无人机在基站巡检工作标书可做为新技术措施.doc

无人机在基站勘察巡检工作中应用

1 无人机简介
奉献，并使以色列在世界无人驾驶系统研制和作战使

用领域占有重要地位。
UAV（Unmanned Aerial Vehicle，无人驾驶飞机）
（5）20 世纪 80-90 年代，除了美国和以色列外，其
是无人驾驶飞机简称，是运用无线电遥控设备和自备
他国家许多飞机制造企业也在从事无人机研制与
程序控制装置操纵不载人飞机。
生产。
1.1 无人机发展简史
（6）20 世纪 90 年代后，西方国家充足认识到无人机
无人机最早出现是在 20 世纪 20 年代，当时重要是
在战争中作用，竞相把高新技术应用到无人机研制与
基于军事到今天已经发展近百年。
发展上，无人机续航时间、图像传递速度和数字化传播
（1）1910 年，俄亥俄州年轻军事工程师查尔斯

速度都得到提高；并且无人机不再需要陆基电视屏幕领航，
科特林基于军事用途初次提出无人机概念并研制出模型
可以按程序飞往回旋点、变化高度以及飞往下一种目。
并进行试验。
1.2 无人机分类及重要用途
（2）1933 年，英国研制出了第一架可复用无人驾驶
无人机种类繁多，重要包括飞艇、固定翼无人机、
飞行器“蜂王”。
伞翼无人机、扑翼无人机、变翼无人机、旋翼式无人机等。
（3）二战期间，美国海军首先将无人机作为武器使用。
无人机由于具有体积小、造价低、使用以便、对作
1944 年，美国海军为了对德国潜艇基地进行打击，使用
战环境规定低、战场生存能力较强等长处，因此目前在
了由 B-17 轰炸机改装遥控舰载机。
军用、民用领域均广泛应用。军用方面，无人机分为侦
（4）20 世纪 70-90 年代及其后来，以色列军事专家、
察机、靶机。民用方面，无人机 + 行业应用，重要是利
科学家和设计师对无人驾驶技术装备发展做出了突出
用无人机优势进行航拍，然后对搜集资料进行后续行业

分析。目前已经和即将使用领域多达 40 多种，如影视
2 无人机在平常勘察、巡检工作中应用
航拍、农业植保、海上监视与救援、环境保护、电力巡线、

渔业监管、消防、都市规划与管理、气象探测、交通监管、
为保证移动通信信号覆盖良好性、持续性，基站
地图测绘、国土监察等。
铁塔需要数量多、分布广。伴随移动通信发展，对铁
目前应用最广是固定翼无人机和旋翼式无人机，
塔数量持续增长，新建铁塔常常需要选址在野外不易
两者比较如下。
抵达区域，站址勘察存在一定困难。现网站址
（1）固定翼无人机续航时间长、载重量大，适合远
铁塔构件长期暴露在野外环境中，气象条件复杂、现
距离持续工作，如军用无人侦察机、民用电力巡线、
场环境多变，受到雷击闪络、构件老化影响而产生倾斜、
测绘、航拍等。
倒塔、拉线断股、腐蚀等损坏，必须及时发现并对其修
（2）旋翼式无人机续航时间短、载重量适中、具有
复更换，否则会导致安全事故。这就需要对铁塔进行
可悬停长处，尤其适合需要悬停工作场所，如影视
巡检。
航拍、电力跨线作业等。
铁塔平常巡检、维护，目前重要还是人工完毕，
1.3 多旋翼飞行器
工作量大，条件艰苦，尤其是对山区和跨越大江、大河
多旋翼飞行器也称为多轴飞行器，是旋翼式无人机
基站铁塔巡检，以及在冰灾、水灾、地震、滑坡巡视
一种，它一般有 3 个以上旋翼。飞行器机动性通
检查，所花时间长、强度大、风险高，且存在由于物业
过变化不一样旋翼扭力和转速来实现。相比老式单水
纠纷等问题导致难以抵达基站等问题，这些都给巡检
平旋翼直升机，它构造精简，易于维护，操作简便，稳
工作带来了极大难度和危险性。
定性高且携带以便。由于多旋翼飞行器在操控性、可靠性、
从上面章节针对无人机简介中可获知，在民用领域，
勤务性等方面优越性，已经成为微小型无人机主流。
重要运用就是无人机对工作环境规定低、覆盖范围广，
常见多旋翼飞行器重要有四旋翼、六旋翼、八旋翼，
并具有高空、远距离、迅速能力，搭载摄像头，可满
被广泛用于航拍、安全监控、农业植保、电力巡线等民
足航拍功能。假如在平常工作中采用无人机 + 巡检方式，
用领域。
上面提到困难基本可迎刃而解。
多旋翼飞行器如图 1 所示，重要由机架、电机、电
2.1 重要优势
调和桨叶构成，为了满足实际飞行及工作需要，无人机
将无人机应用在勘察、巡检工作中，相对老式人工
还需要配置电池、云台、IOSD 以及遥控器、飞行控制系统、
巡检，具有如下优势。
图像传播系统。
（1）不受地形、地貌限制。对于高山、河流阻挡等

人员无法抵达现场场景，使用无人机可远距离完毕

工作。

（2）减少安全风险。在站址勘察工作中，通过无人

机升高后拍摄图像、视频，可以迅速高效理解现场

覆盖规定，制定愈加合理选址规定及天馈覆盖方案。

在维护巡检作业中，先通过度析无人机传回视频信息，

迅速进行隐患排查；发现隐患或问题后再安排人员上塔

作业，有效减少安全风险并提高工作效率。
图1 多旋翼飞行器
（3）提高工作效率。无人机搭载高清摄像头，通过

表1 常见多旋翼飞行器参数对比

项目

悟

精灵 4

工作温度
工作环境温度

-10℃～ 40℃

-10℃～ 40℃

最大起飞重量

3 400 g

1 380 g

最大上升速度

5 m/s

6 m/s

机身
最大下降速度

4 m/s

4 m/s

最大水平飞行速度

22 m/s

20 m/s

最大飞行海拔高度

4 500 m

6 000 m

飞行时间

约 20 min

28 min

照片最大辨别率

4 000×3 000

4 000×3 000

照片拍摄模式

单张拍摄

单张拍摄

UHD ：4 096×2 160 p 24/25、
UHD: 4 096×2 160 ( 4 K ) 24/25 p

3 840×2 160 ( 4 K ) 24/25/30 p

3 840×2 160 p 24/25/30

2 704×1 520 ( 2.7 K ) 24/25/30 p

相机
录像辨别率

FHD ：1 920×1 080 p

FHD: 1 920×1 080 24/25/30/48/50/60/120 p

24/25/30/48/50/60

HD ：1 280×720 p 24/25/30/48/50/60
HD: 1 280×720 24/25/30/48/50/60 p

支持存储卡类型

MicroSD 卡

MicroSD 卡

最大支持 64 GB 容量

最大支持 64 GB 容量

工作频率

2.4 ～ 2.483 GHz

2.4 ～ 2.483 GHz

遥控器
信号有效距离 ( 开阔室

2 000 m

FCC: 5 000 m ；CE: 3 500 m（无干扰、无遮挡）

外无干扰 )

电池

6 000 mAh

6 000 mAh

电池
容量

4 500 mAh

5 350 mAh

电池整体重量

570 g

462 g

云台
俯仰：-90°～ +30°

3- 轴 ( 俯仰，横滚，偏航 )

-90°～ +30°

水平：±320°

卫星定位

GPS/GLONASS 双模

GPS/GLONASS 双模

其他
前视障碍物感知系统

无

有

空中变换位置及悬停，可以迅速、高效、无盲点实时
2.2 应用场景及重要工作内容
展现并记录周围环境、塔桅、天馈、塔基等详细状况，
基于无人机巡检优势，并考虑到经济性、可操作性，
高效完毕站址勘察、平常巡检工作。老式勘察方式，每
无人机巡检重要合用于如下场景。
站址平均需 40 min，使用无人机后仅需 5 min ；老式铁塔
（1）平常巡检：通过控制无人机可以实时查看塔基、
巡检，每站址平均需 60 min，使用无人机后仅需 10 min。
环境、天馈线、平台、塔体运行状况，发现异常状况
（4）资料搜集精确、详实。可以进行全景、全方位
时再进行上塔操作，这种巡检方式可以提高 50% 效率，
拍照和录制视频，采集资料更详细详实，实现维护人员
并且没有任何人员风险。
在塔上无法进行拍摄操作。

（2）合用于单管塔、升降塔、景观塔、高度 30 m 以
（5）减少物业纠纷。针对部分物业敏感居民区、
上地面塔等存在较大安全风险巡检。
商业区，也可通过无人机远距离完毕勘察、巡检作业，
（3）合用于因物业纠纷，导致维护人员无法进行上
有效减少扰民，减少协调成本，迅速完毕工作。
塔巡检。

（4）合用于因交通或障碍物阻拦，波及高山站、河流附近站，维护人员无法进行上塔巡检。

（5）大风、雷雨、大雪、冰冻等特殊天气过后，运用无人机，对受特殊天气影响基站进行迅速隐患盘查，对发现重大安全隐患立即上报，并及时整改，防止再次出现特殊天气时，发生倒塔等安全事故。

（6）地震、洪水等灾害时刻，运用无人机视频功能，联机查看灾害现场状况，实时掌握受灾程度，以便应急通信保障组根据灾害现场状况进行行动布署，减少安全风险，及时做好应急保障。

无人机工作内容重要包括检查铁塔环境、塔基、塔体、构件、天线支架、平台、接地及防雷检查；恶劣天气后专题现场检查；现场隐患上报。

2.3 巡检操作规范及流程

根据现场实际操作并归纳总结，无人机巡检操作规范及流程如下。

2.3.1 操作规范

（1）运用无人机铁塔巡检由 2 人进行。

（2）一人操纵飞机，一人监视地面屏幕。

（3）隐患部位实时监视和录像可同步进行，还可进行高清晰度摄像。

（4）发现铁塔有隐患塔体部位可悬停或来回飞行细查。

（5）飞机飞回后进行图片分析。

2.3.2 巡检流程

（1）运用无人机对铁塔环境、塔基、塔体、平台、天线抱杆、爬梯、避雷针、防雷接地等各部位依次作全面检查。

（2）无人机检查结束后，将拍摄各部位照片输入笔记本电脑，查看各部位照片发现隐患并作分析记录。

（3）填写隐患汇报。

（4）按隐患分类维护人员上塔现场整改。

（5）整改合格。

（6）将隐患巡检排查整改信息数据资料上传铁塔企业运维监控平台。


2.4 案例

下面通过两个案例简介无人机巡检工作内容。

2.4.1 单管塔巡检作业检查（如图 2 所示）

图2 单管塔巡检作业

（1）检查塔体上与否有遗留杂物及其他无关附挂物；场地与否洁净，周围与否有杂草、垃圾；楼顶或院墙内与否有排水沟、地漏与否畅通；标识与否齐全：与否有严禁攀爬等标识；周围与否有不安全危险源，如地面土质变化，屋面或墙面开裂等，塔体周围与否有影响基站覆盖阻档物。

（2）检查基础螺栓螺母有无松动缺失，基础与否有明显下沉、滑移，基础周围回填土与否松动滑坡，基础上面有无地面塌陷、水泥硬化面与否开裂，基础桩顶等外露部分混凝土构造与否开裂；基础周围与否积水，底盘与桩顶间泄水孔与否无堵塞，塔脚底板与否与基础面接触良好，塔脚与否包封，基础螺栓与否氧化锈蚀，基础内与否有杂物杂草。

（3）塔体巡检作业检查 : 检查塔体主杆、内外刨钢

( 法兰盘 )、斜撑、横撑、加固板、十字撑、辅助撑、走线架等构件弯曲、扭曲、变形，与否被盗、缺失，塔体螺栓与否松动、缺失、氧化锈蚀，与否错孔错位，内外刨钢 ( 法兰盘 ) 贴合面与否接触良好，塔脚 / 塔体焊缝与否开裂。

（4）检查平台构件与否齐全、可靠、与否松动锈蚀；
抢险人员无法抵达现场，无法精确掌握现场受灾信息。
与否缺乏构件，平台、抱杆与否牢固、可靠。
工作人员可以运用无人机视频功能，联机查看灾害现
（5）检查天线抱杆与否垂直于地面，与否扭曲倾斜；
场状况，实时掌握受灾程度。应急通信保障组可根
所有悬空天线抱杆与否在底部 20 cm 处设置防止天线
据灾害现场状况进行行动布署，减少安全风险，及时做
滑落天线防滑销；天线抱杆与否有其他附挂物；固定
好应急保障。
天线抱箍螺栓必须与否防松措施。

（6）检查高于 4 m 桅杆需有爬梯或角钉；爬梯上
3 总结
下间距 30 cm，上下段之间护圈只容许平台以上 2 m 范

围内空缺。所有栏杆、护圈与走梯、爬梯构造及塔身主结
伴随近年来无人机技术不停发展和成熟、成本
构应牢固连接；爬梯踏步杆向前 100 mm、向上 150 mm
不停减少，使其在基站勘察、巡检工作中应用成为可
范围内不应有构件阻挡，爬梯不得向内有尖角突出；内
能。无人机使用大大提高了工作效率，同步有效降
爬梯爬钉无缺失、弯折现象。
低平常登高、应急抢险安全风险，伴随应用不停深入，
（7）检查接地螺栓与否紧固 , 各接地点螺栓与否锈
必将成为基站建设、维护工作不可或缺好助手。
蚀 , 接地体与否外露 , 与否锈蚀，接地扁钢与否与塔体应
目前，无人机巡检在山西铁塔多家合作单位内部推
有效连接，焊接与否良好，焊接长度与否不少于 10 cm，
广，获得了良好效果。在实践过程中总结形成了《无
与否满焊 , 接地排固定与否牢固、可靠、无锈蚀。
人机站址勘察与平常巡检规范》、《无人机操作原则教程》，
2.4.2 灾情应急通信保障
并对操作人员开展了多次现场集中培训。全省已完毕超
在劫难现场进行应急抢险保障时，由于灾情严重，
过 1 000 个站址勘察和约 3 000 个站址平常巡检工作。