摘要：目前，随着5G的全面商用，云计算、人工智能、感知物联等前沿技术融合发展，为有效解决电网基建工程施工与维护的实际问题提供了可能。5G的大带宽和低时延特性能够有效缓解数据传输卡顿的现象，将5G技术与无人机结合起来，将有较大的发展空间和广阔的应用前景。无人机自动巡检技术最早应用于电力行业，并获得了国内外学者的广泛关注，且技术较为成熟。本文重点论述5G+无人机在智能巡检中的应用。 关键词：5G；无人机；智能巡检系统设计
引言
“5G+无人机”巡检可以预先设定好无人机巡检航线，无人机现场巡检的实时图像、视频可以实时传输到主控室，融合AI分析技术完成预处理，分析结果供运维人员研判处理。同时，通过部署5G网联自动方舱，无须人力现场操作和“盯梢”，大幅提高了运维质量和效率，降低人工成本，避免一线人员攀高登塔，保障从业者的人身安全。
1无人机巡检+5G应用
1.1综合应用解决方案
智能化巡检5G集控飞行系统是为电力用户创新打造的一套以多无人机超视距集控飞行为核心功能的综合应用解决方案。智能化5G巡检集控飞行系统由集控中心子系统、高精度地图服务子系统、智能无人机方舱控制子系统、集控无人机子系统、机载任务系统、辅助网络与通信子系统和智能化巡检综合管控平台7个部分组成。该解决方案的核心功能包括多无人机超视距集控飞行、多智能无人机自动方舱无人值守作业、集中式飞行信息服务等，其包含航飞管理、飞行控制、充换电管理、网络管理、视频管理、数据管理、数据传输、环境监控、电源管理等功能模块。该解决方案由5G机载飞控终端、5G网联自动方舱、移动方舱、机载任务系统、集控飞行座舱、缺陷识别算法库等核心产品构成，可按用户应用配置需求，量身定制具体实施方案，搭建最契合用户实际需求的实战化无人机集控飞行作业系统。电力设施场所部署固定式5G自动方舱或移动方舱，可以实现风电设备、输电线路及的智能化巡检，在5G方舱部署的管控区域内实现输电线路通道巡检、杆塔精细化巡检及管控区域内的设施精细化巡检功能。采用5G无人机集控飞行的巡检模式，大大节省了人力成本，提高了巡检效率，有效解决了巡检无人机统一调度指挥、数据实时回传、数据分析等问题，切实保障了巡检无人机及电力设施的安全。 1.2网络通信方案
当前的4G网络只能支持1K的图传，对于某些细节检查，视频和图片的清晰度明显不足，而5G网络可实现上行单用户体验速率150Mb/s以上，空口时延10ms，将使得实时视频更加流畅、更加清晰，巡查效果更优。智能化飞控系统和无人机及5G自动方舱之间可提供基于4G、5G、2.4G、5.8G多种网络连接模式，通过辅助网络与通信子系统提供多种管理方式、自由选择。
1.3视频传输拓扑结构
视频传输拓扑结构，智能巡检无人机和5G无人机机载终端部署在内，图像信息读取及编码后，通过5G网络实时传输到后端指挥系统，可在电力系统内网访问进行展示。其中5G机载终端将无人机提供的视频信号转换为视频流，并向云端服务器推送视频；5G VPDN私密传输通道通过5G网络提供低延迟、高带宽的稳定传输环境；公网云端服务器通过云端服务器接收视频流，转储后重新编码，用户再通过PC端的5G集控飞行系统从该服务器拉流观看巡查。
2系统关键技术
为了实现无人机自主巡检，确保无人机能够安全有效地采集图像，在风机制动状态下，通过图像识别技术估算出风机场景变量，并结合风机尺寸参数规划出自主飞行路径。整体的技术路线如下：（1）使用无人机打点功能拍摄风机的正视图及俯视图，并获取风机轮毂的中心GPS坐标。（2）针对采集到的风机正/俯视图，借助图像算法估算出风机的航向角以及风机叶片的旋转角。（3）根据估算出的风机航向角及叶片旋转角，以轮毂中心为原点，考虑无人机航点远离叶片的拍摄距离，以及达到叶尖航点时预留的安全余量，再结合已知风机的尺寸参数和轮毂中心点的经纬度坐标，就可以计算出无人机针对该风机巡检的12个航点信息，从而获得无人机自主飞行的航路。在风机制动状态下，风机场景变量（风机航向角、叶片旋转角）的估算流程如下：首先，使无人机定位至风机轮毂正上方的指定安全高度，在此位置下拍摄当前风机的俯视图，并获取轮毂中心的经纬度坐标。 2.2缺陷智能识别技术
构建风机巡检智能影像库，并不断训练完善。系统对无人机传回的图像进行目标缺陷识别和诊断，借助AI云计算、图像处理技术和电力设备故障检测技术，自动诊断出设备故障。
同时结合摄影测量技术，实现组件故障的精准定位，自动完成初步的诊断工作，辅助人工快速发现和分析问题，并实时预警。风机图像识别的类型包括：（1）雷击损伤。雷击将导致叶片损伤，严重时直接造成叶片的报废，不可恢复。（2）叶片结冰。冰冻之后整体叶片及塔筒载荷会急速上升。（3）前缘腐蚀。前缘腐蚀不仅使机组的效率急剧降低，同时会造成叶片的振动和载荷增加。（4）整体结构失效。它的表现形式为叶片折断。（5）叶尖排水孔堵塞。叶片受污染后，叶尖排水孔会堵塞影响叶片排水，而且会造成叶片的噪音。（6）边缘开裂。对叶片寿命影响比较大的有主梁的横向裂纹和尾缘的横向裂纹，需要尽快处理。
2.3 5G技术应用
无人机可以利用5G的大带宽、低时延、广连接等特性，解决远程控制和远程通信受限、图像和视频流回传延迟等问题，实现无人机的全新升级。表现在以下方面：（1）实时传输高清画面/视频。无人机与5G结合，实现以150Mb/s以上的速度传送数据，不仅能承载大量的图像、视频流传送，还能实现超清晰、超流畅的视频直播画面。（2）远程控制飞行更安全。无人机搭载5G通信模组可解决无人机超视距远程控制、远程监控等范围受限问题，使
得无人机飞行更安全可靠。（3）定位更精准。无人机可以在基于5G通信系统、网络差分站建立更加高精度的定位，可实现厘米级导航。
结束语
5G+无人机风电智能巡检系统通过创新电厂巡检模式，使风机日常巡视从“人巡”过渡到“机巡”，从“地面巡视”发展到“空中立体巡视”，从“人眼判别”升级到“智能感知”，可避免隐患遗漏，大幅提升资产整体寿命，降低运维成本。
参考文献
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如图是某水上打捞船
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