一架无人机穿梭在电力线路和杆塔之间，对输电线路进行高精度拍照，拍摄完成的照片利用算法进行高倍率压缩，并通过无人机自带的无线通讯能力，结合杆塔的复合光纤架空地线，快速传输到后端机房设备中，解压缩后，恢复的图片与拍摄完成的原始图片几乎无异，通过人工智能对图片进行分析，快速生成诊断结果发送给工作人员。这样的电力巡检模式不但更有效率，也很好地避免了人工巡检过程中存在的各种安全隐患，这也成为许多国家在电力行业数字化转型中努力实现的目标。
以往，为了确保电力线路和电力系统的稳定运行，供电企业需要定期安排巡检人员对线路与设备进行检查，发现隐患。然而电力巡检一直以来都是一份危险的苦差事，对巡检人员来说，不但要做到精准，还需要两班倒，耗时又耗力，一些设施甚至需要攀爬与“走钢索”。对供电企业来说，由于该岗位十分辛苦，用人成本自然也不低。
传统电力巡检——低效率与高风险并存
现在大多数电力电缆隧道、变电站、输电线路、开闭所等设施主要采用的还是人工与少量环境监控器参与的巡检方法。
传统电力线路巡检方法主要包括特殊标记法、条形码标识法和信息钮采集法。特殊标记法需要提前在电力线路塔杆上进行标记，巡检人员通过这些标记确认杆塔状态，缺点是容易受人为因素影响；条形码标识法同样需要提前在杆塔上黏贴条形码，通过存取条形码信息来完成电力线路巡检，虽然比特殊标记法便于操作，但条形码容易被破坏，而且没有完全摆脱手工管理，影响准确性；信息钮采集法，通过安装不同编号的信息钮，巡检人员利用手持设备对信息钮进行扫描，存取并传输数据，完成对电力线路信息的分析和处理，但信息钮的安装比较复杂，巡检过程同样需要工作人员实地操作，难以实现全面的线路管理。
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传统巡线模式不仅低效而且伴随高风险，需要工人爬上输电线路“走钢索”，有些偏僻的地方还需要翻山越岭才能检查设备与线路的状态，通常一人一天只能完成 2 到 3 个杆塔的巡视工作。根据国家能源局数据，2021 前三季度国内累计发生事故 29 起，共计死亡 34 人，可以看出传统巡检工作不仅效率低，而且很危险。
另外，传统电力巡检模式下，每个工作人员的责任感、专业能力、工作经验等特质也参差不齐，这些因素也会影响巡检质量和时长。对于管理人员来说，单靠巡检记录，难以对巡检人员的工作品质进行准确评估，导致许多巡检工作流于形式。
机器人——电力巡检数字化第一步
当前，国内电力行业正积极响应数字经济和数字中国建设，开展数字化转型。结合智能监测设备与数字化管理系统，将大幅降低日常巡检工作的工作量，并有效提升巡检质量，提高管理效率。
今年 7 月，第五届数字中国建设峰会上，阿里巴巴展示了一台“机器人电工”，它可以通过阿里云导航算法，设置路线后自动巡检配电房，利用摄像头和红外线传感器发现故障。同年 9 月，国网智能还与阿里云在导航系统领域展开发展合作，首轮聚焦在轮式巡检机器人产品，阿里达摩院的自动驾驶定位导航技术，可以帮助优化电力巡检机器人的环境感知、地图构建和规划路径能力，实现轮式巡检机器人自主脱困、自主回充，提升机器人的稳定性和智能化水平。
变电站的轮式机器人
此款轮式机器人可完成室外大场景的厘米级高精建图，地图任意位置的定位初始化成功率达到 98%，利用低成本多传感器融合定位，可实现“厘米级”定位精度和障碍物识别。综合多传感器观测的实时地形估计功能，可完成路径规划工作，在线选择安全路线，帮助机器人在复杂地形条件下稳健运行。
现阶段，轮式机器人已经越来越多的参与电力巡检工作，它可以彻底摆脱传统的固定轨道，但面对复杂的地势环境，轮式机器人就难以完成这项工作了。相比之下，能够在山路行走、上下楼梯的四足机器人要灵活许多。
波士顿动力 Spot 四足机器人
四足机器人目前也在尝试参与电力巡检工作，其中最有名的就是波士顿动力已经在销售的Spot。国内的机器人厂商也在探索四足机器人的应用场景，例如上海电力电缆公司正尝试用云深处的绝影进行线路巡检测试。尽管四足机器人技术还存在一定的发展空间，但不论是轮式还是四足机器人，对配电房、变电站等设施，它们都能够提供很好的地面支持。
电力行业需要进行巡检的设施不只是这些，坐落在城市、乡村，乃至山区的杆塔，由于位置偏远、环境复杂，需要更灵活的巡检设备，基于无人机的巡检模式正逐渐被采用。
无人机——电力巡检的数字化“翅膀”
在山区，电力巡检随时需要面临极端气候与复杂地势的问题，例如在四川省的高原地区，四川送变电公司运维的输电线路有不少建在陡峭的山崖之上，塔位海拔多数超过 3000 米，高海拔环境下，稀薄的空气将导致升力明显变小，无人机维持飞行高度需要消耗更多电能，影响续航时间。
大疆为“悟” Inspire 2 适配了高原桨，能保证在 5000 米海拔高度稳定飞行，在四川高原山区也能正常开展电力巡检作业。另外，大疆精灵 Phantom 4、“御” Mavic 2 系列无人机配备通用桨，也可在 6000 米海拔高度安全飞行，无需根据海拔高度更换桨叶。
大疆无人机在高海拔地区飞行
对于长续航需求，大疆经纬 M200 V2 系列配备高容量 TB55 电池，预留 15～20% 的着陆电量，仅安装禅思 X5S 或禅思 Z30 单云台负载，经纬 M200 V2 系列在高原山区电力巡检续航时间可达 22～27 分钟，能较好地适应高海拔苛刻的飞行环境。
虽说无人机、机器人与摄像头的配合使用，已经可以让电力巡检工作的人力成本大幅减少，但受到体积限制，这些设备往往只具备高精度拍摄、自动导航等功能。严格来说，拍摄照片并完成回传只完成了巡检工作的一半，而另一半工作的智能化，则需要升级后端设施。
人工智能——电力巡检的“最强大脑”
巡检过程中设备拍摄的画面，可以通过 5G 网络快速传递到后端设备中，结合人工智能，可以自动完成对图片的分析。
浪潮的“电力设备巡检人工智能解决方案”，正是这样的工作模式，运用人工智能技术识别及分析现场的电力设备图片，完成样本数据准备、模型训练、模型应用，将无人机、机器人等设备采集的图片，传输到电站工作室部署的检测服务器中进行识别，快速完成智能化诊断。
类似的组合，也已经被部分地区的供电企业采用。国网宁波供电公司与中国移动共同开发的 5G + 无人机自主巡检应用，无人机可按既定航线从机巢飞向巡检点，利用自带的高清摄像头，精细化抓拍杆塔上绝缘子、导地线等细节，并通过 5G 网络实时回传、一旦识别安全隐患，无人机会自动触发处理机制，第一时间消除隐患，待完成任务后还将全自动精准降落回机巢。
国网山东省电力公司青岛供电公司也自主研发了“基于5G + 北斗的无人机智能巡检系统”，建成 5G SA 电力切片网络数据高速安全传输系统，并结合基于深度学习算法的人工智能诊断分析平台，能够实现无人机自主巡检、数据实时回传、缺陷智能分析，在国内率先形成基于北斗系统的无人机精准智能巡检方法。
写在最后
新技术加持下，电力巡检工作已经变得更有效率。公开资料显示，深圳供电局采用无人机自主巡检后，较传统人工巡检效率提升 2.6 倍；佛山高明供电局也实现了无人机自动驾驶巡检全覆盖，建成 385 个智能电房。
未来，随着电力巡检机器人、无人机应用渗透率的提高，我国电力行业发生事故概率也将降低，电力作业和巡检固有的高危行业特性也可望发生改变。采用机器人与无人机，结合 5G、人工智能等新技术的电力巡检，也是电网智能化、自动化发展的重要实现手段。
