無人直升機科技項目建議書可研報告(已修改)
2025-07-08 08:40 本頁面
【正文】 甘肅省電力公司科技項目可行性研究報告項目名稱：輸電線路無人直升機巡線系統(tǒng)研究及應用申請單位：酒泉超高壓輸變電公司起止時間：2011 年 02 月 至 2012年 01月項目負責人：通信地址：郵政編碼：聯(lián)系電話：傳 真：申請日期：2011年 02 月 一、 目的和意義1. 描述與項目研究內(nèi)容緊密相關(guān)的甘肅電力公司實際生產(chǎn)力水平和今后的發(fā)展方向；酒泉超高壓輸變電局目前所轄輸電線路總長為1000多公里（泉敦一線、二線）。線路架設(shè)區(qū)域為戈壁，高山，風沙區(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，來對目前的巡線效果進行改善，逐步提高。利用無人直升機來進行輸電線路的巡視，不僅效率高，效果好，而且保證了巡線人員的人身安全，同時可以提高我省電力巡線作業(yè)的自動化程度，具有重要的積極的意義。2. 闡述項目成果對該現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展的作用；輸電線路無人直升機采用了分布式的控制理論構(gòu)造系統(tǒng)，以無人機自動駕駛技術(shù)為平臺，采用了分布式控制技術(shù)、導航及定位技術(shù)、線路探測技術(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)，真正地實現(xiàn)了輸電線路的高效率自動巡檢。無人巡檢直升機以自主或人工干預遙控的方式，通過預制定的飛行航線，在衛(wèi)星定位系統(tǒng)的定位和引導下對高壓輸電線路進行巡視。通過此項技術(shù)的應用，使得無人機系統(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行，同時降低了作業(yè)工人的人身安全。同時，無人機技術(shù)在高壓輸電線路上的巡視應用，不僅填補了我國現(xiàn)階段利用無人飛行器在電力方面的應用空白，而且也提高了我國輸電線路巡檢的自動化水平，具有極大的經(jīng)濟及社會意義。3. 分析成果應用和推廣的途徑；輸電線路無人直升機巡檢系統(tǒng)能夠應用于高壓各個等級的輸電線路，隨著線路的巡檢需求的不斷提高，需要不斷地對無人直升機的作業(yè)任務(wù)規(guī)劃、任務(wù)設(shè)備進行不斷地調(diào)整。通過集成技術(shù)的完善，使之能夠應用于輸電線路上的電力設(shè)備，線路走廊的巡檢，以及事故應急發(fā)現(xiàn)等各種情況，極大的保障了輸電線路的安全運行，降低了巡檢成本。因為無人直升機巡線能夠應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用成果，能夠直接轉(zhuǎn)化為110KV線路的巡檢方式；同時，對于施工方面的工程，無人機可以進行空中架線（通訊線纜）；對于惡劣氣候環(huán)境中的事故現(xiàn)場，無人機系統(tǒng)能第一時間前往，拍回第一手資料，為事故分析，事故處理起到了積極的作用。 線路巡檢 空中架線4. 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強度，同時，無人直升機的靈活機動的特點，使得巡線人員能夠完全按照巡線任務(wù)的要求進行詳細的線路查看，不僅保障了人員的人身安全，節(jié)約了大量的人財物等直接經(jīng)濟成本。同時，故障點的及時發(fā)現(xiàn)能夠使得管理人員及時處理，保障線路的正常運行，不因線路故障停電而造成的重大經(jīng)濟損失，同時，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)濟效益，具有極大的經(jīng)濟效益與重大的社會效益。二、 國內(nèi)外研究水平綜述1. 項目研究內(nèi)容發(fā)展歷史的簡要回顧；縱觀無人機的發(fā)展歷史，無人機最早應用于軍事任務(wù)：一次和二次世界大戰(zhàn)期間，“別動隊”無人機，成了主要的偵察的主要任務(wù)。越南戰(zhàn)爭期間，美國無人機在戰(zhàn)場上進行電子竊聽、電臺干擾、拋撒金屬箔條及為有人飛機開辟通道。 在1982年的貝卡谷地之戰(zhàn)，1991年爆發(fā)的海灣戰(zhàn)爭，1995年波黑戰(zhàn)爭，1999年“科索沃戰(zhàn)爭”，無人機都在戰(zhàn)爭中起著至關(guān)重要的先鋒作用。隨著科技的進步以及應用需求的提高，無人機尤其是無人直升機逐步的被應用于各個民用領(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、通信中繼、科研試驗、物探測量、人工降雨、管線監(jiān)測、緝私監(jiān)控等應用，極大的提高了無人機的應用價值。2. 國內(nèi)外研究水平的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢；國際上，無人直升機主要分為兩大類：一類為軍事作戰(zhàn)服務(wù)；另一類民用應用服務(wù)。目前，在民用方面，特別是在電力方面的應用，上個世紀五、六十年代，由于國情不同，國外的空中領(lǐng)域具有對民用開放的區(qū)域，因此，歐、美、澳等許多發(fā)達國家，都自行購置了高性能的，高配備的載人直升機。在良好的天氣情況下，對輸電線路進行巡檢，并將這項工作作為一項非常規(guī)工作來開展。使用至今，這項工作取得了良好的巡檢效果。而利用無人直升機來進行輸電線路的巡視檢查，國外電力研究部門正在加緊研究試驗階段。我國在上個世紀80年代，開始進行了載人直升機的巡檢工作，但是由于巡檢費用高、靈活機動性差，巡檢飛行安全系數(shù)低等諸多原因，與電力應用的靈活機動，快速應變等要求不相適應，因此，此項工作一直沒有得到很好的開展。備注：國情要求，凡是載人飛行機械每次飛行，必須提前到省級軍區(qū)辦理相關(guān)手續(xù)。待批準后，方能執(zhí)行飛行任務(wù)。3. 介紹國外研究機構(gòu)或者公司對本項目的研究情況；美國加利福尼亞州Palo Alto電力研究院于2001年研制出了一種空中巡檢系統(tǒng)（Airborne Inspection System），該系統(tǒng)可在輸電線上高速飛行，拍攝并記錄輸電線及相關(guān)設(shè)施（絕緣子、金具、桿塔等）的狀況，利用GPS定位系統(tǒng)標識出桿塔、建筑物等目標體的坐標。與其他的直升機巡檢相比較，該系統(tǒng)的優(yōu)點是提高了可靠性，縮短了巡線的時間；同時，該系統(tǒng)設(shè)備造價極高，超出人工巡檢成本的10倍以上。英國Wales Bangor大學正在研制一種半自主無人飛行器Sprite，Sprite配備了兩組相對反向旋轉(zhuǎn)的動葉片以消除力矩影響，實現(xiàn)平穩(wěn)飛行。該飛行器具有質(zhì)量輕、抗氣流擾動能力強等優(yōu)點，安裝了CCD攝像機，可用于輸電線及相關(guān)設(shè)施的檢測。但是，目前該飛行器尚處于試驗研制階段。4. 介紹國內(nèi)其他研究單位對本項目
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