5G无人机电力巡检技术展望

2020-08-05 15:20:56 阅读量 56

摘要:本文结合无人机电网巡检技术的应用现状,从技术发展趋势和行业应用需求出发,畅想未来发展方向,为行业提供参考。

“十三五”期间,我国电网基础设施建设实现了高速发展,预计2020年输电线路总里程将达到159万km以上,并且将保持每年约5%的持续增长,这对电网的巡检、维护与保养提出了更高的要求。

随着机巡业务的不断推进和发展,无人机作为输电线路巡检的重要手段之一,已开展常态化作业,国家电网公司和南方电网公司相关部门都在不断深化无人机班组建设,完善各类保障支撑体系,逐步形成“机巡检为主,人巡为辅”输电线路巡检新模式。然而,不断增加的输电设备数量与运维人员不足之间的矛盾日益突出,输电线路运检队伍面临总量缺员和结构性缺员并存的严峻局面。无人机巡检智能化程度不高,应用水平难以支撑输电运检发展要求。

作为当今时代的主要特征,席卷全球的信息技术革命正在向集成化、泛在化、智能化方向演进,成为社会变革的主要推动力。在这一过程中,云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等诸多新思想、新概念、新方法、新技术纷涌而出,新一代信息技术正逐渐成为智能电网的强大引擎,同时极大推动了无人机技术的创新和发展。

5G无人机引领电力巡检新时代

移动通信技术是提升无人机视频实时传输、飞行状态监控、高精度定位和远程操控的关键。5G作为新一代移动通信技术,其在带宽、时延、连接密度、网络性能等方面的跃升,将为无人机电力行业应用带来革命性转变。在可预见的将来,无人机与5G通信技术的紧密结合,将引领以“网联无人机”为核心的电力巡检新时代。

5G+无人机终端和地面控制终端均通过5G网络进行数据传输和控制指令传输,并通过业务服务器加载各类场景的应用。

5G通讯技术具有覆盖面积广、时延性低、超高带宽、大连接等特性,可满足无人机自动驾驶的需求和避障技术的升级,将赋予网联无人机实时超高清图传、状态监控、超远程低时延控制、通讯信号长期稳定在线、高精度定位、安全网络、自主避障及集群控制等重要功能,与网络切片、边缘计算能力结合,将加速无人机行业应用的创新和发展。同时,随着人工智能、边缘计算等技术的日趋成熟,其与5G技术的深入结合,将推动网联无人机在电力巡检中的应用由网联化向实时化发展,并在不远的将来实现向无人机智能化巡检的跨越。

网联化阶段:即将无人机联入低空蜂窝移动通讯网络,实现无人机互联互通、超视距控制、多机协同飞行、数据准实时回传等。目前,网联化技术已经在4G网络中实现了部分功能,但受制于4G网络在带宽、时延、干扰协同等方面的限制,要满足无人机电力巡检高速率、实时化的需求,与5G通讯技术的结合势在必行。

实时化阶段:即实现无人机、地面站、调度管理系统之间的实时联通,实现无人机状态的实时监控、实时定位、远程调度与控制。基于5G基站大规模的天线阵列及单站或者多站协同定位的方式,有效提高无人机的定位精度;借助5G网络大带宽传输能力、端到端毫秒级时延及高可靠性传输等特性,打破现有无人机点对点通讯技术,可实时回传现场拍摄高清图像,全面掌控作业现场状况;超远程低时延控制无人机飞行路线,实现地面站与管理中心进行内外场协同作业,打通巡检现场和作业后方管理人员的信息壁垒。同时,支持超高移动速率下灵活和高效的5G网络技术,结合场景对双连接、协同多点传输等技术增强支持终端高移动性,保持巡检业务的持续性和较高的系统性能。


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