影响微型多旋翼无人机的（de）主要环境因素分析

无人机电力巡线是电网企业进行（háng）的一种技术改造项目，势必（bì）要产（chǎn）生一定的安（ān）全管理问题，而其中安全风险是非常重要的一项（xiàng）。就整体风险而言，项（xiàng）目安全（quán）风险、技术（shù）风险、管理风险是项目主（zhǔ）要风险因素，无人机系统故（gù）障因素、飞行（háng）环境因素（sù）、机载设备性能是影响项（xiàng）目整体风（fēng）险的关（guān）键因素。飞行环境因（yīn）素包括（无（wú）线电（diàn）环境、气（qì）象环境（jìng）、地理（lǐ）环境）。飞行环境中无（wú）线电环（huán）境由（yóu）于只能使用频谱仪及（jí）无线电距（jù）离测试，

因此进（jìn）行（háng）电（diàn）磁环境测定难度最大。也是在任务管理中最难进（jìn）行管控的因素（sù）。

高压输电线路是三（sān）相交流电，变化的电场产生变（biàn）化的磁（cí）场（chǎng），并（bìng）不断向四周激发（fā），离高压（yā）线的距离越近（jìn），场强也就越大。电磁辐射（shè）强（qiáng）度（dù）与电流，电（diàn）压，塔高，塔型等有关。一般情况下，两（liǎng）塔之间的线（xiàn）最（zuì）靠近地面，此处的电场强度最大（dà），电（diàn）磁场强（qiáng）度随（suí）距离的减小而（ér）衰（shuāi）减。

架空输电线路产生的无线电（diàn）电磁干扰主（zhǔ）要是导线表面和线路（lù）部件表面的（de）电晕放电（diàn）及绝缘子高电位（wèi）部分放电和接触不良产生的（de）火花放电。电（diàn）晕（yūn）放（fàng）电受气候（hòu）影（yǐng）响较大（dà），在电（diàn）晕（yūn）及其它放电的同时（shí）,产生的效应之一是无（wú）线电干扰。无线电干扰的实质,是在电晕过程中出现（xiàn）一些有害（hài）的、频（pín）率（lǜ）相当宽的电（diàn）磁波（bō）干（gàn）扰无（wú）线电通信,对无（wú）线电设施产生干扰,危害环境。

线路杆（gǎn）塔（tǎ）高度、相间距离和分裂导线（xiàn）的（de）数目（mù）都会影响无线电干扰水平（píng）大小。在输电线（xiàn）路50 m以（yǐ）内,电场的影响较大, 是干扰通信的主要因素。

微型多旋翼无人机系统的基（jī）本运行任务（wù）

对线路环境（jìng）的巡检可基（jī）本归纳为两大类。

(1)线路环境类：线路（lù）与设施周边植被变化，地形地物变（biàn）化（huà）等。

(2)线路设施类:导线，杆塔（tǎ），基础，绝（jué）缘子（zǐ），拉线，金具等。

微型多（duō）旋翼无人机（jī）系统其典型（xíng）的（de）运行方式是以线路中的某一杆塔处附（fù）近为起飞点，不超过（guò）起飞点（diǎn）500 m距离内（nèi），距离（lí）起飞（fēi）点高度120 m以下区域内使（shǐ）用。这个距离是受目前法（fǎ）律法规的（de）限制，而一旦未来（lái）能够放开这个距离，那（nà）么无人机的效率方面的优势（shì）将更（gèng）加明显。

系统运行期间的典型组织方式

由于线路巡（xún）检特殊的任务性质和环境，巡检作业必（bì）须精（jīng）心组织。其保障（zhàng）任务的（de）典型组织方（fāng）式由以下几（jǐ）个阶（jiē）段组成：任务规（guī）划（huá）、飞行准（zhǔn）备、起飞、任务执行、回收、回撤/转移（yí）、数据整（zhěng）理。

(1)任（rèn）务规划对任务的成功具有关键性的作用。可以（yǐ）分为两（liǎng）阶段执行。

第一阶段应依据和巡线相关数（shù）据，确立任务目标，是否允许飞（fēi）行（不靠近机（jī）场（chǎng）等禁飞（fēi）区区域）现场（chǎng）勘查，飞行路（lù）线，气象情况、特殊情况处置等（děng）。

第二（èr）阶段则在飞行模拟器上对任务规划阶段所设定的动作进行模拟预演与操作，如发（fā）现问题则记录后调（diào）整，返回到（dào）第一（yī）阶（jiē）段重新制定并审核。如无飞行（háng）模拟器，应采（cǎi）用地图（tú）推演法进（jìn）行基本路线推演。

(2)飞行准备也（yě）分（fèn）为两步执行。

第（dì）一阶段是内场准备，检（jiǎn）查飞行器在（zài）存储（chǔ）时的状（zhuàng）态，对如：电池、动（dòng）力（lì）系统等各部件进行（háng）检测，确定上述各（gè）部件正常后将系统由（yóu）储存状态调（diào）整为（wéi）运（yùn）输状态。

第二（èr）阶（jiē）段是（shì）外场准备，当飞行器（qì）转（zhuǎn）运到达（dá）场地后，将飞（fēi）行器由（yóu）运（yùn）输状态转（zhuǎn）为飞行状（zhuàng）态，简单平（píng）整起飞场地，检查（chá）飞行器各部（bù）件（jiàn）完好度；机载导航部件校准（zhǔn），返航（háng）点设（shè）置等情况，数据链路工作是否（fǒu）正常，有效载荷及（jí）各部件控制是否完好，地面控制设备完整性，任务规划航线数据输（shū）入，飞行（háng）准（zhǔn）备阶段如果（guǒ）发现问（wèn）题（tí）应立即启动备用（yòng）方案。

(3)起飞指观察手和操作手在确认（rèn）起飞区域内情况后，两（liǎng）人确认可以起飞后，操（cāo）作手可执行起飞（fēi）命令（lìng），飞机按指（zhǐ）令动作后，观（guān）察飞（fēi）行器各方面状（zhuàng）态，然后将飞行器依据事先已经规划好的航线飞往目标区（qū）域（yù）；或（huò）转入自动程序，飞行器自（zì）行飞往目标区（qū）域。无论采用何种方法引（yǐn）导飞行器飞往目（mù）标区，观察（chá）手和（hé）操作手都（dōu）要始终留意（yì）各状态量，并（bìng）相互进（jìn）行安全提醒。

(4)任务（wù）执行指进入目（mù）标区域后确定剩余续（xù）航时间，高度（dù）等，此时操作手（shǒu）应通过数据链路传回数据进行（háng）识别,并（bìng）依据（jù）任务规划确定（dìng）的路（lù）线及传感（gǎn）器动（dòng）作方式（shì）进行（háng）。靠近目标物期间应稳步操作。在目标区域内如发（fā）现不利（lì）于飞行安（ān）全的物体应按照规定预案规避（bì），同时观察手应注（zhù）意鸟群等低空活动，飞行器相对位（wèi）置等情况（kuàng），如遇到突发事件应（yīng）冷静（jìng）处置。

(5)回收指完成任务后应迅（xùn）速返航，返航时应注意规定航线（xiàn）的执行情况，并（bìng）同时（shí）留意航（háng）线周（zhōu）围有（yǒu）关（guān）物体的变化（huà），在进入降落阶（jiē）段时，应（yīng）稳（wěn）步操作飞行器（qì），并注意（yì）下降（jiàng）率情（qíng）况，同时（shí）留意风的变化，当（dāng）进入最终着陆接地前应稳步收油门（mén）杆。如（rú）有可能（néng）应（yīng）尽量使用自动着（zhe）陆。

(6)转移/回（huí）撤指（zhǐ）检查飞行器各部件，确认基本完好后，将其转（zhuǎn）入运（yùn）输状态并装入防（fáng）护箱（xiāng）内（nèi），完毕后将其转移至（zhì）运（yùn）输载具上前进至下一地域或完成任务后回撤。

(7)数据（jù）整理（lǐ）指可以利（lì）用数据链（liàn）路实时下载采集到的数据，或（huò）者待飞机降落（luò）回（huí）收后将机载记录数据拷贝（bèi）至（zhì）计算机，利用数据（jù）网络上传所获数据。

无人（rén）机巡线运（yùn）行时应注意的事项

由（yóu）于110 kV及以下的线（xiàn）路，线路之（zhī）间并行、穿越（yuè）、跨（kuà）越等情（qíng）况较多，对于微型多旋翼无人机（jī）运行任务规划时应在现有电力工作安全（quán）规（guī）定的基础上进（jìn）行，在实践中对于（yú）飞行（háng）器飞行中应有以下应注意的（de）地方（fāng）。

（1）对线路设施（shī）进行巡（xún）检飞行前应了（le）解线路设施（shī）的运行情况，尤（yóu）其（qí）是负荷高（gāo）低、电流大小，杆塔类型，导线（xiàn）情况，前次巡视记录等。应（yīng）建立任务规划单，及安全检查单（dān）。任务规划单，及安（ān）全（quán）检查单都应（yīng）实现电子化（huà）,方便调取查阅及保存。

（2）不同类型的无人机和不同的巡线设备，其工作的安（ān）全距（jù）离的设置是不同的，需要在实践中确定。这个安全距离应是动力螺旋桨边缘与（yǔ）线路设（shè）施各处的安全距离（lí），而（ér）不是传感器与（yǔ）被拍摄物的距离。

（3）在任务规划阶段就应仔细权衡（héng）飞行路线上电（diàn）磁干扰（rǎo）所带来的（de）影响，同（tóng）时飞行器运行（háng）位置应考虑传（chuán）感器特性及巡（xún）检要求（qiú）。如:遇（yù）到线路自高压线路下方穿越及（jí）跨（kuà）越（yuè），遇到这类情况，应优先选择（zé）返回（huí）起（qǐ）飞（fēi）点并回收，转移地点至线（xiàn）路对（duì）侧（cè）后重新发射飞（fēi）行或选择在交叉点位置远（yuǎn）距离悬（xuán）停（tíng）并（bìng）凝视（shì）。

(4）对不同的（de）塔形及导线布置方式（shì），应（yīng）制定优（yōu）化路线，完（wán）善（shàn）的巡视路线方（fāng）案有利于高效的完成巡视任务。如：双回耐张塔应采用由上层开始（shǐ），逐（zhú）步下降高度。

(5）任（rèn）务规划及执行阶段（duàn）应（yīng）考虑（lǜ）传（chuán）感器的性能，如使（shǐ）用光学传感器在（zài）平行线路飞行时（shí），背景（jǐng）有可（kě）能的（de）闪耀模糊。还要防止飞行器运动时带来的模糊（hú）导（dǎo）致任务（wù）失败。尤其是光（guāng）学传感器每秒帧数。而采（cǎi）用延时（shí）摄影（yǐng）法时应保证有较（jiào）好的重叠率（lǜ）。红外传感器应考虑目标温度在大气环境中的水汽吸收以（yǐ）及所（suǒ）处阵位背（bèi）景温度带来的影响。

(6）对于飞行器与线（xiàn）路设施安（ān）全距离的把握，人的作用目（mù）前（qián）仍然是无法替代的。目（mù）前常有飞行器（qì）上加装多种（zhǒng）传感器，或辅助距离判（pàn）定装置（zhì）等方式，而无（wú）论采用何种方式，都应考虑由于（yú）隔离操（cāo）作，传（chuán）感器盲区等问题，人在飞（fēi）行平台（tái）起飞（fēi）后的操作（zuò）更多的是辅（fǔ）助-决策。应制（zhì）定完善的应急（jí）预（yù）案，并重视（shì）“操作-辅助（zhù）”模式的训练。

(7）无（wú）线电失（shī）去控制，尤其是飞行（háng）器失去无线（xiàn）电信号后（hòu）动（dòng）作（zuò）处置，考虑到110 kV及以下线路的特点及所（suǒ）处环境。在选择动（dòng）作（zuò）方案（àn）时不应考（kǎo）虑自动返航，应（yīng）选择悬停方式。

(8）有效载荷其（qí）重（chóng）量大小等决定了飞（fēi）行器的续（xù）航能力，而有效载荷的类型决定了（le）所能（néng）完成的任务（wù）。多旋翼无人机系统的悬停高度与任务载荷（hé）最大重量成反（fǎn）比，因此需要在（zài）任务规划阶（jiē）段（duàn）考（kǎo）虑所（suǒ）搭载的有效载荷对任务（wù）的影（yǐng）响（xiǎng）。（来源：无人机频道）

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