一種電網(wǎng)巡檢無人機地面中繼系統(tǒng)的中繼點布點方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電網(wǎng)巡檢無人機中繼數(shù)據(jù)鏈路的中繼點布點方法綜合考慮多方面的因素，根據(jù)預(yù)先計劃的巡檢線路，結(jié)合線路的區(qū)域特點，對中繼點進行全面的選擇，該方法容易操作，布點準確大，能兼顧各方面條件，簡便快捷，實用性強，可靠性高。
【專利說明】 一種電網(wǎng)巡檢無人機地面中繼系統(tǒng)的中繼點布點方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無人機中繼系統(tǒng)，特別是一種電網(wǎng)巡檢無人機中繼數(shù)據(jù)鏈路的中繼點布點方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，輸電線路越來越長，電壓等級越來越高，我國目前110千伏及以上的電力線路近九十萬公里，巡線作業(yè)每年要進行多次，工作量浩大。在這種情況下，人們研發(fā)了無人直升機系統(tǒng)進行巡檢，但是由于研發(fā)處于起步階段，因此現(xiàn)有的無人直升機系統(tǒng)大都還只能在可視范圍內(nèi)進行巡檢，雖然人們也研發(fā)了可適用于山區(qū)復(fù)雜地形，氣象環(huán)境的具有中繼系統(tǒng)的電網(wǎng)巡檢無人直升機，如在地面站與無人直升機之間增加通訊中繼站，所述的通訊中繼站主要保括地面中繼站與空中中繼站兩種，地面中繼站主要為在電桿塔或采用移動車載輔助設(shè)立無線終端，空間中繼站主要通過設(shè)立中繼機(小型無人直升機)來實現(xiàn)，通過增設(shè)這兩種中繼模式，就使得電網(wǎng)巡檢無人直升機不局限在可視范圍內(nèi)巡視，從而適應(yīng)山區(qū)的復(fù)雜環(huán)境，但是現(xiàn)有的中繼點的設(shè)置，只是憑借作業(yè)人員的經(jīng)驗進行，受作業(yè)人員的經(jīng)驗限制，一旦換一個作業(yè)人員就無法順利進行巡檢作業(yè)，甚至造成作業(yè)機機毀的嚴重后果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而提供一種可靠，安全、易操作的電網(wǎng)巡檢無人直升機中繼系統(tǒng)的中繼點布點方法。
[0005]一種電網(wǎng)巡檢無人機中繼數(shù)據(jù)鏈路的中繼點布點方法，其步驟如下:
(1)對無人機巡檢區(qū)進行覆蓋，采用區(qū)域覆蓋的方法將巡檢線路區(qū)域在地圖上用半徑為r的η個圓圈進行覆蓋，圓圈之間允許有部分重疊或相接，η > I ；
(2)以每個圓為個單位，在各圓內(nèi)選取幾個候選中繼點，首選圓心附近r/2范圍內(nèi)的點，按照因素衡量的先后順序進行考量，考量因素分別為:海拔高度一一> 交通條件——>基礎(chǔ)設(shè)施指的主要是機房、道路、供電條件，
其中，海拔高度:在同一區(qū)域內(nèi)，選擇海拔高度高的，
交通條件:在近似一相差小于5%海拔高度的點中，有道路直接到達的點優(yōu)先，
基礎(chǔ)設(shè)施:前兩個條件近似的點中，選擇具備基本機房條件，有供電能力的點；若在圓心附近r/2范圍內(nèi)無符合要求的點，則擴大范圍，機房條件主要是指地理位置、覆蓋巡檢線路東邊、與相鄰站點是否通視；
(3)在每個圓的多個候選點間進行評估，對每個點進行評分，每個點的評分公式為S=H* w_h +L+I,其中:
H (height)為海拔高度，單位為“千米”，w_h為海拔高度的權(quán)值，平原地區(qū)w_h=0，丘陵地區(qū)(平均海拔小于300米)w_h=0.3的權(quán)值為，山區(qū)的)w_h=l.0。[0006]L (line)為線路數(shù)量，L〈=l需要作歸一化處理:
其中，L=該點半徑r范圍內(nèi)的線路數(shù)目/該點所在圓圈范圍內(nèi)的線路數(shù)目。
[0007]I (infrastructure)基礎(chǔ)設(shè)施，I的初值為0，最大為0.15。衡量因素包含三個選項:車輛能夠直達、有可用通信條件、有可用電力，滿足其中的某一個，I的值增加0.05 ；
(4)在步驟(3)的基礎(chǔ)上，確定中繼點的類型，基本原則為:具備通信接入條件的點選為樞紐點一地面中繼固定點，其余作為車載移動中繼點；
(5)對車載移動中繼點的位置進行微調(diào)，調(diào)整到車輛容易到達且不影響覆蓋的區(qū)域，則中繼點布點結(jié)束，
(6)建立中繼車行駛線路、停泊站點和中繼數(shù)據(jù)鏈路的數(shù)據(jù)庫，在實際巡檢線路作業(yè)時，中繼車在規(guī)定的時間到達指定的地點，完成無人機巡檢通信保障任務(wù)。
[0008]綜上所述的，本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)如下優(yōu)點:
本發(fā)明的電網(wǎng)巡檢無人直升機中繼系統(tǒng)的中繼點布點方法，容易操作，布點準確大，能兼顧各方面條件，簡便快捷， 實用性強，可靠性高。
[0009]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的電網(wǎng)巡檢無人機地面中繼數(shù)據(jù)鏈路的中繼點布點方法示意圖?！揪唧w實施方式】
[0011]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行更詳細的描述。
[0012]實施例1
一種電網(wǎng)巡檢無人機中繼鏈路的中繼點布點方法，其步驟如下(I):所謂的區(qū)域覆蓋(area coverage),將巡檢線路區(qū)域用圓圈進行覆蓋,圓圈之間有部分重疊或相接。
[0013]圖中的紅色和紫色線條即為需要巡檢的線路，根據(jù)需要，在線路密集的區(qū)域劃了 5個相鄰的紅色圓圈，分別為C1-C5。
[0014](2):在上圖的5個圓內(nèi)，分別選取幾個候選點，選取原則:首選圓心附近r/2范圍內(nèi)的點，按照因素衡量的先后順序，分別為:海拔高度一一> 交通條件——> 基礎(chǔ)設(shè)施(機房、道路、供電條件)。
[0015]選取數(shù)量:3個，若在圓心附近r/2范圍內(nèi)無符合要求的點，則擴大范圍。
[0016]海拔高度:在同一區(qū)域內(nèi)，選擇海拔高度高的。
[0017]交通條件:在近似(相差小于5%)海拔高度的點中，有道路直接到達的點優(yōu)先。
[0018]基礎(chǔ)設(shè)施:如兩個條件近似的點中，選擇具備基本機房條件，有供電能力的點；若在圓心附近r/2范圍內(nèi)無符合要求的點，則擴大范圍，機房條件主要是指地理位置、覆蓋巡檢線路東邊、與相鄰站點是否通視，
例如，C5為福州的閩侯青口區(qū)域，推薦候選點為nl (移動基站旁)，n2 (青峰農(nóng)場)，n3(電力7#塔)，(雙奶頂微波站)，η5 (十三畝廢棄軍事基地)，η6 (養(yǎng)殖場)。
[0019]表格I
號I名稱I海拔I線路數(shù)目I交通I通信I電力I備注
nl I移動基站旁|370 115|車輛直達|無|有
【權(quán)利要求】
1.一種電網(wǎng)巡檢無人機地面中繼數(shù)據(jù)鏈路的中繼點布點方法，其特征在于，步驟如下: (1)對無人機巡檢區(qū)進行覆蓋，采用區(qū)域覆蓋的方法將巡檢線路區(qū)域在地圖上用半徑為r的η個圓圈進行覆蓋，圓圈之間允許有部分重疊或相接，n ^ I ； (2)以每個圓為個單位，在各圓內(nèi)選取幾個候選中繼點，首選圓心附近r/2范圍內(nèi)的點，按照因素衡量的先后順序進行考量，考量因素分別為:海拔高度一一> 交通條件——>基礎(chǔ)設(shè)施，基礎(chǔ)設(shè)施指的主要是機房、道路、供電條件， 其中，海拔高度:在同一區(qū)域內(nèi)，選擇海拔高度高的， 交通條件:在近似一相差小于5%海拔高度的點中，有道路直接到達的點優(yōu)先， 基礎(chǔ)設(shè)施:前兩個條件近似的 點中，選擇具備基本機房條件，有供電能力的點；若在圓心附近r/2范圍內(nèi)無符合要求的點，則擴大范圍； 機房條件主要是指地理位置、覆蓋巡檢線路東邊、與相鄰站點是否通視， (3)在每個圓的多個候選點間進行評估，對每個點進行評分，每個點的評分公式為S=H* w_h +L+I,其中: H為海拔高度，單位為“千米”，w_h為海拔高度的權(quán)值，平原地區(qū)w_h=0，丘陵地區(qū)w_h=0.3白勺權(quán)值為，山區(qū)的w_h=l.0, L為線路數(shù)量，L〈=l需要作歸一化處理: 其中，L=該點半徑r范圍內(nèi)的線路數(shù)目/該點所在圓圈范圍內(nèi)的線路數(shù)目， I基礎(chǔ)設(shè)施，I的初值為O，最大為0.15，衡量因素包含三個選項:車輛能夠直達、有可用通信條件、有可用電力，滿足其中的某一個，I的值增加0.05 ； (4)在步驟3的基礎(chǔ)上，確定中繼點的類型，基本原則為:具備通信接入條件的點選為樞紐點一地面中繼固定點，其余作為車載移動中繼點； (5)對車載移動中繼點的位置進行微調(diào)，調(diào)整到車輛容易到達且不影響覆蓋的區(qū)域，則中繼點布點結(jié)束； (6)建立中繼車行駛線路、停泊站點和中繼數(shù)據(jù)鏈路的數(shù)據(jù)庫，在實際巡檢線路作業(yè)時，中繼車在規(guī)定的時間到達指定的地點，完成無人機巡檢通信保障任務(wù)。
【文檔編號】H04B7/14GK103457654SQ201310314583
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月25日
【發(fā)明者】吳飛龍, 湯明文, 鄭小莉, 楊力帆, 徐杰, 戴禮豪, 王力群 申請人:國家電網(wǎng)公司, 福建省電力有限公司, 福建省電力有限公司福州電業(yè)局, 福州振源科技開發(fā)有限公司