42
АНАЛИТИКА
СЕТИ РОССИИ
42
Возможности
диагностики состояния
ВЛ с использованием
беспилотной авиационной
системы Птеро-G0
Использование беспилотных авиационных систем (БАС) в электроэнергети-
ке постепенно находит понимание не только у технических специалистов, но
и у менеджмента компаний, принимающего решения о закупках. Из категории
модного тренда, за который можно отчитаться перед руководством по за-
тратам на НИР, ОКР и т.д., использование БАС в ближайшее время должно
перейти в технологию экономии затрат на эксплуатацию ВЛ.
Амир ВАЛИЕВ,
генеральный директор ООО «АФМ-Серверс»,
президент Ассоциации индустрии беспилотных авиационных систем,
президент НК «Содействие развитию БАС» (формирование СРО)
Р
оссийское
законодательство
даже
в
настоящий
момент
позволяет
с
опре
-
делёнными
затратами
полностью
ле
-
гитимно
выполнять
полёты
как
по
пла
-
новым
,
так
и
по
аварийным
осмотрам
ВЛ
.
Идёт
активная
работа
по
созданию
новых
или
упро
-
щению
существующих
норм
законодательства
,
касающихся
использования
БАС
для
коммер
-
ческой
эксплуатации
,
страхованию
эксплуа
-
тантов
,
страхованию
ущерба
третьим
лицам
,
признанию
беспилотных
воздушных
судов
(
БВС
)
как
залоговых
активов
для
инструментов
лизинга
и
кредитования
и
т
.
д
.
Разработчики
БАС
в
России
неожиданно
оказались
не
хуже
мирового
уровня
.
Небольшие
компании
в
инициативном
порядке
вложились
в
разработку
достаточно
сложных
технологий
и
создали
целый
спектр
коммерчески
успеш
-
ных
БАС
и
программного
обеспечения
для
их
использования
.
Началась
работа
по
созданию
отраслевых
решений
,
позволяющих
использо
-
вать
БАС
как
технологию
получения
конечного
результата
,
необходимого
в
отрасли
.
Традиционно
развиваются
в
основном
лёг
-
кие
БАС
(
до
10
кг
),
работающие
на
аккумуля
-
торах
.
Они
относительно
дёшевы
,
мало
под
-
вержены
поломкам
даже
в
жёстких
условиях
эксплуатации
.
Но
у
них
есть
ряд
ограничений
,
влияющих
на
эффективность
применения
для
протяжённых
объектов
.
Во
-
первых
,
они
не
мо
-
гут
носить
оборудование
,
обладающее
необ
-
ходимыми
характеристиками
в
видимом
,
ИК
-
и
УФ
-
диапазонах
(
масса
полезной
нагрузки
ме
-
нее
1
кг
);
во
-
вторых
,
время
полёта
ограничено
р
о
б
о
т
ы
в
с
е
т
я
х
роботы в сетях
43
№
3 (30),
май
–
июнь
, 2015
43
Табл
. 1.
Сравнительные
характеристики
беспилотных
авиационных
систем
Летательный
аппарат
Geoscan-201
Птеро
-G0
Коптер
Стоимость
,
млн
руб
.
1,4
4,5
0,5
Стоимость
поддержания
жизненного
цикла
500
полётов
,
млн
руб
.
0,2
2
0,25
Средняя
продолжительность
полёта
,
час
1,5
8
0,5
Эффективная
скорость
полёта
,
км
/
ч
60
90
—
Протяжённость
линейного
объекта
,
км
45
360
1
объект
Количество
полётов
в
день
3
1
5
Количество
лётных
дней
в
месяц
(1
экипаж
)
10 (4)
10 (4)
15 (7)
Протяжённость
облёта
линейных
объектов
в
месяц
,
км
1350 (540)
3600 (1440)
75 (35)
объектов
Количество
месяцев
работы
17 (42)
50 (125)
7 (15)
Общий
километраж
за
жизненный
цикл
,
км
22 950
180 000
525
объектов
Стоимость
экипажа
с
накладными
расходами
,
руб
./
мес
.
100 000
200 000
100 000
Стоимость
экипажа
за
жизненный
цикл
БЛА
,
млн
руб
.
1,7 (4,2)
10 (25)
0,7 (1,5)
Общие
затраты
,
млн
руб
.
3,3 (5,8)
16 (31)
1,45 (2,25)
Удельная
себестоимость
одного
полёта
,
руб
.
6600 (11600)
32000 (62000)
2900 (4500)
Удельная
себестоимость
километра
,
руб
.
144 (253)
89 (172)
2760 (4 285)
полутора
-
двумя
часами
с
эффективной
скоростью
полёта
50—60
км
/
ч
(
эффективная
скорость
учиты
-
вает
скорость
ветра
);
в
третьих
,
окружные
скорости
стабилизации
по
крену
и
тангажу
у
этих
летательных
аппаратов
достаточно
высоки
,
что
приводит
как
к
смазам
изображений
,
так
и
к
«
прома
-
хам
»
кадров
мимо
цели
диагностики
.
Компания
АФМ
-
Серверс
начала
ком
-
мерческое
использование
созданного
в
инициативном
порядке
БАС
Птеро
-
Е
с
аккумуляторным
питанием
ещё
в
2010
го
-
ду
.
Было
выполнено
несколько
коммер
-
ческих
работ
на
электроэнергетическом
рынке
.
Компания
принимала
активное
участие
в
учениях
по
устранению
ава
-
рий
,
проводимых
в
ОАО
«
МРСК
Северо
-
Запада
».
Всё
это
дало
понимание
,
что
необходимо
развивать
БАС
с
массой
по
-
лезной
нагрузки
порядка
5
кг
,
временем
полёта
не
менее
6
часов
и
эффектив
-
ной
скоростью
полёта
не
менее
90
км
/
ч
.
В
итоге
в
настоящее
время
создан
ком
-
плекс
Птеро
-G0,
полностью
удовлетво
-
ряющий
этим
характеристикам
.
В
табл
. 1
приведены
сравнитель
-
ные
характеристики
наиболее
совер
-
шенного
из
электрических
самолётов
Geoscan-20,
бензинового
Птеро
-G0
(
табл
. 2,
рис
. 1)
и
квадрокоптера
,
кото
-
рый
может
быть
использован
при
на
-
земном
осмотре
опор
ВЛ
.
Из
-
за
новизны
и
малопонятности
технологий
большинство
заказчиков
ожидает
от
беспилотных
технологий
две
вещи
:
просмотр
видео
в
реальном
режиме
времени
и
фотографирование
замеченных
дефектов
.
Приведённый
на
рис
. 2
фрагмент
размером
1000
х
667
пикселей
является
частью
кадра
фотока
-
меры
Nikon D800
с
матрицей
7368
х
4912
пикселей
с
выдержкой
1/2000
сек
,
полученного
с
высоты
100
м
.
Для
примера
наложен
уменьшенный
полный
размер
Табл
. 2.
Характеристики
БАС
Птеро
-G0
Модель
БАС
Птеро
-G0
Силовая
установка
Honda GX35
(4-
х
тактн
.)
Топливо
бензин
Аи
-95
Автопилот
PteRoBot
Минимальная
безопасная
высота
полёта
,
м
80
Практический
потолок
,
м
3000
Максимальная
высота
старта
над
уровнем
моря
,
м
1300
Крейсерская
скорость
,
км
/
ч
85—125
Скорость
срыва
в
горизонтальном
полёте
при
массе
20
кг
,
км
/
ч
50
Время
полёта
с
полезной
нагрузкой
2
кг
,
ч
до
8
Максимальная
прямая
техническая
дальность
полёта
,
км
до
800
Взлётная
масса
БАС
с
полной
нагрузкой
,
кг
21
Масса
полезной
нагрузки
,
кг
до
5
Радиус
радиосвязи
при
высоте
полёта
500
м
(
прямая
видимость
),
км
до
75
Область
действия
канала
связи
GSM
в
зоне
покрытия
GSM
Область
действия
спутникового
канала
связи
без
ограничений
Предельная
ветровая
нагрузка
в
полёте
,
м
/
с
15
Максимальная
скорость
встречного
ветра
при
старте
и
посадке
,
м
/
с
8
Взлёт
с
пневмоката
-
пульты
Посадка
на
парашюте
Площадка
для
взлёта
и
посадки
,
ШхД
(
м
)
200
х
100
Влажность
, %
до
98
Диапазон
температур
,
О
С
-30 — +40
Метеорологические
условия
эксплуатации
ПМУ
44
СЕТИ РОССИИ
каждого
пикселя
примерно
в
5
раз
,
что
приведёт
к
дополнительному
ухудшению
разрешения
.
Также
необходимо
добавить
,
что
передача
HD-
видео
с
вы
-
соты
полёта
100
м
на
расстояния
больше
10
км
прак
-
тически
невозможна
.
Снимок
сделан
при
скорости
полёта
90
км
/
ч
.
Ме
-
тодика
,
разработанная
нами
для
диагностической
съёмки
ВЛ
,
благодаря
выбранному
наклону
оптиче
-
ской
оси
камеры
позволяет
фиксировать
на
кадрах
не
только
горизонтальные
,
но
и
вертикальные
объ
-
екты
(
см
.
гирлянду
изоляторов
).
Частота
съёмки
по
-
зволяет
зафиксировать
каждый
объект
с
разных
ра
-
курсов
на
шести
кадрах
(
с
пролётом
туда
и
обратно
).
Эту
же
съёмку
можно
использовать
для
опреде
-
ления
нарушений
габаритов
ВЛ
(
просека
,
расстоя
-
ние
до
подстилающей
растительности
и
т
.
д
.).
Для
этого
методами
фотограмметрии
необходимо
сфор
-
мировать
цифровую
модель
местности
при
помощи
программы
Фотомод
,
методами
стереоизмерений
измерить
высоту
точек
подвеса
каждого
провода
и
высоту
в
середине
пролёта
,
выгрузить
полученную
3D-
модель
в
ГИС
«
Панорама
»,
построить
профиль
провисания
проводов
и
далее
проводить
любые
сечения
пространства
для
3D-
измерений
и
форми
-
рования
отчётов
о
негабаритах
.
Достигнута
относи
-
тельная
точность
измерений
не
хуже
25
см
(
рис
. 3).
Имеется
опыт
съёмки
ВЛ
при
помощи
тепловизо
-
ра
VarioCAM HR Head 600
компании
Jenoptick (
Гер
-
мания
) (
рис
. 4).
Практика
тепловизионной
диагностики
подтверж
-
дает
требования
давно
разработанных
стандартов
по
тепловизионной
диагностике
—
нагрузка
линии
должна
быть
не
менее
60%.
При
помощи
тепловизионной
съёмки
также
мож
-
но
сформировать
растровую
подложку
с
привязкой
к
координатам
(
рис
. 5).
Наша
компания
единственная
в
мире
обладает
уникальной
технологией
ночной
съёмки
с
малых
вы
-
сот
при
помощи
фотовспышки
,
применяемой
для
за
-
дач
быстрого
поиска
места
аварии
(
рис
. 6).
Этот
снимок
сделан
в
2010
году
с
высоты
120
ме
-
тров
в
час
ночи
.
Накопление
данных
с
целью
диагностики
раз
-
вивающихся
дефектов
(
таких
как
наклон
опор
ВЛ
,
ослабление
тросовых
растяжек
и
т
.
д
.)
требует
хра
-
нения
полученных
данных
в
геоинформационных
Рис
. 4.
Кадр
тепловизионной
съёмки
.
Снимок
ночью
с
высоты
280
м
.
Размер
пикселя
изображения
на
земле
30
см
Рис
. 3.
Пример
съёмки
деревьев
,
согнутых
«
ледяным
дождём
»
зимой
2010
г
.
в
Подмосковье
Рис
. 2.
Фрагмент
кадра
съёмки
опоры
ВЛ
со
сравнительными
участками
Рис
. 1.
Беспилотная
авиационная
система
Птеро
-G0
кадра
белого
цвета
с
вписанным
фрагментом
,
де
-
монстрирующий
его
относительные
размеры
и
один
из
участков
фрагмента
кадра
продублирован
в
раз
-
решении
видео
в
формате
Full-HD (1920x1080)
при
одинаковом
охвате
площади
кадра
.
При
этом
необ
-
ходимо
отметить
,
что
видеосъёмка
делается
с
вы
-
держкой
,
равной
3/4
частоты
кадров
,
т
.
е
.
при
частоте
съёмки
даже
60
Гц
это
будет
1/80
секунды
,
поэто
-
му
к
указанному
десемплированию
по
разрешению
необходимо
добавить
продольное
размазывание
45
№
3 (30),
май
–
июнь
, 2015
закупок
ТМЦ
и
услуг
по
поддержанию
работоспособ
-
ности
ВЛ
(
текущие
и
капитальные
ремонты
)
в
раз
-
резе
объектов
инженерной
инфраструктуры
и
биз
-
нес
-
процессов
ТоИР
(
техобслуживания
и
ремонтов
).
В
багаже
компании
кроме
беспилотного
направле
-
ния
полностью
представлен
весь
спектр
экономиче
-
ского
и
производственного
учёта
на
базе
программ
-
ных
комплексов
1
С
,
позволяющий
как
интегрировать
задачи
диагностики
ВЛ
с
уже
существующими
реше
-
ниями
,
так
и
внедрять
новые
комплексные
решения
для
компаний
электроэнергетики
— www.a4m.ru.
Рис
. 5.
Ортофотоплан
полигона
МИИГАиК
в
Тульской
области
.
Высота
съёмки
300
м
.
Размер
пикселя
на
земле
35
см
Рис
. 7.
Примеры
дефектов
,
обнаруживаемых
при
помощи
воздушного
осмотра
с
БАС
Рис
. 8.
Пример
формирования
НСИ
(
нормативно
справочной
информации
)
в
среде
простой
ГИС
«Global Mapper»
Рис
. 6.
Тестовая
съёмка
ВЛ
в
ночное
время
с
помощью
фотовспышки
в
целях
отработки
поиска
мест
аварии
.
Высота
120
м
,
время
съёмки
00:35, 2010
г
.
системах
(
ГИС
),
позволяющих
проводить
не
только
пространственные
измерения
,
но
и
предупреждать
развивающиеся
дефекты
(
например
отечествен
-
ный
программный
продукт
—
ГИС
«
Панорама
»
или
ArcGIS —
практически
общепринятый
стандарт
ГИС
-
систем
зарубежного
производства
) (
рис
. 7).
Такое
программное
обеспечение
в
компаниях
электроэнергетики
,
как
правило
,
отсутствует
или
используется
фрагментарно
.
Первоначальные
рас
-
ходы
на
приобретение
и
внедрение
ГИС
достаточно
большие
.
Расходы
на
обработку
полученных
данных
и
их
последующий
анализ
в
ГИС
могут
существен
-
но
превышать
расходы
на
проведение
полётов
БАС
.
Общие
расходы
на
всю
технологическую
цепочку
анализа
данных
,
получаемых
с
БАС
,
несмотря
на
кажущееся
увеличение
по
сравнению
с
наземными
видами
осмотра
,
дают
существенную
экономию
в
расходах
на
поддержание
работоспособности
из
-
за
уменьшения
перерасходов
на
закупку
и
своевре
-
менного
обнаружения
и
предупреждения
возник
-
новения
аварийных
ситуаций
.
При
внедрении
ГИС
также
встают
задачи
интеграции
ГИС
-
систем
с
уже
использующимися
информационными
системами
производственного
и
экономического
учёта
и
отчёт
-
ности
,
что
нисколько
не
облегчает
задачу
.
Т
.
е
.
в
про
-
цесс
постепенно
должны
быть
вовлечены
компании
,
предоставляющие
услуги
системной
интеграции
.
Ко
-
нечно
,
нельзя
всё
сделать
сразу
,
и
начинать
нужно
с
простых
задач
.
Но
при
этом
сразу
задумываться
о
дальнейшем
развитии
всей
технологической
цепоч
-
ки
анализа
состояния
ВЛ
—
от
съёмки
до
планиро
-
вания
затрат
по
поддержанию
их
технического
со
-
стояния
.
Опыт
обработки
данных
при
помощи
программ
-
ных
продуктов
компании
«
Ракурс
»
и
«
Панорама
»
по
-
зволяет
построить
непрерывную
цепочку
обработки
данных
,
от
пространственных
измерений
до
хране
-
ния
и
анализа
полученных
данных
в
полноценной
ГИС
(
рис
. 8).
Мало
кто
задумывается
о
необходимости
анали
-
за
и
обработки
данных
,
позволяющих
делать
отчёты
,
формирующие
расходные
статьи
бюджета
и
планы
Оригинал статьи: Возможности диагностики состояния ВЛ с использованием беспилотной авиационной системы Птеро-G0
Использование беспилотных авиационных систем (БАС) в электроэнергетике постепенно находит понимание не только у технических специалистов, но и у менеджмента компаний, принимающего решения о закупках. Из категории модного тренда, за который можно отчитаться перед руководством по затратам на НИР, ОКР и т.д., использование БАС в ближайшее время должно перейти в технологию экономии затрат на эксплуатацию ВЛ.
