基础设施的定期检测对公用事业至关重要。检测员工经常面临难以进入的区域、高空或危险情况等挑战。传统的徒步巡逻、直升机或工业登山者等检测方法费时费力，那么该如何应对这些挑战呢？我们来看看Axpo公司是如何做的。

我们的生活依赖于电力的供应。数千公里的电线为千家万户输送电力，这些电线构成了电力供应主干线。电线存在故障风险，为了使电网持续稳定供电，公司必须定期检测电线，确保电线无损坏区域，不会在未来出现故障。

这些检测以前是由专业团队通过目测手动完成的，但这就意味着员工必须在高空和危险环境中工作。此外，人工检测不仅会造成车载升降台和起重机的运输压力、工作停摆和间歇性断网断电，还会产生高危职业风险。 

值得庆幸的是，使用无人机、高分辨率传感器和无人机自动化软件将使电线检测变得更加安全、高效。

Axpo能源供应商为瑞士及其他地区提供绿色电力

Axpo与合作伙伴共同经营着100多家发电厂，其中由水力发电、生物质发电、太阳能发电、风力发电和核能发电组成的瑞士绿色电力组合减少了二氧化碳排放。Axpo与其合作伙伴不仅是瑞士最大的水电生产商，也是最大的可再生能源生产商，通过2200公里的配电线路（110、50和16千伏）为客户提供高达3200兆瓦的容量。

Axpo凭借100多年的行业经验，在全球拥有5,000多名员工，业务遍及30多个国家。

采取下一步措施，

实现更快、更安全、更高效的检测

Axpo配电线路长达2,200公里，共有7,500根桅杆，因此要定期检测该电网的所有部分以确保其稳定工作，这是十分庞大的工作量，除了电力塔塔杆、绝缘子串，还有防鸟罩、电线和销钉。 

在购买适配iXM100一亿像素工业相机的Phase One P3载荷方案之前，Axpo曾使用带有标准传感器的普通无人机进行基础设施检测。但检测存在以下问题，即检测时间长、无法与电线和电力塔保持安全距离，以及较为不足的数据质量。 

对于0.5毫米/像素的地面采样距离，无人机有时必须在距离系统3米的地方飞行，这带来了很大的安全隐患。此外，需要6张或更多的图像才能完全检测塔杆。对于大得多的TSO系统，则需要至少两倍数量的图像来进行全面检测，同时由于所需安全距离过大，因此无法达到1.0毫米/像素的地面采样距离（GSD）。

Phase One P3载荷方案简化工作

提高质量和安全性

通过Phase One解决方案，Axpo可以轻松应对这些挑战，因为该方案只需要最多四张图像就可以完整显示电力塔，同时高分辨率的iXM 1亿像素相机可以在增加安全距离的情况下，获得更好、更高清的拍摄效果。在增加距离却不丢失（甚至可能获得更多）图像信息的前提下，可以使用标准化飞行模式，从而提高效率和质量。

另外，P3载荷方案集成了激光测距仪，使得Axpo能够始终精准确定距离，并在必要时进行调整，以确保焦点保持不变。

通过Phase One iXM 1亿像素相机，Axpo可以生成高分辨率高清照片，使用缩放功能时也不会丢失信息，并可在以后的某个时间点再次查看图像，从而实现对电网状况和发展的长期全面记录，并深入了解系统运行数据。 

另一个好处是，该飞行和评估服务完全可以在内部进行，无需第三方参与，可再次提高效率，节约成本。 

由于最初需要处理大量的图像数据，Axpo决定采用新的方法进行数据存储、显示和图像处理，进一步简化工作流程。

无人机应用LINIAair可实现快速、结构化和可靠的数据采集过程 

无人机飞手可以很容易地获得单个电线塔的数据。但若需要在短时间内检测1,000座或数量更多的电线塔时，则挑战难度剧增。如何能够实现一致、安全和结构化的数据采集呢？

LINIA基于数字线路模型，自动计算飞行路线（图1）。无人机应用程序LINIAair旨在推动检测过程的顺利进行（图2）。对无人机飞手的简短指令足以简化数据采集过程。在现场，飞手在无人机应用程序上选择相应的飞行路线并按下开始键。配备Phase One P3载荷方案的无人机将自动获取数据，甚至镜头对焦也是自动的，因此不会产生模糊的照片。在飞行过程中，飞手的主要任务是监督无人机和周围环境，以防出现紧急情况，一名飞手和一架无人机足以完成这项工作。

图1：飞行路线（红色/白色）和数字塔模型（蓝色）示例。红色金字塔表示相机方向和视野

自动驾驶无人机的一个优势是速度。依据电塔的尺寸，无人机拍摄单座TSO塔（220/380kV）20-30张图像需要3-5分钟，拍摄DSO塔（110kV）需要2-3分钟。在15-20分钟的单次飞行时间内，可获取3座TSO塔或4-6座DSO塔的照片。

LINIA创始人Lorenzo Arizzoli Bulato表示：“每日检测能力受限于飞手需沿线迁移的时间。去年，我曾在一天内检测了80座132 kv电塔。不过，那是在非常平坦的地形上。在阿尔卑斯山区，每天检测量约为20座TSO塔。在平坦区域，每天的检测量在25–40座之间。考虑到单座塔手动无人机检测需要20分钟，这样的检测速度已经非常快了。但是，若无人机具有更长的飞行能力，并且该技术支持更好的BVLOS飞行时，未来仍有更大的潜力。”

图2：LINIAAIR截图。主屏幕显示无人机FPV摄像机。左下方：Phase One视野。右下方：带有飞行路线的地图。该应用程序允许在不同视图之间切换。

但速度并不是自动化线路检测的唯一优势。

可重复性：飞行路线在新检测周期内可重复。由于位置和视角相同，可以很好地对图像进行比较，从而实现预测性维护。

结构：关于如何获取图像，存在一个标准结构。该结构实现了对电塔的全覆盖，并使所有图像看起来相似，这有助于进一步的数据分析。 

照片和对象之间的联系：飞行路线基于数字线路模型。这种联系被用于对象链接，如将绝缘体与照片联系起来。具体而言：每一张照片都会被重命名，由线路、电塔、横担和视角等信息组合而成（图3）。该元数据将被用于进一步处理，并实现正确的数据存储。

安全性：从远处评估线路和无人机之间的距离非常困难。手动驾驶无人机时，始终存在人为故障的可能性。LINIAair专为线路工人设计，也就是说，只要具有基础无人机知识便足以安全操作无人机。自动化和经批准的飞行路线最大限度地降低了误操作无人机的风险，提高了整体飞行的安全性。

图3：照片名称中包含的元信息：线路/电塔编号、横担标识符、视角。

方案优势

有效维护

通过P3载荷方案和iXM 1亿像素传感器，Axpo坚持以效率为先。他们现在可以从不同角度拍摄一系列高质量的照片，检测技术故障，确定基础设施的精确GPS位置，从而进行预测性评估，并最大限度地减少维护成本和服务中断。

更快恢复电力供应

与传统方法相比，Axpo可以显著缩短识别故障和在断电情况下恢复电力的时间。公用事业单位可以通过提供的图像数据清楚看到问题所在，使用GPS精确定位，并着手解决问题。

显著降低成本

可尽量减少专业人员现场勘察次数，节约成本，防止意外停机维修，提高检测速度和成本效益。

完善基础设施管理

对关键区域进行更好的观察、详细的长期记录和及时的预防性维修于长期基础设施管理至关重要。通过显著提高检测质量，Axpo可以确保管理先进的基础设施所需的所有信息。

消除检测隐患

安全第一。借助于P3载荷方案，Axpo可以在危险高空、高压区域和难以到达的地点安全检测基础设施，从而确保员工安全。

✦ ✦✦ ✦✦ ✦✦ ✦

通过Phase One P3载荷方案，我们可以提高检测效率。我们能用更少的图像获得更多的信息和更高的图像质量。位置、方向、对象等信息均保存在元数据中。同时，高分辨率使得高清缩放功能成为可能。此外，集成测距仪可确保每一次拍摄的精确和快速对焦，从而达到更好的检测标准。

——KEVIN GEIGER

凯文·盖格

Digital Engineer Drones at Axpo

Axpo无人机数字工程师