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突破蜗壳内无人机遥控型号屏障 “在长期大水流的冲刷下，蜗壳内部容易出现管壁锈蚀、导叶空蚀、螺栓缺失等缺陷。”水口集团公司运营水工处水工维护班班长朱文富介绍。 用传统方式开展蜗壳巡检时，巡检人员需要进入蜗壳内部，持手电筒逐个区域检查蜗壳内壁。受视角及蜗壳内光线限制，巡检人员只能以平视或仰视角度巡检，无法直接观察到高处的部件，更无法高效清晰拍照存档。此外，蜗壳内部为封闭状态，湿滑阴暗，进出口落差在两米以上，巡检时需要通过梯子进入，有限空间内作业安全风险大。
▲人员进入蜗壳内部进行巡检 今年1月，国网福建电力双创中心组织国网福建电科院、水口集团公司联合组建技术攻关团队，围绕水电站蜗壳巡检开展无人机巡检技术攻关。 蜗壳本体会遮挡屏蔽无人机遥控信号，要实现无人机在蜗壳内巡检，就要突破信号衰减这个难关。 “我们一开始尝试让无人机操控人员进入蜗壳内部，手动操控无人机飞行，但是发现蜗壳内壁潮湿，存在操控人员滑倒的安全隐患。后来，我们采用有线中继信号增强手段，努力实现操控人员在蜗壳外部巡检。”技术攻关团队成员李哲舟说。通过在蜗壳多处进行信号检测，全面评估蜗壳内遥控器信号衰减情况，技术攻关团队创新设计遥控信号中继装置，将遥控信号覆盖范围扩展了一倍以上。随后，他们在水口水电站7号机组水轮机蜗壳内装设遥控信号增强装置，并在蜗壳内不同位置进行信号测试。
▲无人机在大坝廊道巡检 3月9日，在团队成员的操控下，无人机在蜗壳内缓缓升起，飞行一圈后穿出蜗壳，平稳降落至返航点——团队完成遥控信号测试，实现蜗壳内部信号全覆盖，解决了信号屏蔽难题。 多错并举让无人机巡线更安全 如何让无人机实现安全可靠飞行，是困扰技术攻关团队的难题。在密闭环境下，无人机接收不到卫星定位坐标，技术攻关团队也就无法用全球定位系统（GPS）为无人机实时定位。 依托3D打印技术，结合水电站内部环境特点，团队设计了半球形无人机桨叶保护罩，避免桨叶磕碰；针对环境昏暗的特点，通过加装机载低功耗探照灯，为飞手提供更好的巡检视野；同时团队挑选技能过硬的飞手执行任务，并制定周密的应急措施，确保无人机巡检安全可靠。
▲无人机在隧洞内巡检 技术攻关团队负责人陈伯建介绍：“在幽暗狭窄的蜗壳里，虽然没有定位导航，但通过加装护桨、提升亮度和制定应急预案等手段，无人机能把蜗壳内部设备的状况实时传输回来，就像一只完全可控、自由进出，还能回传信息的信鸽。” 人工智能加持提升成像质量 一开始，技术攻关团队在开展蜗壳内无人机巡检测试时，发现由于蜗壳内部昏暗，无人机巡检时拍摄的照片不够清晰，蜗壳内部的缺陷隐患难以辨识。为了提升无人机的成像质量，获得高清晰度的巡检图片，团队尝试改造无人机。 刚开始，团队让无人机搭载探照灯，但亮度仅能让飞手判断前方是否存在障碍物，无法拍摄可供缺陷辨识的高清图像。经过反复试验，决定采用人工智能算法，对无人机巡检回传图片使用图像增强技术，提高低照度环境下的图片成像质量。经过人工智能图像增强后，图片整体亮度有了明显提升，蜗壳内部影像清晰，易于巡检人员辨识缺陷。
▲蜗壳巡检照片 在此基础上，团队积极深化水电站无人机相关的应用，探索危险作业空间机巡替代人巡。5月11日，团队在街面电站引水隧洞进行了无人机巡检测试。 街面隧洞龙抬头部为混凝土斜坡，高度落差达60米，场地湿滑有持续水流，传统巡检需要人员从龙抬头高处吊绳滑入，风险大、效率低，故团队提出采用无人机替代巡视人员进行巡检。飞手操纵无人机进行螺旋式爬升，通过高清摄像头实现无死角的隧洞影像信息采集，提升了巡检质效，降低了作业风险。 水电站无人机巡检技术还可应用于电缆隧道、压力管道等无GPS信号覆盖的大范围长距离密闭空间，进一步发挥无人机巡检灵活轻便、视角广、覆盖范围大、数据归档易的优势。与传统人工巡检模式相比，该技术成果能进一步解决无卫星环境下无人机无法定位的难题，实现无人机自主巡检全区域覆盖，防范有限空间作业风险。 国网福建电力计划通过双创中心，以市场化方式孵化推广水电站无人机巡检技术，使技术成果在更大范围内应用。 （供稿 | 李哲舟 林丽平 郭清梅 张伟豪 林屹 / 文，陈学标 朱文富 / 图 ） |
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