慢，無法提高巡線效率。

⊙ 遇到冰雪水災、地震、滑坡等自然災害天氣時，巡線工作將無法開展。

⊙ 山區(qū)巡線具有高風險性，工作條件艱苦，隨時會威脅到巡線人員生命安全。無人機巡線優(yōu)勢所在：

⊙ 無人機具備防雨水功能：可在大雨、中雪天氣飛行，不受惡劣天氣影響，可隨時巡航，有利于加大重點區(qū)段的特巡力度，增加大負荷運行下設備檢測次數(shù)。

⊙ 無人機機動靈活：機身輕巧可靠，結構緊湊、性能卓越，使用不受地理條件、環(huán)境條件限制，特別適合在復雜環(huán)境執(zhí)行任務，可定期對線路通道內(nèi)樹木、違章建筑等情況進行重點排查、清理，確保輸電通道安全。

⊙ 傻瓜式自主飛行：35kV供電線路和天饋線臨自然災害的處理，無人機系統(tǒng)具備全自動一鍵式起降及傻瓜式自主飛行功能，可長時間空中懸停或飛停于某固定點，通過大范圍飛行快速巡查，可第一時間掌握事故隱患地點。

⊙ 反饋及時：無人機內(nèi)置大內(nèi)存超小機載高清拍攝設備，通過航拍測繪掌握地面受災程度，地面工作站控制指揮人員，根據(jù)實時回傳的數(shù)據(jù)立即通知相關單位開展搶修維護事宜。

⊙ 提高了搶修隊伍在處理應急事件的辦事效率：快速準確地為受災地區(qū)進行定損評估，為天線塔幕、饋線、輸電線搶修贏得寶貴的時間。

⊙ 無人機巡航降低了廣播發(fā)射臺整體事故率：無人機巡航在拍攝過程中發(fā)現(xiàn)重大危急缺陷，及時為廣播發(fā)射臺提供信息，可避免供電線路事故，天饋線事故，從而確保廣播發(fā)射臺的安全播出任務。

3　無人機在廣播發(fā)射臺應用要求

（1）飛行控制技術：要求遙控距離最好達30km，遙控高度在300m左右；由地面控制系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)鏈進行操控實時傳遞圖片或視頻，方便巡線人員使用；并且具備GPS自主線路導航控制、地理匹配自動控制、線路桿塔自動跟蹤等飛行控制功能，使無人機巡線進入全自動化飛行方向發(fā)展，使一條輸電線路或所有天饋線巡線全部工作小于半天時間。

（2）機體穩(wěn)定飛行技術：無人機飛行穩(wěn)定，不抖動，或者具備攜帶穩(wěn)定能力的攝像平臺，可以安裝可見、紅外熱像攝像設備，具備攝像設備自動控制攝像功能，便于進行拍攝地面線路桿塔高分辨率航空影像。

（3）線路桿塔自動跟蹤識別技術、攝像快速對焦成像技術：一系列先進測繪控制技術攝像快速曝光，生成高清晰的地面桿塔、線路、樹林、絕緣子、金屬等可見、紅外影像，最好具備自動輸電網(wǎng)故障識別攝像功能。

（4）無人機巡檢要求極熟練的操作人員進行操作，對于“飛手”的要求將不是那么簡單的能把飛機飛起來就可以，無人機線路巡檢要求操作員可以將無人機精確的控制到每一個需要檢查的點上。

（5）無人機續(xù)航問題，一般的無人機續(xù)航時間很短，在很短的時間內(nèi)要完成長線段的巡檢是不可能的，返程也是問題。

4　廣播發(fā)射臺無人機應用設想

4.1 針對天饋線系統(tǒng)采用無人直升機進行巡查

無人直升機系統(tǒng)具有以下特點：

（1）性能優(yōu)異：長時間懸停、貼近巡檢對象進行低空飛行；在野外場地垂直起降，不需專門的機場和跑道；若發(fā)動機發(fā)生故障空中停車，無人直升機可以利用旋翼自轉下滑安全著陸；飛行高度為10～1000m，續(xù)航時間為20～50分鐘，巡航速度每小時30km，抗風4級。

（2）傻瓜式的飛行控制：使用自動駕駛儀全自主執(zhí)行全部命令，包括起飛、爬升、航線飛行和著陸，能自由懸停。地面站執(zhí)行任務規(guī)劃、實時采集和遠程控制；通過指令上行鏈路進行遙控或操控遙飛行中更改航線、控制載荷等功能。

（3）實現(xiàn)多種任務載荷：根據(jù)任務需要可搭載3.5～12kg以內(nèi)的多種任務載荷，如照相機、攝像機、紅外感應儀等其他勘測設備等。

無人直升機巡檢的優(yōu)勢：首先，它根據(jù)巡檢事前編好的各個天線塔GPS坐標點，進行自動飛行巡檢，巡檢內(nèi)容包括饋線和天線幕（有無斷股）、桿塔（有無鳥窩、損壞、變形、緊固金具松脫金具被盜）、絕緣子（有無閃落跡象、破損、污穢、異物懸掛）、防震錘（有無變形、存在異物）、線夾（有無松脫）、導線（有無斷股、異物懸掛）、地面環(huán)境（有無在規(guī)定范圍建筑房屋和超范圍生長的植物）等內(nèi)容。其次，無人機執(zhí)行巡檢監(jiān)控，并實時同步傳輸?shù)降孛婀ぷ魅藛T。最后，無人機完成巡檢任務后，地面工作人員根據(jù)巡檢內(nèi)容信息判斷巡檢結果，并根據(jù)具體情況制定相應的解決措施。另外，針對夜間天饋線出現(xiàn)打火等故障的巡查，直升無人機通過掛接熱成像設備，對巡檢天線進行紅外巡查，通過溫度異常變化對比值，發(fā)現(xiàn)天饋線上隱蔽性較強故障點。

4.2 針對35kV供電線路采用固定翼無人機巡查

固定翼無人機系統(tǒng)具有以下特點：

（1）性能優(yōu)異：航線控制精度高，飛行姿態(tài)平穩(wěn)。飛行高度可達3，000m，續(xù)航時間為120～180分鐘，巡航速度每小時80～130km，抗風6級，飛行半徑80km。在多云氣象條件下，可以進行云下航攝飛行。

（2）飛行控制簡單可靠：使用自動駕駛儀全自主執(zhí)行全部命令，包括起飛、爬升、航線飛行和著陸。地面站執(zhí)行任務規(guī)劃、實時采集、遠程控制、飛行中更改航線、控制載荷等功能。

（3）簡便安全的發(fā)射和回收方式：采用輕便、高可靠性、可重復使用的彈射架，彈射起飛，不受起飛場地限制；配備符合軍用標準的降落傘，能保證安全作業(yè)飛行。

（4）實現(xiàn)多種任務載荷：根據(jù)任務需要可搭載5kg以內(nèi)的多種任務載荷，如照相機、攝像機或其他勘測設備等。

（5）使用成本低：無人機系統(tǒng)的運營成本較低，飛行操作員的培訓時間短，系統(tǒng)的存放、維護簡單。

使用固定翼無人機系統(tǒng)巡檢的優(yōu)勢有：首先，它可利用固定翼快速作出應急反應，適用于自然災害預警巡查飛行和事故應急飛行。其次，通過大范圍飛行快速巡查，第一時間掌握事故隱患點。最后，通過航拍測繪掌握地面供電線路損毀程度，地面工作站根據(jù)實時航拍監(jiān)控數(shù)據(jù)立即通知當?shù)毓╇娬疽约氨締挝痪S護部門展開搶修維護事宜。

5　結束語

無人機在廣播發(fā)射臺除了上述兩種主要應用外，還可以應用到發(fā)射臺日常臺區(qū)安防、消防、防洪、防災和舉辦活動等用途。當然，無人機也是存在缺憾和不足，比如其對通信依賴性強，且易受到天氣、信號等干擾和人為因素影響，行動帶有滯后性。小型無人機載重較小、工作時間短，加之空管等方面也不利其發(fā)展，這些問題需要我們一起去技術創(chuàng)新和研究突破。

［1 劉國嵩，賈繼強．無人機在電力系統(tǒng)中的應用及發(fā)展方向．東北電力大學學報，2012

［2］ 李勇．無人飛行器在特高壓交流輸電線路巡視中的應用模式研究．華北電力大學（北京）學報，2014

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2016.07.016

V2，TN93，TN94 文獻標示碼：A

1672-7274（2016）07-0039-02