一种用于检验检测电力巡检无人机的系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于检验检测电力巡检无人机的系统及方法，包括：无人机检验检测平台和用于对无人机进行检测的无人机检测试验装置；所述无人机检验检测平台包括：检测流程引擎、数据采集模块、检测数据管理模块和无人机检测结果评价模块。本发明有益效果：实现对送检的无人机检测流程、检测数据的集中管理，提高检验检测的效率，保证业务流程的规范化，保障入网无人机的巡检飞行安全，有着广阔的应用前景。
【专利说明】
一种用于检验检测电力巡检无人机的系统及方法
技术领域
[0001] 本发明属于电力系统的运行检修领域，涉及输电线路巡检无人机的检验检测领 域，尤其是一种用于检验检测电力巡检无人机的系统及方法。
【背景技术】
[0002] 通过多年的技术研发和实践应用，无人机巡检已经发展成一种高效、低成本空中 巡检技术，是解决输电线路智能巡检的重要手段之一。现有无人机巡检系统入网检验检测 过程中，数据管理分散，缺少自动化的检测资源调度管理方法和手段。整个检验检测过程分 为多个项目，而每一个项目又需要多个检测人员，根据项目的不同，可能存在与其他项目之 间的检测顺序依赖要求。
[0003] 目前的无人机检验检测的数据管理完全依靠人工实现，在检测过程中，按照检测 项目表格进行检测结果记录;检测结束后，手动的将检测结果誊写到新的检测记录表中。这 种数据管理方式，工作强度大，而且在誊写的过程中因为字迹不清或精力不集中易出现数 据誊写错误。
[0004] 现有的用于检验检测的无人机试验台架，并没有系统的检测调度流程与检测数据 采集处理的具体过程，尚有很多问题需要解决。
[0005] 如何改善无人机检验检测流程、优化并合理利用资源、减少人为差错和延误，提高 检验检测的效率，保证业务流程的规范化，从而保障入网无人机输电线路巡检系统的安全 稳定运行，成为亟待解决的问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的就是为了解决上述难题，提供了一种用于检验检测电力巡检无人机 的系统及方法，根据送检的无人机类型及检测项目，进行检测设备、检测人员等资源的合理 调度，根据检测项目的依赖关系及资源调度结果，进行检测流程的合理配置，并对检测数据 进行自动采集与集中管理，保障入网无人机输电线路巡检的安全。
[0007] 为实现上述目的，本发明的具体方案如下：
[0008] -种用于检验检测电力巡检无人机的系统，包括:无人机检验检测平台和用于对 无人机进行检测的无人机检测试验装置；
[0009] 所述无人机检验检测平台包括：
[0010] 检测流程引擎：用于对受理的无人机检验检测任务进行自动调度与人工辅助调 度，配置并驱动检测流程流转；
[0011] 数据采集模块，通过与无人机检测试验装置对接，实时获取无人机检测试验数据；
[0012] 检测数据管理模块，用于对不同无人机检测试验装置采集来的数据进行汇总分 析；
[0013] 无人机检测结果评价模块，根据获取到的无人机检测试验数据，判断检测是否通 过，并对检测结果进行展示。
[0014] 进一步地，所述无人机检测试验装置包括：用于检测无人机三维飞行的装置，用于 检测无人机气动零跌落的装置，用于检测无人机环境适应性的装置，用于检测无人机动力 电池的装置以及用于检测无人机吊舱性能的装置。
[0015] 进一步地，所述无人机检测试验装置包括：三维飞行检测平台、气动零跌落试验 台、快速温变湿热试验箱、淋雨试验箱、高低温实验箱、沙尘试验箱、动力电池挤压试验机以 及吊舱性能检测装置。
[0016] 一种用于检验检测电力巡检无人机的方法，包括以下步骤：
[0017] (1)根据接收到的无人机检验检测任务，确定所需要配置的检测设备；
[0018] (2)确定无人机检验检测任务的优先级、任务工作量，根据上述信息及所需要配置 的检测设备信息确定检验检测任务的调度方案；
[0019] (3)确定所述无人机检验检测任务中，每一项检测项的检测流程排序；
[0020] (4)进行检验检测任务的调度方案以及检测项排序的审核；如果审核通过则直接 进入步骤(7)，否则，进入步骤(5);
[0021] (5)对检测任务调度方案及检测项排序进行人工手动调度，进入步骤(6);
[0022] (6)根据人工调度情况，更新设备、人员资源占用情况，返回步骤(4);
[0023] (7)分别对检测设备检测到的数据进行采集并汇总，生成检测结果；
[0024] (8)判断检测结果中是否存在不符合检测标准的检测项，如果没有，则检测通过， 出具被检测无人机能够用于电力巡检证明；否则，出具检测未通过证明。
[0025] 进一步地，所述步骤（1)中，将接收到的无人机检验检测任务列表导入，导入的检 测任务信息包括任务名称、检测无人机类型、检测目的、检测项目、计划时间以及检测任务 负责人。
[0026] 进一步地，所述步骤(2)中确定无人机检验检测任务的优先级的具体方法为：
[0027] 确定检测任务的优先级：以该无人机厂商设备设定时间段内的历史检测问题数 量、检测次数与抽检次数作为分析因子，设定各个因子的权重，计算检测重要性的公共因 子;根据所述公共因子确定检测任务的优先级顺序。
[0028] 进一步地，所述步骤(2)中
[0029] 确定无人机检验检测任务工作量的具体方法为：
[0030] 根据检测任务中检测项目的个数、检测机型和检测目的，结合检测历史任务所需 时间数据，确定无人机检验检测任务的工作量。
[0031] 进一步地，所述步骤(2)中确定检测任务调度方案的具体方法为：
[0032] (2-1)将所有检测任务根据优先级由高到低，压入检测任务队列QuA中；
[0033] (2-2)选取QuA任务队列中任务优先级最高的检测任务Z，如果没有未配置的前置 任务，将检测任务队列弹出，根据任务工作量确定检测的时间，然后进入步骤(2-3);如果有 未配置的前置任务，将任务Z弹出到任务队列QuB中，选取下一个优先级最高的检测任务，重 复步骤(2_2);
[0034] (2-3)根据（2-2)中确定的检测任务Z所需要的检测设备类型配置相应的检测设 备；
[0035] (2-4)根据检测任务所需要的检测成员个数，配置相应的检测组成员；
[0036] (2-5)按照检测项目列表顺序，作为检测任务起始顺序；
[0037] (2-6)判断检测任务队列QuA中是否还有检测任务，如果有，返回步骤(2-2);如果 没有，进入下一步；
[0038] (2-7)判断任务队列QuB中是否还有检测任务，如果有，将队列QuB中的任务按照任 务优先级由高到底的顺序压入队列QuA中，返回步骤(2-2);如果队列QuB中没有检测任务， 进入步骤(2-8);
[0039] (2-8)完成检测任务自动调度。
[0040] 进一步地，所述步骤(2-3)中，如果在该时间段内有空闲检测设备D，将空闲检测设 备D配置给检测任务Z，如果该时间段内没有满足要求的检测设备，则遍历所有的检测设备， 选取最早结束使用的检测设备D1，将所述检测设备D1配置给检测任务Z，修改检测任务Z的 起始检测时间为检测设备D1结束使用时间。
[0041] 进一步地，所述步骤(2-4)中，如果在该时间段内有空闲检测组成员R，将空闲检测 组成员R配置给检测任务Z;如果该时间段内没有空闲的检测组成员，则遍历所有的检测组 人员，选取最早结束任务的检测组成员，配置给检测任务Z，修改检测任务Z的起始检测时间 为检测组成员结束任务时间。
[0042] 进一步地，所述步骤(7)中对检测设备检测到的数据进行采集的方法为：
[0043] (7-1)在数据库中建立数据采集表，对每个检测设备的数据收集装置以IP地址进 行区分并加入数据采集表；
[0044] (7-2)建立信道表，获得检测设备的所有数据采集信道地址与信道号并存入信道 表；
[0045] (7-3)基于信道表，初始化数据采集表，将每个检测数据采集项与相应的信道地址 及信道号对应；
[0046] (7-4)将根据信道表生成的XML格式变量文件下发到对应的数据收集装置;使用 XML文件格式的变量数据，以显示数据收集装置和待收集数据相应的信道地址对应的信道 号；
[0047] (7-5)数据收集装置根据对应的XML格式变量文件的信息，进行待采集设备的数据 采集，并使用采集的数据值生成分采集表；
[0048] (7-6)根据每个信道的信道地址和信道号，将所有分采集表数据汇总后填入数据 米集表；
[0049] (7-7)周期扫描所有信道得到采集值，对每个分采集表进行更新，然后统一更新数 据采集表，生成检测结果。
[0050] 本发明的有益效果：
[0051] 通过使用本发明的方法，针对电力巡检无人机入网检验检测工作，运用聚类分析 法辅助检测任务的自动调度，针对检验检测数据采集，利用基于检测装置信道的高并发数 据集成采集方案，构建出电力巡检无人机检测试验方法，实现对送检的无人机检测流程、检 测数据的集中管理，提高检验检测的效率，保证业务流程的规范化，保障入网无人机的巡检 飞行安全，有着广阔的应用前景。
【附图说明】
[0052] 图1是本发明的系统总体结构图；
[0053]图2是本发明的方法流程图。
【具体实施方式】：
[0054]下面结合附图对本发明进行详细说明：
[0055]如图1所示，本发明一种用于检验检测电力巡检无人机的系统包括无人机检验检 测平台和无人机检测试验装置和无人机。
[0056]无人机检验检测平台，包括：
[0057]检测流程引擎，对受理的无人机检验检测任务，运用聚类分析法进行检测任务的 自动调度与人工辅助调度，同时根据检测项目依赖关系，配置并驱动检测流程流转；
[0058] 数据采集模块，通过与无人机检测试验装置对接，实时获取无人机检测试验数据；
[0059] 检测数据管理模块，用于对不同无人机检测试验装置采集来的数据进行汇总分 析；
[0060] 无人机检测结果评价模块，利用检测数据管理模块汇总分析得到的检测结果是否 存在检测不符合项，评判检测是否通过，并自动生成检测报告。
[0061] 无人机检测试验装置包括：用于检测无人机三维飞行的装置，用于检测无人机气 动零跌落的装置，用于检测无人机环境适应性的装置，用于检测无人机动力电池的装置以 及用于检测无人机吊舱性能的装置等等。
[0062] 作为一种实施方式，无人机检测试验装置包括对无人机巡检系统进行检测的三维 飞行检测平台、气动零跌落试验台、快速温变湿热试验箱、动力电池挤压试验机、沙尘试验 箱、吊舱性能检测装置等。
[0063]本发明中，无人机可采用固定翼、旋翼、多旋翼等形式的无人机机体。
[0064]本发明一种用于检验检测电力巡检无人机的方法，如图2所示，包括以下步骤： [0065] 1.接收无人机检验检测任务。
[0066] (1)首先将检测任务列表导入，导入的检测任务fg息包括任务名称、检测无人机类 型(旋翼、固定翼）、检测目的、检测项目、计划时间、检测任务负责人。具体检测任务列表如 下表所示：
[0068] (2)确定检测设备;根据检测项目和巡检目的确定检测终端类型（可见光、红外和 紫外等设备），并确定检测过程中需要使用的设备，例如高低温箱、电池充放电检测装置、淋 雨试验装置等。
[0069] 2.任务队列处理与资源自动调度，包括如下所示步骤：
[0070] (1)检测任务工作量评估;对已接收的检测任务列表中检测任务，进行工作量评 估，将评估结果用于检测任务调度。
[0071] 1)确定检测任务的优先级;根据该厂商设备近三年来的历史检测问题数量、检测 次数与抽检次数之间的因子分析方式，确定各个因素的权重，得到检测重要性的公共因子： [0072] C =优先级因子 *[Al*ln(Bl)+A2*ln(B2)+A3*ln(B3)]
[0073]其中，B1为历史检测问题数量，B2为检测次数，B3为抽检次数，A1为历史检测问题 数量项的权重因子，A2为检测次数的权重因子，A3为抽检次数的权重因子;优先级因子为人 为设定的参数，通过调整该参数，提升或降低某一检测任务的优先级；
[0074] C公因子(cl，c2,…，cn)通过K均值聚类分析法将检测任务分为1、2、3、4四个等级， 分别表示检测的紧急程度。
[0075] 2)确定任务工作量;根据检测项目的个数，以及检测机型、检测方式和检测目的， 确定检测的工作量。工作量的确定是根据历史任务来确定，通过寻找历史任务中具有以下 相似属性的任务，包括检测项目、无人机机型、检测方式、巡检目的，根据数据库中单位工作 量X(小时/检测项)*检测项数量*检验检测组成员数，得到W(人*时)总工作量。
[0076] (2)调度任务信息导入;将需调度任务信息、各个任务的工作量、任务优先级和需 配置的检测设备类型等信息导入进行任务调度。
[0077] (3)任务自动调度;根据调度检测任务信息、各个检测任务的工作量、任务优先级 和需配置的检测设备类型等影响要素，以及现有可用的检测人员信息，确定任务的调度方 案。默认自动调度算法如下所示：
[0078] 1)将所有检测任务根据优先级由高到低，压入检测任务队列QuA中；
[0079] 2)选取QuA任务队列中任务优先级最高的检测任务Z，如果没有未配置的前置任 务，将检测任务队列弹出，根据任务工作量确定检测的时间，然后进入步骤(3);如果有未配 置的前置任务，将任务Z弹出到队列QuB中，选取下一个优先级最高的巡检任务，重复步骤 (2)；
[0080] 3)根据（1)中确定的巡检任务Z所需要的检测设备类型，配置相应的检验检测设 备，如果在该时间段内空闲检测设备D，将空闲检测设备D配置给检测任务Z，进入步骤(4); 如果该时间段内没有满足要求的检测设备，则进入步骤(6);
[0081] 4)根据巡检任务Z所需要的检测成员个数，配置相应的检测组成员，如果在该时间 段内空闲检测组成员R，将空闲检测组成员R配置给检测任务Z，进入步骤(5);如果该时间段 内没有空闲的检测组成员，则进入步骤(7);
[0082] 5)按照检测项目列表顺序，作为检测任务起始，进入步骤(8);
[0083] 6)遍历所有的检测设备，选取最早结束使用的关键检测设备D1，将对应的检测设 备配置给检测任务Z，修改检测任务Z的起始巡检时间到机组设备D1结束使用时间，进入步 骤⑷；
[0084] 7)遍历所有的检测组人员，选取最早结束任务的检测组成员，配置给检测任务Z， 修改检测任务Z的起始检测时间为检测组成员结束任务时间，进入步骤5;
[0085] 8)如果队列QuA中没有巡检任务，进入步骤(9);如果任务队列QuA中不为空进入步 骤⑵；
[0086] 9)如果QuB中有巡检任务，将队列QuB中的任务按照任务优先级由高到底的顺序压 入队列QuA中，进入步骤(2);如果队列QuB中没有队列成员，进入步骤(10);
[0087] 10)完成任务自动调度。
[0088] (4)调度结果输出；输出要执行的检测任务及调度的检测设备、检测组人员信息。
[0089] 3.巡检流程配置，将所有检测项进行编号T(T1，T2,…，Tn)，首先根据检测项顺序 依赖关系进行一级排序，例如飞行功能类检测需要安排在跌落试验之后进行;其次根据检 测工作需要实施的位置进行二级排序，例如检测工作涉及N个地点，根据地点对检测项进行 分类，在保证一级排序的前提下，给出在N个地点间完成检测任务，所需样品传递路径最小 的检测流程排序，完成检测流程配置。
[0090] 4.流程审核，审核通过则进入步骤7，审核不通过进入步骤5。
[0091] 5.人工调度;人工调度单元对检测任务调度方案及检测项排序进行手动修改，修 改主要考虑的因素是检测人员信息、检测设备状态信息、被检测无人机信息、以及检测现场 的气象信息，避开无人机飞行功能检测时，不适合检测的气象条件;人工调度完成后进入步 骤6〇
[0092] 6.根据人工调度情况，更新设备、人员资源占用情况，进入步骤4;
[0093] 7.检测数据采集流程，包括如下所示步骤：
[0094] (1)在数据库中建立数据收集装置表，每个检测设备的数据收集装置以IP地址来 区分并加入采集装置表；
[0095] (2)建立信道表，获得检测装置的所有数据采集信道地址与信道号并存入信道表；
[0096] (3)基于信道表，初始化总数据采集表，将每个检测数据采集项与相应的信道地址 及信道号对应；
[0097] (4)将根据信道表生成的XML格式变量文件下发到对应的数据收集装置;使用XML 文件格式的变量数据，以显示数据收集装置和待收集数据相应的信道地址对应的信道号；
[0098] (5)数据收集装置根据对应的XML格式变量文件的信息，进行待采集设备的数据采 集，并使用采集的数据值生成分采集表；
[0099] (6)根据每个信道的信道地址和信道号，将所有分采集表数据汇总后填入总采集 表；
[0100] (7)周期扫描所有信道得到采集值，对每个分采集表进行更新，然后统一更新总采 集表，生成检测结果。
[0101] 8.检测结果评价。根据检测结果是否存在不符合项判定被检测的对象是否可用于 电力无人机巡检工作，以及被检无人机系统优化建议。
[0102] 上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范 围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不 需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1. 一种用于检验检测电力巡检无人机的系统，其特征是，包括:无人机检验检测平台和 用于对无人机进行检测的无人机检测试验装置； 所述无人机检验检测平台包括： 检测流程引擎：用于对受理的无人机检验检测任务进行自动调度与人工辅助调度，配 置并驱动检测流程流转； 数据采集模块，通过与无人机检测试验装置对接，实时获取无人机检测试验数据； 检测数据管理模块，用于对不同无人机检测试验装置采集来的数据进行汇总分析； 无人机检测结果评价模块，根据获取到的无人机检测试验数据，判断检测是否通过，并 对检测结果进行展示。2. 如权利要求1所述的一种用于检验检测电力巡检无人机的系统，其特征是，所述无人 机检测试验装置包括：用于检测无人机三维飞行的装置，用于检测无人机气动零跌落的装 置，用于检测无人机环境适应性的装置，用于检测无人机动力电池的装置以及用于检测无 人机吊舱性能的装置。3. -种用于检验检测电力巡检无人机的方法，其特征是，包括以下步骤： (1) 根据接收到的无人机检验检测任务，确定所需要配置的检测设备； (2) 确定无人机检验检测任务的优先级、任务工作量，根据上述信息及所需要配置的检 测设备信息确定检验检测任务的调度方案； (3) 确定所述无人机检验检测任务中，每一项检测项的检测流程排序； (4) 进行检验检测任务的调度方案以及检测项排序的审核；如果审核通过则直接进入 步骤(7)，否则，进入步骤(5); (5) 对检测任务调度方案及检测项排序进行人工手动调度，进入步骤(6); (6) 根据人工调度情况，更新设备、人员资源占用情况，返回步骤(4); (7) 分别对检测设备检测到的数据进行采集并汇总，生成检测结果； (8) 判断检测结果中是否存在不符合检测标准的检测项，如果没有，则检测通过，出具 被检测无人机能够用于电力巡检证明；否则，出具检测未通过证明。4. 如权利要求3所述的一种用于检验检测电力巡检无人机的方法，其特征是，所述步骤 (1) 中，将接收到的无人机检验检测任务列表导入，导入的检测任务fg息包括任务名称、检 测无人机类型、检测目的、检测项目、计划时间以及检测任务负责人。5. 如权利要求3所述的一种用于检验检测电力巡检无人机的方法，其特征是，所述步骤 (2) 中确定无人机检验检测任务的优先级的具体方法为： 确定检测任务的优先级：以该无人机厂商设备设定时间段内的历史检测问题数量、检 测次数与抽检次数作为分析因子，设定各个因子的权重，计算检测重要性的公共因子;根据 所述公共因子确定检测任务的优先级顺序。6. 如权利要求3所述的一种用于检验检测电力巡检无人机的方法，其特征是，所述步骤 (2)中确定无人机检验检测任务工作量的具体方法为： 根据巡检任务中检测项目的个数、检测机型和检测目的，结合检测历史任务所需时间 数据，确定无人机检验检测任务的工作量。7. 如权利要求3所述的一种用于检验检测电力巡检无人机的方法，其特征是，所述步骤 (2)中确定检测任务调度方案的具体方法为： (2-1)将所有检测任务根据优先级由高到低，压入检测任务队列QuA中； (2-2)选取QuA任务队列中任务优先级最高的检测任务Z，如果没有未配置的前置任务， 将检测任务队列弹出，根据任务工作量确定检测的时间，然后进入步骤(2-3);如果有未配 置的前置任务，将任务Z弹出到任务队列QuB中，选取下一个优先级最高的巡检任务，重复步 骤(2-2); (2-3)根据(2-2)中确定的巡检任务Z所需要的检测设备类型配置相应的检测设备； (2-4)根据巡检任务所需要的检测成员个数，配置相应的检测组成员； (2-5)按照检测项目列表顺序，作为巡检任务起始顺序； (2-6)判断检测任务队列QuA中是否还有巡检任务，如果有，返回步骤(2-2);如果没有， 进入下一步； (2_7)判断任务队列QuB中是否还有巡检任务，如果有，将队列QuB中的任务按照任务优 先级由高到底的顺序压入队列QuA中，返回步骤(2-2);如果队列QuB中没有巡检任务，进入 步骤(2-8); (2_8)完成巡检任务自动调度。8. 如权利要求7所述的一种用于检验检测电力巡检无人机的方法，其特征是，所述步骤 (2-3)中，如果在该时间段内有空闲检测设备D，将空闲检测设备D配置给巡检任务Z，如果该 时间段内没有满足要求的检测设备，则遍历所有的检测设备，选取最早结束使用的检测设 备Dl，将所述检测设备Dl配置给巡检任务Z，修改巡检任务Z的起始巡检时间为检测设备Dl 结束使用时间。9. 如权利要求7所述的一种用于检验检测电力巡检无人机的方法，其特征是，所述步骤 (2-4)中，如果在该时间段内有空闲检测组成员R，将空闲检测组成员R配置给巡检任务Z;如 果该时间段内没有空闲的检测组成员，则遍历所有的检测组人员，选取最早结束任务的检 测组成员，配置给巡检任务Z，修改巡检任务Z的起始检测时间为检测组成员结束任务时间。10. 如权利要求3所述的一种用于检验检测电力巡检无人机的方法，其特征是，所述步 骤(7)中对检测设备检测到的数据进行采集的方法为： (7-1)在数据库中建立数据采集表，对每个检测设备的数据收集装置以IP地址进行区 分并加入数据采集表； (7-2)建立信道表，获得检测设备的所有数据采集信道地址与信道号并存入信道表； (7-3)基于信道表，初始化数据采集表，将每个检测数据采集项与相应的信道地址及信 道号对应； (7-4)将根据信道表生成的XML格式变量文件下发到对应的数据收集装置;使用XML文 件格式的变量数据，以显示数据收集装置和待收集数据相应的信道地址对应的信道号； (7-5)数据收集装置根据对应的XML格式变量文件的信息，进行待采集设备的数据采 集，并使用采集的数据值生成分采集表； (7-6)根据每个信道的信道地址和信道号，将所有分采集表数据汇总后填入数据采集 表； (7-7)周期扫描所有信道得到采集值，对每个分采集表进行更新，然后统一更新数据采 集表，生成检测结果。
【文档编号】H04L12/26GK105959181SQ201610436596
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】李宗谕, 刘俍, 王万国, 张方正, 杨波, 雍军, 慕世友, 李超英, 傅孟潮, 魏传虎, 李建祥, 赵金龙, 李勇, 吴观斌, 许乃媛
【申请人】国网山东省电力公司电力科学研究院, 山东鲁能智能技术有限公司, 国家电网公司