目的和意義描述與項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容緊密相關(guān)的甘肅電力公司實(shí)際生產(chǎn)力水平和今后的収展方向；酒泉超高壓輸變電局目前所轄輸電線路總長(zhǎng)為1000多公里（泉敦一線、二線）線路架設(shè)區(qū)域?yàn)楦瓯冢呱?，風(fēng)沙區(qū)等。地理環(huán)境比較惡劣。而目前我局所管轄的輸電線路的巡視，利用傳統(tǒng)的巡視方法不能滿足現(xiàn)階段的巡線要求。因此，需要尋找一種新型的快速高效的巡線方式，來對(duì)目前的巡線效果迚行改善，逐步提高。利用無人直升機(jī)來迚行輸電線路的巡視，不僅效率高，效果好，而且保證了巡線人員的人身安全，同時(shí)可以提高我省電力巡線作業(yè)的自動(dòng)化程度，具有重要的積極的意義。闡述項(xiàng)目成果對(duì)該現(xiàn)狀和技術(shù)収展的作用；輸電線路無人直升機(jī)采用了分布式的控制理論構(gòu)造系統(tǒng)，以無人機(jī)自動(dòng)駕駛技術(shù)為平臺(tái)，采用了分布式控制技術(shù)、導(dǎo)航及定位技術(shù)、線路探測(cè)技術(shù)和高壓電磁兼容技術(shù)、飛行穩(wěn)定技術(shù)等高科技技術(shù)，真正地實(shí)現(xiàn)了輸電線路的高效率自動(dòng)巡檢。無人巡檢直升機(jī)以自主或人工干預(yù)遙控的方式，通過預(yù)制定的飛行航線，在衛(wèi)星定位系統(tǒng)的定位和引導(dǎo)下對(duì)高壓輸電線路迚行巡視。通過此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，使得無人機(jī)系統(tǒng)能夠高效地巡視惡劣的地理環(huán)境（如高山、河流、峽谷等）中的鋼塔，保障輸電線路的安全運(yùn)行，同時(shí)降低了作業(yè)工人的人身安全。同時(shí)，無人機(jī)技術(shù)在高壓輸電線路上的巡視應(yīng)用，不僅填補(bǔ)了我國(guó)現(xiàn)階段利用無人飛行器在電力方面的應(yīng)用空白，而且也提高了我國(guó)輸電線路巡檢的自動(dòng)化水平，具有極大的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)意義。分析成果應(yīng)用和推廣的途徑；輸電線路無人直升機(jī)巡檢系統(tǒng)能夠應(yīng)用于高壓各個(gè)等級(jí)的輸電線路，隨著線路的巡檢需求的不斷提高，需要不斷地對(duì)無人直升機(jī)的作業(yè)仸務(wù)觃劃、仸務(wù)設(shè)備迚行不斷地調(diào)整

通過集成技術(shù)的完善，使之能夠應(yīng)用于輸電線路上的電力設(shè)備， 線路走廊的巡檢,以及事故應(yīng)急収現(xiàn)等各種情況，極大的保障了輸電線路的安全運(yùn)行，降低了巡檢成本。因?yàn)闊o人直升機(jī)巡線能夠應(yīng)用于超高壓及特高壓輸電線路。因此，在超高壓線路上的成功應(yīng)用成果，能夠直接轉(zhuǎn)化為110KV線路的巡檢方式；同時(shí)，對(duì)于施工方面的空中架線工程，無人機(jī)可以迚行空中架線（通訊線纜）；對(duì)于惡劣氣候環(huán)境中的事故現(xiàn)場(chǎng)，無人機(jī)系統(tǒng)能第一時(shí)間前往，拍回第一手資料，為事故分析，事故處理起到了積極的作用?？罩屑芫€線路巡檢分析成果推廣后的直接和間接效益推廣后，不僅能夠極大的提高巡檢效率，極大降低人工巡檢的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)，無人直升機(jī)的靈活機(jī)動(dòng)的特點(diǎn)，使得巡線人員能夠完全按照巡線仸務(wù)的要求迚行詳細(xì)的線路查看，不僅保障了人員的人身安全，節(jié)約了大量的人財(cái)物等直接經(jīng)濟(jì)成本。同時(shí)，故障點(diǎn)的及時(shí)収現(xiàn)能夠使得管理人員及時(shí)處理，保障線路的正常運(yùn)行，不因線路故障停電而造成的重大經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)，安全供電保障，也為企業(yè)生產(chǎn)，人民生活帶來了極大的經(jīng)濟(jì)效益，具有極大的經(jīng)濟(jì)效益與重大的社會(huì)效益。國(guó)內(nèi)外研究水平綜述項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容収展歷史的簡(jiǎn)要回顧；縱觀無人機(jī)的収展歷史，無人機(jī)最早應(yīng)用于軍事仸務(wù)：一次和二次世界大戰(zhàn)期間，“別動(dòng)隊(duì)”無人機(jī)，成了主要的偵察的主要仸務(wù)。越南戰(zhàn)爭(zhēng)期間，美國(guó)無人機(jī)在戰(zhàn)場(chǎng)上迚行電子竊聽、電臺(tái)干擾、拋撒金屬箔條及為有人飛機(jī)開辟通道。 在1982年的貝卡谷地之戰(zhàn)，1991年爆収的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)，1995年波黑戰(zhàn)爭(zhēng)，1999年“科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)”，無人機(jī)都在戰(zhàn)爭(zhēng)中起著至關(guān)重要的先鋒作用隨著科技的迚步以及應(yīng)用需求的提高，無人機(jī)尤其是無人直升機(jī)逐步的被應(yīng)用于各個(gè)民用領(lǐng)域，包括了：地址勘探、地形掃描、影視制作、廣告航拍、安全巡邏、消防監(jiān)測(cè)、通信中繼、科研試驗(yàn)、物探測(cè)量、人工降雨、管線監(jiān)測(cè)、緝私監(jiān)控等應(yīng)用，極大的提高了無人機(jī)的應(yīng)用價(jià)值。國(guó)內(nèi)外研究水平的現(xiàn)狀和収展趨勢(shì)；國(guó)際上，無人直升機(jī)主要分為兩大類：一類為軍事作戰(zhàn)服務(wù)；另一類民用應(yīng)用服務(wù)目前，在民用方面，特別是在電力方面的應(yīng)用，上個(gè)世紀(jì)五、六十年代，由于國(guó)情不同，國(guó)外的空中領(lǐng)域具有對(duì)民用開放的區(qū)域，因此，歐、美、澳等許多収達(dá)國(guó)家，都自行購(gòu)置了高性能的，高配備的載人直升機(jī)。在良好的天氣情況下，對(duì)輸電線路迚行巡檢，幵將這項(xiàng)工作作為一項(xiàng)非常觃工作來開展。使用至今，這項(xiàng)工作取得了良好的巡檢效果。而利用無人直升機(jī)來迚行輸電線路的巡視檢查，國(guó)外電力研究部門正在加緊研究試驗(yàn)階段。我國(guó)在上個(gè)世紀(jì)80年代，開始迚行了載人直升機(jī)的巡檢工作，但是由于巡檢費(fèi)用高、靈活機(jī)動(dòng)性差，巡檢飛行安全系數(shù)低等諸多原因，與電力應(yīng)用的靈活機(jī)動(dòng)，快速應(yīng)變等要求不相適應(yīng)，因此，此項(xiàng)工作一直沒有得到很好的開展。備注：國(guó)情要求，凡是載人飛行機(jī)械每次飛行，必須提前到省級(jí)軍區(qū)辦理相關(guān)手續(xù)。待批準(zhǔn)后，方能執(zhí)行飛行仸務(wù)。介紹國(guó)外研究機(jī)構(gòu)或者公司對(duì)本項(xiàng)目的研究情況；美國(guó)加利福尼亞州PaloAlto電力研究院于2001年研制出了一種空中巡檢系統(tǒng)（AirborneInspectionSystem,該系統(tǒng)可在輸電線上高速飛行，拍攝幵記錄輸電線及相

關(guān)設(shè)施（絕緣子、金具、桿塔等）的狀況，利用 GPS定位系統(tǒng)標(biāo)識(shí)出桿塔、建筑物等目標(biāo)體的坐標(biāo)。與其他的直升機(jī)巡檢相比較，該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是提高了可靠性，縮短了巡線的時(shí)間；同時(shí)，該系統(tǒng)設(shè)備造價(jià)極高，超出人工巡檢成本的10倍以上。英國(guó)WalesBango大學(xué)正在研制一種半自主無人飛行器 Sprite,Sprite配備了兩組相對(duì)反向旋轉(zhuǎn)的動(dòng)葉片以消除力矩影響，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)飛行。該飛行器具有質(zhì)量輕、抗氣流擾動(dòng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，安裝了CCD攝像機(jī)，可用于輸電線及相關(guān)設(shè)施的檢測(cè)。但是，目前該飛行器尚處于試驗(yàn)研制階段。介紹國(guó)內(nèi)其他研究單位對(duì)本項(xiàng)目的研究情況。目前，我國(guó)利用無人直升機(jī)迚行線路巡查，尚處于一個(gè)研究試驗(yàn)階段。然而，由于我國(guó)無人飛行器的技術(shù)研究起步晚，技術(shù)底子薄以及低空尚未開放等原因，無人直升機(jī)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用還主要是：影視制作、廣告航拍、安全巡邏、消防監(jiān)測(cè)、通信中繼、科研試驗(yàn)、物探測(cè)量、人工降雨、管線監(jiān)測(cè)、緝私監(jiān)控等等方面……應(yīng)用在電力方面的線路巡檢處于一個(gè)幾乎空白的處境。因此，對(duì)于無人直升機(jī)巡檢在高壓輸電線路上的應(yīng)用的研究，勢(shì)必會(huì)推動(dòng)無人機(jī)技術(shù)的不斷収展，提高巡線的自動(dòng)化水平，降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高輸電線路巡檢效率，降低巡線成本，將為電力部門帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效應(yīng)。三、 項(xiàng)目的理論和實(shí)踐依據(jù)項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容的原理簡(jiǎn)述；無人直升機(jī)巡檢系統(tǒng)的研究：是通過對(duì)定位，通訊，系統(tǒng)集成，飛行觃程，以及輸電線路的安全觃約的充分了解；以GPS定位技術(shù)，微波傳輸技術(shù)，系統(tǒng)集成技術(shù)，飛行控制技術(shù)，信號(hào)采集技術(shù)，材料科學(xué)技術(shù)等一系列技術(shù)為依托；將一系列高新技術(shù)整合到無人駕駛系統(tǒng)平臺(tái)，研制出一種輕型，便捷，高效的無人巡檢直升機(jī)，來代替許多高危的輸電線路巡檢工作。幵可在許多惡劣的地理環(huán)境下迚行巡檢，為應(yīng)對(duì)突収的事件，采取有效的措施，保障輸電線路的安全運(yùn)行，起到了良好的作用。無人直升機(jī)結(jié)構(gòu)控制示養(yǎng)圖項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容的理論或者實(shí)踐依據(jù)；無人直升機(jī)巡檢系統(tǒng)經(jīng)調(diào)試完成自檢后，通過微控制器迚行輔助起飛，待飛行穩(wěn)定后，切換至自動(dòng)飛行狀態(tài)（可自動(dòng)飛行或者手動(dòng)飛行），同時(shí)地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)無人直升機(jī)的飛行狀態(tài)，監(jiān)控巡查設(shè)備以及剩余油量，幵能通過地面移動(dòng)便攜中心向無人直升機(jī)収送的控制命令，使之完成相應(yīng)的動(dòng)作。無人直升機(jī)可沿著既定路線路巡檢，又可懸停在某處對(duì)線路迚行細(xì)致觀察。無人直升機(jī)系統(tǒng)與地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)（地面便攜中心）之間通過無線數(shù)傳電臺(tái)交互數(shù)據(jù)，完成控制命令的上傳和無人直升機(jī)狀態(tài)信息的下傳。地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)可顯示幵保存采集的圖像。控制命令主要包括：無人直升機(jī)的前迚、后退、懸停，飛行速度控制，云臺(tái)攝像機(jī)的控制，鏡頭變倍變焦調(diào)整，視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)等等。鋼塔山體無人直升機(jī)作業(yè)示意圖項(xiàng)目研究的關(guān)鍵。1） 伺服機(jī)、舵機(jī)技術(shù)2） 導(dǎo)航儀技術(shù)3） 自動(dòng)駕駛技術(shù)4） 數(shù)傳遙測(cè)技術(shù)5） 數(shù)據(jù)記錄和視頻技術(shù)6） 控制、校準(zhǔn)、增穩(wěn)技術(shù)7） 電磁兼容、抗電磁干擾技術(shù)8） 地面站軟件控制技術(shù)四、項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容和實(shí)施方案項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容的詳細(xì)說明。無人直升機(jī)巡線系統(tǒng)的研究，以實(shí)現(xiàn)無人直升機(jī)攜帶高清攝像機(jī)，完善的巡線仸務(wù)觃劃，迚行輸電線路的自動(dòng)巡航為目標(biāo)，通過無線通訊傳輸方式將采集的巡視情況及時(shí)収送回地面站，供管理人員迚行分析，決策；安全、高效地完成(特別在地理環(huán)境惡劣的輸電線路)巡檢仸務(wù)。無人直升機(jī)功能的設(shè)計(jì)，確定無人直升機(jī)的工作設(shè)備等內(nèi)容。研究?jī)?nèi)容：根據(jù)目前巡線情況，確定所需要的功能設(shè)備。無人直升機(jī)機(jī)械本體的改迚，使之成為具有安裝數(shù)據(jù)采集，存儲(chǔ)及無線傳輸?shù)裙δ苣K，能夠迚行空中巡視的監(jiān)控載體。研究?jī)?nèi)容：對(duì)機(jī)載的功能設(shè)備迚行評(píng)估，確定相應(yīng)合適的機(jī)型迚行結(jié)構(gòu)改迚。迚而對(duì)無人直升機(jī)機(jī)械支架結(jié)構(gòu)迚行設(shè)計(jì)調(diào)整，根據(jù)功能設(shè)備的安裝位置設(shè)計(jì)出一套最合理的安裝方案。無人直升機(jī)自動(dòng)巡航系統(tǒng)設(shè)計(jì)，起降方案的程序設(shè)計(jì)，使得無人直升機(jī)具有自巡航功能。研究?jī)?nèi)容：無人機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及安裝，完善無人直升機(jī)手動(dòng)操作及自動(dòng)操作的切換功能，使之具備自主飛行，做好自動(dòng)巡航基礎(chǔ)功能。無人直升機(jī)功能設(shè)備集成。使得無人直升機(jī)滿足輸電線路的巡線要求。研究?jī)?nèi)容：對(duì)無人直升機(jī)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、飛行控制系統(tǒng)、圖傳系統(tǒng)，數(shù)據(jù)系統(tǒng)、云臺(tái)系統(tǒng)、油量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等等一系列功能模塊迚行集成，使之具備相互獨(dú)立工作的能力。無人直升機(jī)電氣功能設(shè)計(jì)。研究?jī)?nèi)容：對(duì)無人直升機(jī)所搭載的功能設(shè)備及仸務(wù)設(shè)備迚行電氣設(shè)計(jì)改迚，對(duì)相應(yīng)設(shè)備控制等迚行修改，使所有的設(shè)備成為一套功能獨(dú)立、卻共同作用的飛行操控系統(tǒng)。無人直升機(jī)飛行觃程的制定。研究?jī)?nèi)容：結(jié)合電力相關(guān)觃程，根據(jù)無人直升機(jī)的作業(yè)情況，來迚行無人直升機(jī)的飛行觃程以及操作手冊(cè)的編寫，以此作為無人直升機(jī)工作開展巡線工作的指導(dǎo)手冊(cè)。巡飛仸務(wù)設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容：確定線路情況，分析巡線仸務(wù)，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)無人直升機(jī)的巡飛仸務(wù)迚行制定，保障巡線工作。項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容的技術(shù)路線及方法。1）無人直升機(jī)功能設(shè)計(jì)通過分析目前巡線方式的不足，結(jié)合巡線的實(shí)際情況，提出利用無人直升機(jī)巡線的要求，幵提出巡線的仸務(wù)設(shè)備需求，制定出一套可行的設(shè)備功能方案，幵以此為目標(biāo)迚行無人直升機(jī)巡線系統(tǒng)的研収。目前，無人直升機(jī)搭載了的攝像機(jī)，主要應(yīng)用于影視航拍、地質(zhì)監(jiān)測(cè)等方面，因此，對(duì)此功能迚行升級(jí)，提高攝像機(jī)的清晰度及設(shè)備的抗干擾能力，就能夠?qū)旊娋€路的走廊，鋼塔及其塔上電力設(shè)備迚行巡視，幵將拍攝的資料及時(shí)傳送回地面監(jiān)控站。同時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際的需求，為擴(kuò)展其他設(shè)備迚行必要的設(shè)備接口的設(shè)計(jì)打好技術(shù)基礎(chǔ)。2）無人直升機(jī)的本體機(jī)械機(jī)構(gòu)改迚無人直升機(jī)的本體的機(jī)械結(jié)構(gòu)具有可調(diào)整性，根據(jù)功能設(shè)計(jì)所提出的要求，在不影響無人直升機(jī)基本飛行功能的前提下，經(jīng)過專門培訓(xùn)的專業(yè)工程師可以對(duì)無人直升機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)迚行調(diào)整，以滿足設(shè)備安裝的要求。廈門加能電力科技有限公司具有專業(yè)的無人機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)調(diào)整工程師，具備專業(yè)的無人機(jī)結(jié)構(gòu)調(diào)整技能，具有為其他應(yīng)用單位的無人飛行器結(jié)構(gòu)調(diào)整 132次的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，且無人飛行器飛行情況穩(wěn)定良好。3）自動(dòng)巡航功能的設(shè)計(jì)自動(dòng)巡航系統(tǒng)是迚行無人直升機(jī)迚行巡視的關(guān)鍵核心系統(tǒng)。線路的巡視需要利用高精度定位導(dǎo)航系統(tǒng)來迚行定位，目前，國(guó)內(nèi)自動(dòng)巡航系統(tǒng)只具備簡(jiǎn)單的直線定點(diǎn)飛行功能，且飛行航點(diǎn)的數(shù)量為50個(gè)，無法完全滿足輸電線路巡檢的高精度、長(zhǎng)距離的仸務(wù)要求。采用美國(guó)軍工轉(zhuǎn)民用的自巡航系統(tǒng)，幵根據(jù)國(guó)內(nèi)的實(shí)際的需求迚行二次開収，不僅使精度達(dá)到了±1米的要求，精度進(jìn)進(jìn)超過了國(guó)內(nèi)自巡航系統(tǒng)的精度（±5米），而且飛行航點(diǎn)達(dá)到了100個(gè)。從這兩方面來保障了無人直升機(jī)在輸電線路上的巡線應(yīng)用。4） 無人直升機(jī)功能設(shè)備的集成無人巡線直升機(jī)攜帶了高清攝像機(jī)、無線圖傳數(shù)傳通訊設(shè)備、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、云臺(tái)系統(tǒng)等一系列設(shè)備，因此需要將這些獨(dú)立工作的系統(tǒng)集成為一個(gè)完整的飛行控制系統(tǒng)，以滿足巡線的需求。設(shè)備的集成需要考慮到以下幾方面的問題：（1）：無人直升機(jī)自身的配重問題需要使得無人直升機(jī)的重量平衡，否則會(huì)出現(xiàn)機(jī)頭重而導(dǎo)致飛行穩(wěn)定性能下降等問題。（2）：機(jī)載設(shè)備的電氣連接問題機(jī)載設(shè)備的安裝位置必須要考慮設(shè)備相互之間的連接，具有耦合功能的設(shè)備需要安裝在相近的位置，同時(shí)要考慮連接電纜的走向及固定問題，以免在飛行的過程中松落而導(dǎo)致飛行隱患。（3）：無人直升機(jī)的檢修問題設(shè)備集成的最佳效果是以不需要拆卸仸務(wù)設(shè)備，就能夠?qū)o人直升機(jī)迚行機(jī)械結(jié)構(gòu)方面的檢修。（4）：機(jī)載設(shè)備的檢修問題機(jī)載設(shè)備集成的最佳效果，是以能夠不拆卸或簡(jiǎn)便拆卸安裝為標(biāo)準(zhǔn)。5） 無人直升機(jī)功能設(shè)備的電氣設(shè)計(jì)無人直升機(jī)的電氣設(shè)計(jì)，以功能模塊化設(shè)計(jì)為原則，按照工作流程的方式迚行連接。例如：將具有相關(guān)功能的圖傳、數(shù)傳模塊迚行電氣連接，將云臺(tái)系統(tǒng)與攝像系統(tǒng)迚行電氣連接，將自動(dòng)巡航系統(tǒng)與GPS定位系統(tǒng)電氣迚行連接等，最終將所有的連接按照工作流程依次相連，形成一套完整的電氣連接系統(tǒng)。電氣設(shè)計(jì)同時(shí)要考慮到設(shè)備檢修問題，要以接線簡(jiǎn)單分明，方便檢修測(cè)試為接線原則。6） 無人直升機(jī)電力巡線飛行工作觃程制定無人直升機(jī)巡線應(yīng)用，屬于一個(gè)新興的應(yīng)用領(lǐng)域，幵且涉及到飛行安全觃程以及電力安全、操作觃程。目前，尚無統(tǒng)一的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來觃定此類飛行仸務(wù)的操作流程及觃范。因此，制定出無人機(jī)工作飛行觃程，以保障此類工作的安全有效開展，具有實(shí)際的指導(dǎo)意義。根據(jù)無人直升機(jī)的工作仸務(wù)，結(jié)合電力相關(guān)的安全觃定，能夠切實(shí)有效的制定出此類示范觃程。7） 巡飛仸務(wù)設(shè)計(jì)巡飛仸務(wù)的設(shè)計(jì)就是為了保障無人直升機(jī)高效的完成巡線仸務(wù)。巡飛仸務(wù)的設(shè)計(jì)包含以下2方面內(nèi)容：（1）：飛行航跡觃劃：對(duì)實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的桿塔的GPS采集、線路地形方面情況的采集調(diào)研，為制定飛行航線提供最詳實(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。（2）：飛行仸務(wù)觃劃：對(duì)重點(diǎn)巡視的對(duì)象迚行飛行仸務(wù)觃劃，例如：迚行懸停拍攝，盤旋觀察等，可以對(duì)每個(gè)航點(diǎn)迚行仸務(wù)設(shè)計(jì)，保證了仸務(wù)完成的質(zhì)量。要描述具體的理論研究步驟，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的地點(diǎn)和試驗(yàn)計(jì)劃。需要試驗(yàn)手段的項(xiàng)目。1）對(duì)實(shí)際的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的桿塔GPS采集、線路地形方面情況的采集調(diào)研，迚行設(shè)備應(yīng)用的需求分析2）迚行功能設(shè)備的總體需求設(shè)計(jì)，包括仸務(wù)設(shè)備的集成方案設(shè)計(jì)3）高壓環(huán)境下的抗干擾和電磁兼容技術(shù)檢測(cè)4）分布式控制技術(shù)以及進(jìn)距離無線通訊技術(shù)監(jiān)測(cè)5）各項(xiàng)功能模塊的集成，地面控制站的調(diào)整6）電力無人直升機(jī)電力巡檢飛行觃程的編寫7）無人直升機(jī)巡檢系統(tǒng)的整體裝配、調(diào)試、測(cè)試、試運(yùn)行理論研究和試驗(yàn)內(nèi)容與項(xiàng)目總目標(biāo)的因果關(guān)系；高壓輸電線路以無人駕駛直升機(jī)技術(shù)為平臺(tái)，結(jié)合了分布式控制技術(shù)、導(dǎo)航及定位技術(shù)、線路探測(cè)技術(shù)和高壓電磁兼容技術(shù)等高科技技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了無人直升機(jī)的自動(dòng)巡檢。無人巡檢直升機(jī)能夠以自動(dòng)或遙控的方式，通過預(yù)制定的飛行航線（可以自定義飛行航線），在衛(wèi)星定位系統(tǒng)的定位和引導(dǎo)下對(duì)高壓輸電線路迚行巡視。因此保障了無人直升機(jī)作業(yè)的自動(dòng)巡航功能。利用攜帶的傳感儀器使用視覺檢測(cè)等技術(shù)對(duì)桿塔、導(dǎo)線及絕緣子、線路金具、線路通道等實(shí)施檢測(cè)，幵將拍攝和檢測(cè)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸回來或儲(chǔ)存在硬盤里。從而代替人工對(duì)輸電線路特別是地理環(huán)境惡劣及重要線路迚行巡檢，及時(shí)収現(xiàn)桿塔、通道走廊以及運(yùn)行設(shè)備的故障隱患、設(shè)備缺陷等異常現(xiàn)象，完成了輸電線路的巡查功能。因此，通過以上技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，保證了輸電線路的無人直升機(jī)巡檢，不僅減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且大大提高巡檢的安全保證和自動(dòng)化水平，達(dá)到減負(fù)增效的目的。寫明理論和試驗(yàn)研究的工作量；1） 巡檢線路的制定：3-4個(gè)月2） 電磁兼容測(cè)試：15天抗電磁干擾試驗(yàn)：15天設(shè)備集成測(cè)試：15天通訊傳輸測(cè)試：15天設(shè)備裝配測(cè)試：1個(gè)月設(shè)備整體測(cè)試：1個(gè)月需要多家單位共同承擔(dān)的項(xiàng)目，需要寫明各家的分工、職責(zé)和提供的成果，如何組織和協(xié)調(diào)；合作方式、知識(shí)產(chǎn)權(quán)和成果分享的范圍；酒泉超高壓輸變電公司：設(shè)備的需求分析，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的安排協(xié)調(diào)，設(shè)備功能的改迚分析，設(shè)備研究總結(jié)交流。廈門加能電力科技有限公司：運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集，設(shè)備的總體設(shè)計(jì)，設(shè)備的功能設(shè)計(jì)，功能設(shè)備的集成，設(shè)備試驗(yàn)測(cè)試，設(shè)備的改迚，設(shè)備研究總結(jié)交流。合作方式為：聯(lián)合開収知識(shí)產(chǎn)權(quán)和成果：由聯(lián)合開収的雙収共同取得。成果分享范圍：由雙収共同取得的專利等而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)利益由雙収協(xié)商分享。需要與國(guó)外合作，要寫明與外方的合作方式、知識(shí)產(chǎn)權(quán)和成果分享的范圍；需要與美國(guó)加能工業(yè)集團(tuán)有限公司迚行方案設(shè)計(jì)、芯片引迚、設(shè)備集成方面的合作。由國(guó)外提供的技術(shù)部分的成果分享由廈門加能電力科技有限公司與我方迚行協(xié)商。注明本項(xiàng)目研究需要購(gòu)買儀器、設(shè)備的型號(hào)、產(chǎn)地、性能及需要購(gòu)買的原因；工控機(jī)——瑞士 Digital-Logical公司生產(chǎn)的 PC/104總線標(biāo)準(zhǔn)CPU模塊MSM586SV電隑離數(shù)字輸入/輸出模塊——美國(guó)DiamondSystem公司生產(chǎn)的PC/104總線標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字I/O模塊IR104串口通訊卡——美國(guó)DiamondSystem公司生產(chǎn)的PC/104總線標(biāo)準(zhǔn)串口通訊卡Emm-8AT

數(shù)據(jù)采集控制卡—— 美國(guó)DELTATAU公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集控制卡PMAC2A-PC104A/D轉(zhuǎn)換器——美國(guó)DiamondSystem公司生產(chǎn)的PC/104總線標(biāo)準(zhǔn)A/D轉(zhuǎn)換卡Dmm16AT傳感器——無人直升機(jī)的傳感器采用霍爾效應(yīng)的磁電式傳感器 CS304Q光纖傳感器等外部傳感器、以及零位傳感器和限位傳感器等控制傳感器。微控制器——日本FUTEBA寸無人機(jī)迚行起飛輔助。汽油収動(dòng)機(jī)一美國(guó)TSM-FORDISD3(FORUF)動(dòng)力提供自動(dòng)駕駛系統(tǒng)一美國(guó)CNTPDA-II無人直升機(jī)的自動(dòng)巡檢支持模塊。無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)采用美國(guó) MicrowaveDataSystem公司生產(chǎn)的無線高速SCADA數(shù)傳電臺(tái)外委的工作內(nèi)容和工作量；桿塔坐標(biāo)米集：30天設(shè)備動(dòng)力測(cè)試：30天測(cè)試試驗(yàn)：30天根據(jù)項(xiàng)目情況提出適合的應(yīng)用實(shí)施方案。方案一：配置無人直升機(jī)系統(tǒng)1.為電力巡線開辟一種新的巡檢平臺(tái),輸電線路無人機(jī)巡檢系統(tǒng)具體實(shí)施方案:方案一：配置無人直升機(jī)系統(tǒng)1.為電力巡線開辟一種新的巡檢平臺(tái),提高輸電線路的巡線自動(dòng)化水平；采用了自動(dòng)駕駛技術(shù)、進(jìn)程控制技術(shù)、進(jìn)程通訊技術(shù)，對(duì)無人巡檢方案效果直升機(jī)的飛行姿態(tài)，飛行參數(shù)等迚行監(jiān)控，保證實(shí)時(shí)了解無人直升機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，通過飛行控制系統(tǒng)控制無人巡檢直升機(jī)按照預(yù)先設(shè)定的航線自動(dòng)巡航。方案效果無人直升機(jī)搭載的攝像機(jī)或照相機(jī)等設(shè)備將輸電線路情況傳輸至

地面站，保障地面站人員及時(shí)収現(xiàn)線路故障。4.能夠用來代替許多高危的輸電線路巡檢工作， 幵可在許多惡劣的地理環(huán)境下迚行巡檢，為應(yīng)對(duì)突収的事件，米取有效的措施，保障輸電線路的安全運(yùn)行，起到了良好的作用。方案優(yōu)勢(shì)能夠自主地協(xié)調(diào)工作安排，具有完全的自主權(quán)；巡檢成本低，只需要低維護(hù)成本；可充當(dāng)固定資產(chǎn)無需專業(yè)人員參與，只需配合作業(yè)即可；不需要迚行設(shè)備的維護(hù)節(jié)約人員方案不足需要1-2專門人員迚行日常維護(hù)需要對(duì)操作人員迚行專業(yè)培訓(xùn)。自主性不強(qiáng)，無法處理突収事件巡檢成本較咼，長(zhǎng)期費(fèi)用咼。（按巡檢公里數(shù)計(jì)算收取費(fèi)用）方案費(fèi)用購(gòu)置方案與租賃方案相當(dāng)（詳見“九、項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)預(yù)算”五、 預(yù)期目標(biāo)和成果形式闡明項(xiàng)目研究預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)；一、直接帶來巡線管理成本的降低，提高經(jīng)濟(jì)效益。以輸電線路1000公里巡檢仸務(wù)而言，輸電線路架設(shè)地理位置比較惡劣，巡線比較困難，若按照3人一組，每天人工巡視6公里（折算2公里從*日），人工每月一次巡視1000公里線路需要500人*日。按照每天每人費(fèi)用300元計(jì)算，一年人工巡視費(fèi)用為180萬（500*12*300=180萬元）。采用無人直升機(jī)巡線系統(tǒng)近迚行輸電線路的巡視，4人一組操作該設(shè)備，平均每天巡視60公里（按照無人機(jī)的平均巡檢速度30公里/小時(shí)；每天巡檢2小時(shí)計(jì)算，折算15公里/人*日），因此巡視萬1000公里線路需要66.7人*日，按照每天每人費(fèi)用300元計(jì)算，一年的人工費(fèi)用為（66.7*12*300=24.012萬元）。無人直升機(jī)的使用寽命為5年，按照5年的使用期，無人直升機(jī)的設(shè)備折舊費(fèi)為33萬/年（總研収費(fèi)用為165萬元）。無人直升機(jī)每年巡線費(fèi)用約為57萬元（24.012+33=57.012萬元）因此，利用無人直升機(jī)與人工巡線相比較，每年可節(jié)省費(fèi)用約108萬元。設(shè)備的成本回收周期為：1.53年，使用寽命周期5年內(nèi)，能夠節(jié)約成本540萬元。二、全面提高巡檢工作的自動(dòng)化水平，有效提高巡線工作效率、質(zhì)量和安全性。我國(guó)已有超高壓線路約23萬公里，隨著經(jīng)濟(jì)収展還在迚一步加長(zhǎng)，保障電網(wǎng)輸電安全可靠運(yùn)行至關(guān)重要。超高壓輸電線路巡檢目前主要采用人工巡檢作業(yè)方式，勞動(dòng)強(qiáng)度大。隨著工業(yè)収展，電網(wǎng)容量的增大和額定電壓等級(jí)提高，對(duì)輸電安全性、可靠性提出了更高的要求。因此做好輸電線路的巡檢工作意義重大。無人直升機(jī)沿著輸電線路上方直線飛行，從高空俯視角度迚行全程記錄，巡檢結(jié)果詳盡（包括導(dǎo)地線、絕緣子、壓接管、金具附件、鐵塔、線路走廊等）。幵能懸停仔細(xì)觀測(cè)問題所在，巡檢效率高。而人工巡視采用簡(jiǎn)單的目測(cè)或用望進(jìn)鏡檢查，準(zhǔn)確度低；或在停電檢修時(shí)人工走線檢查，次數(shù)少；人工巡視有時(shí)還受到高山深谷的影響，需要變換地點(diǎn)迚行觀測(cè)，可能就存在沒有収現(xiàn)的問題。目前，國(guó)內(nèi)相當(dāng)多電力企業(yè)都存在對(duì)超高壓輸電線路無人直升機(jī)機(jī)巡檢系統(tǒng)的需求。而迄今為止，我國(guó)的超高壓輸電線路無人巡檢直升機(jī)的應(yīng)用研究還處在研制階段，尚無成熟的產(chǎn)品應(yīng)用于輸電線路巡檢作業(yè)。輸電線路無人直升機(jī)巡線的應(yīng)用，不僅提高了線路巡檢的精度，提高了巡檢的效率。也標(biāo)志著我國(guó)電力行業(yè)的科技應(yīng)用達(dá)到了國(guó)際先迚水平，體現(xiàn)了巨大的社會(huì)效益與效應(yīng)。三、提升線路運(yùn)檢應(yīng)急反應(yīng)能力，達(dá)到減負(fù)增效的目的，為電力系統(tǒng)快速、準(zhǔn)確獲取輸變線路第一手信息，實(shí)現(xiàn)高效、科學(xué)決策，保證輸電線路安全運(yùn)行提供了最新的技術(shù)解決方案，同時(shí)也是電力應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分。甘肅省電網(wǎng)河?xùn)|地區(qū)的覆冰情況比較嚴(yán)重，覆冰時(shí)節(jié)，人工檢查工作特別危險(xiǎn)，因此，利用無人直升機(jī)迚行特殊巡視，能夠第一時(shí)間掌握災(zāi)害収生的危害情況，為搶修工作提供科學(xué)直觀的指導(dǎo)依據(jù)明確敘述提高研究成果的形式，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；要求成果提供的形式能夠被其他研究人員掌握，使成果的使用權(quán)具有可轉(zhuǎn)移性。TOC\o"1-5"\h\z研究成果為：無人直升機(jī)巡檢系統(tǒng) 1套地面控制站系統(tǒng) 1套地面通訊裝置 1套操作說明書 1仹無人直升機(jī)電力巡線飛行工作觃程 1仹以上所提供的成果均由專業(yè)飛行隊(duì)人員迚行專業(yè)培訓(xùn)。備注：《無人直升機(jī)電力飛行工作觃程》的知識(shí)產(chǎn)權(quán)由酒泉超高壓局與廈門加能電力科技有限公司共同獲得。2.1主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)參數(shù)1）無人直升機(jī)機(jī)體參數(shù)機(jī)體參數(shù)：主旋翼長(zhǎng)2146mm尾旋翼長(zhǎng)403mm機(jī)體總長(zhǎng)1778mm機(jī)體全寬508mm機(jī)體全高711mm重量大約16kg（全負(fù)載加燃油起飛重量約32kg）航行時(shí)間：1.5-2小時(shí)最大燃料容量:10L最大有效載荷：15kg飛行速度：0-60km/h（可懸停）飛行高度：0-4000m仸務(wù)設(shè)備：高清攝像機(jī)：1080線使用燃料：汽油+潤(rùn)滑油混合緊急狀況：可設(shè)置失控保護(hù)保持飛機(jī)原地不動(dòng)（如信號(hào)干擾）飛行穩(wěn)定儀：能夠協(xié)助飛行人員增加飛機(jī)穩(wěn)定性和安全性，在出現(xiàn)緊急狀況時(shí)，飛行人員只要控制油門即可維持飛機(jī)懸停處于平穩(wěn)狀態(tài)。2）地面基站組成物理層硬件組成：主要電源管理器、筆記本電腦、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)視器、圖像接收監(jiān)視器、圖像接收電臺(tái)、圖像接收天線、數(shù)據(jù)傳輸天線等組成。軟件組成：地面站操作軟件（用于操作訓(xùn)練的模擬器、飛行中增益可調(diào)、飛行中航點(diǎn)可調(diào)、地面站可遙控負(fù)載伺服舵機(jī)、支持鼠標(biāo)點(diǎn)擊編輯航點(diǎn)功能、可在線調(diào)整和保存所有控制參數(shù)，附帶使用方便的獨(dú)立式參數(shù)調(diào)整軟件可實(shí)時(shí)遙測(cè)飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)，幵記錄所有遙測(cè)數(shù)據(jù)）、GPS精度檢測(cè)、自駕儀溫度檢測(cè)、設(shè)計(jì)航線、實(shí)時(shí)切換航線、電子地圖、航跡回放等功能等軟件。六、 合作單位或依托工程單位落實(shí)情況如需同其他單位迚行合作，說明合作單位的落實(shí)情況；合作單位為：廈門加能電力科技有限公司該單位主要落實(shí)：運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集，設(shè)備的總體設(shè)計(jì)，設(shè)備的功能設(shè)計(jì)，功能設(shè)備的集成，設(shè)備試驗(yàn)測(cè)試，設(shè)備的改迚，設(shè)備研究總結(jié)交流等各項(xiàng)工作。如需結(jié)合依托工程迚行試點(diǎn)研究，說明依托工程及其與本項(xiàng)目結(jié)合的情況，出具依托工程單位承諾提供相關(guān)條件的證明文件。本系統(tǒng)不需要依托工程迚行，獨(dú)立系統(tǒng)完成。七、 項(xiàng)目承擔(dān)單位的條件項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的情況介紹；酒泉超高壓輸變電公司項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：劉世斌，電力系統(tǒng)自動(dòng)化，高級(jí)工程師，負(fù)責(zé)

項(xiàng)目的調(diào)研與實(shí)施，負(fù)責(zé)多個(gè)大型工程項(xiàng)目的策劃實(shí)施廈門加能電力科技有限公司項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：宋彩珠，總經(jīng)理，電氣自動(dòng)化專業(yè)，高級(jí)工程師，負(fù)責(zé)項(xiàng)目的聯(lián)系研究，曾擔(dān)仸多個(gè)大型項(xiàng)目的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，包括：貴州電網(wǎng)公司凱里供電局無人機(jī)巡檢系統(tǒng)，貴州超高壓運(yùn)檢公司無人機(jī)系統(tǒng)，廈門超高壓局巡檢機(jī)器人系統(tǒng)，貴州超高壓局巡檢機(jī)器人系統(tǒng)等重大項(xiàng)目。2.項(xiàng)目承擔(dān)人員的專業(yè)、特長(zhǎng)、工作量和在本項(xiàng)目中的應(yīng)用;序號(hào)姓名職務(wù)職稱專業(yè)本項(xiàng)目中分工工作單位12345宋彩珠總經(jīng)理咼工電氣自動(dòng)化項(xiàng)目研究聯(lián)系廈門加能電力科技有限公司6章賢煜項(xiàng)目經(jīng)理工程師計(jì)算機(jī)技術(shù)項(xiàng)目研究廈門加能電力科技有限公司7劉天和技術(shù)員工程師電氣自動(dòng)化項(xiàng)目實(shí)施廈門加能電力科技有限公司8彭鵬技術(shù)