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Axpo通过最新的Phase One P3载荷方案和LINIA无人机自动检测软件应对检测挑战

2023-01-29 10:19 性质:转载 作者:Phase One 来源:Phase One
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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...

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。

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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

PhaseOne(丹麦飞思相机系统)是世界领先的中画幅数码摄影系统和为专业摄影师提供成像解决方案和工业应用的供应商。成立于1993 年,总部设立于丹麦哥本哈根,接受着北欧设计精益求精的高要求。在纽约,伦敦,东京,科隆,香港,上海、广州、北京和特拉维夫均设有办事处,与全球合作伙伴的专家组一起,PhaseOne 致力为全球摄影人提供最佳的摄影体验和图像质量。为了给客户提供更好的图像解决方案,PhaseOne的影像系统产品细分为民用相机(Specialty Photography),图像软件(Capture One),工业相机(Industry Solutions) 和文化遗产数字化解决方案(Cultural Heritage)。

民用相机(Specilty Photography)

从最初的P系列到2011年的IQ系列,再到现在的1.5亿像素的IQ4,PhaseOne在民用相机方面一直在为摄影者们设计出最完美的图像解决方案。

图像软件(Capture One)

PhaseOne旗下的图像软件产品Capture One 是一款具有强大解RAW 格式的修图工具。Capture One 除了支持PhaseOne相机系统外,更支持多于500款的相机系统。

工业相机(Industry Solutions)

PhaseOneIndustrial 是一体化中画幅相机系统的研究、开发和制造领域的市场领导者,具有高分辨率传感器的PhaseOne航空相机如今在中画幅系统处于领先地位。

文化遗产数字化解决方案(Cultural Heritage)

PhaseOne文化遗产数字化解决方案,为保护世界文化遗产如图书、档案手稿、艺术品及珍贵的胶卷等一些列需要被记录的物品。在确保材料安全和高效的工作流程,为文化保护作出更大的可能。

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