Способ завершения полета дрона в установленном районе аварийной посадки при осуществлении мониторинга состояния воздушной линии электропередачи в случае потери связи с наземным пунктом управления
Владельцы патента RU 2785445:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И.С. ТУРГЕНЕВА" (ОГУ им. И.С. Тургенева) (RU)
Изобретение относится к способу завершения полета дрона в установленном районе аварийной посадки при осуществлении мониторинга состояния воздушной линии электропередачи (ВЛЭП). Для реализации способа активизируют автопилот дрона, реагирующий на электромагнитное поле, формируемое ВЛЭП, направляющий дрон вдоль ее трассы в заранее установленный район аварийной посадки, расположенный между двух ее опор ВЛЭП, являющихся его границами, используют транспозицию проводов, обеспечивающую изменение параметров электромагнитного поля ВЛЭП, предварительно задают команду автопилоту дрона на активизацию режима аварийной посадки, после того как его чувствительные элементы зафиксируют изменение параметров электромагнитного поля, формируемого ВЛЭП, контролируют скорость, направление и продолжительность полета дрона до потери связи с наземным пунктом управления, вычисляют расстояние, пройденное дроном в штатном режиме, и идентифицируют первоочередной на пути его дальнейшего следования заранее установленный район аварийной посадки и время аварийной посадки. Обеспечивается повышение эффективности применения дрона при осуществлении мониторинга состояния ВЛЭП. 1 ил.
Изобретение относится к воздушным электрическим сетям и предназначено для мониторинга состояния элементов воздушной линии электропередачи (ВЛЭП), осуществляемого посредством дрона.
Известен способ управления дроном, осуществляющим мониторинг технического состояния воздушной линии электропередачи (ВЛЭП) при потере связи с наземным пунктом управления (НПУ), заключающийся в активизации автопилота дрона, реагирующего на электромагнитное поле (ЭМП) формируемое ВЛЭП и направляющее дрона вдоль ее трассы в заранее установленный район аварийной посадки (ЗУРАП) [Чернышов В.А., Семенов А.Е., Печагин Е.А. Способ управления беспилотным летательным аппаратом, осуществляющим мониторинг технического состояния воздушных линий 10 кВ при потере радиосвязи с наземным пунктом управления / В.И. Вернадский: Устойчивое развитие регионов: материалы Международной научно-практической конференции. В 5 Т.Т.4 (Тамбов, 7-9 июня 2016 г.). Изд-во ФГБОУ ВО ТГТУ. 2016. С.247-251 - прототип].
Недостатками данного способа являются:
- высокая вероятность утраты дрона, оказавшегося без связи с НПУ и вынужденного продолжать длительный перелет вдоль трассы ВЛЭП к ЗУРАП, расположенным лишь в начале и в конце воздушной ЛЭП, вследствие того, что потеря связи с НПУ может произойти в любой момент времени при полете дрона, как в прямом, так и в обратном направлениях вдоль трассы ВЛЭП.
- повышенный расход времени, материальных и трудовых ресурсов при идентификации места приземления дрона, обусловленный удаленностью друг от друга ЗУРАП, расположенных в начале и конце ВЛЭП;
- высокий риск возникновения травматизма обслуживающего персонала и материального ущерба, связанный с аварийным приземлением дрона и обусловленный длительным и неконтролируемым с НПУ перелетом дрона к ЗУРАП, расположенным в начале и в конце ВЛЭП.
Отмеченные недостатки в значительной степени снижают эффективность применения дрона при осуществлении мониторинга состояния ВЛЭП, что весьма негативно отражается на надежности электроснабжения потребителей и снижает эффективность функционирования энергораспределительной сетевой компании.
Задачей предполагаемого изобретения является повышение эффективности применения дрона при осуществлении мониторинга состояния ВЛЭП, за счет сокращения случаев утери дрона, снижения временных, материальных и трудовых затрат при идентификации места аварийной посадки дрона, а также предотвращения травматизма обслуживающего персонала и материального ущерба связанных с неконтролируемым с НПУ аварийным приземлением дрона.
Указанная задача решается благодаря тому, что в способе управления дроном, осуществляющим мониторинг состояния ВЛЭП при потере связи с НПУ, заключающимся в активизации автопилота дрона, реагирующего на ЭМП, формируемого ВЛЭП и направляющее дрона вдоль ее трассы в ЗУРАП, согласно изобретению между двух опор ВЛЭП, определяющих границы ЗУРАП дрона, осуществляют транспозицию проводов, обеспечивающую изменение параметров электромагнитного поля ВЛЭП, предварительно задают команду автопилоту дрона на активизацию режима аварийной посадки, после того как его чувствительные элементы зафиксируют изменение параметров ЭМП формируемого ВЛЭП, контролируют скорость, направление и продолжительность полета дрона до потери связи с НПУ, вычисляют расстояние, пройденное дроном в штатном режиме и идентифицируют первоочередной, на пути его дальнейшего следования ЗУРАП и время аварийной посадки, после чего направляют туда персонал НПУ для оперативного возвращения в строй дрона.
Технический результат заключается в снижении риска утраты дрона в случае потери связи с НПУ, оперативной и экономичной идентификации место его аварийного приземления, предотвращении травматизма обслуживающего персонала материального ущерба, связанного с неконтролируемым полетом и приземлением дрона, что в значительной степени повышает эффективность его применения при осуществлении мониторинга состояния ВЛЭП и в целом положительно скажется на надежности электроснабжения потребителей и эффективности функционирования энергораспределительной сетевой компании.
Сущность предполагаемого изобретения поясняется рисунком, на котором представлена принципиальная схема способа завершения полета дрона в ЗУРАП при осуществлении мониторинга состояния ВЛЭП в случае потери связи с НПУ.
Схема состоит из следующих элементов: воздушная линия электропередачи ВЛЭП 1; электромагнитное поле ЭМП 2, формируемое ВЛЭП 1 до транспозиции проводов; ЭМП 3 с параметрами напряженности, отличающимися от ЭМП 2, формируемое ВЛЭП 1 после транспозиции проводов; наземный пункт управления НПУ 4; дрон 5, находящийся в положениях 1 - осуществление мониторинга состояния ВЛЭП 1 в прямом направлении (дрон 5.1), 2 - потеря связи с НПУ 4 в прямом направлении (дрон 5.2), 3 - приземление в прямом направлении (дрон 5.3), 4 - осуществление мониторинга состояния ВЛЭП 1 в обратном направлении (дрон 5.4), 5 - потеря связи с НПУ 4 в обратном направлении (дрон 5.5) и 6 - приземление в обратном направлении (дрон 5.6); опоры 6 и 7 ВЛЭП 1, образующие пролет с транспозицией проводов, находящийся в пределах ЗУРАП 8.
Предлагаемый способ функционирует следующим образом: По всей длине ВЛЭП 1 предварительно организуется необходимое количество ЗУРАП 6, в центральной части которых между двух опор 6 и 7 формируют пролет с транспозицией проводов, характеризующиеся различными параметрами напряженности ЭМП 2 и ЭМП 3.
Дрон 5.1 (5.4) осуществляющий мониторинг состояния ВЛЭП 1 с установленной с НПУ 4 скоростью, при потере связи с НПУ 4, условно принимает статус дрона 5.2 (5.5) и продолжает свое движение вдоль ВЛЭП 1 с той же скоростью, уже под управлением автопилота, чувствительные органы которого контролируют параметры ЭМП 2 (ЭМП 3) ВЛЭП 1. При подлете дрона 5.2 (5.5) к любому из оказавшихся на его пути пролетов ВЛЭП 1, на котором происходит изменение параметров ЭМП 2 (ЭМП 3), его автопилот отрабатывает заранее установленную команду на приземление в ЗУРАП 8. После приземления в ЗУРАП 8, дрон 5.2 (5.5), потерявший связь с НПУ 4 условно принимает статус приземлившегося дрона 5.3 (5.6). При этом с НПУ 4 контролируют продолжительность полета дрона 5.2 (5.5) с установленной скоростью до потери связи и вычисляют пройденное им расстояние вдоль трассы ВЛЭП 1 в штатном режиме, что позволяет идентифицировать первоочередной на пути его дальнейшего следования ЗУРАП 8, а также установить время аварийного приземления дрона 5.3 (5.6). Далее направляют в ЗУРАП 8 персонал НПУ 4 для оперативного возвращения в строй дрона 5.3 (5.6).
Способ завершения полета дрона в установленном районе аварийной посадки при осуществлении мониторинга состояния воздушной линии электропередачи в случае потери связи с наземным пунктом управления, заключающийся в активизации автопилота дрона, реагирующего на электромагнитное поле, формируемое воздушной линией электропередачи, и направляющего дрон вдоль ее трассы в заранее установленный район аварийной посадки, отличающийся тем, что между двух опор воздушных линий электропередач, определяющих границы заранее установленного района аварийной посадки дрона, используют транспозицию проводов, обеспечивающую изменение параметров электромагнитного поля воздушных линий электропередач, предварительно задают команду автопилоту дрона на активизацию режима аварийной посадки, после того как его чувствительные элементы зафиксируют изменение параметров электромагнитного поля, формируемого воздушной линией электропередач, контролируют скорость, направление и продолжительность полета дрона до потери связи с наземным пунктом управления, вычисляют расстояние, пройденное дроном в штатном режиме, и идентифицируют первоочередной на пути его дальнейшего следования заранее установленный район аварийной посадки и время аварийной посадки.
