خيار جديد لفحص خطوط نقل الطاقة العلوية في المناطق الحضرية - ماسح ضوئي محمول باليد بتقنية LiDAR طراز SLAM100

مع التطور السريع للمدن، تستمر أنظمة إمداد الطاقة الحضرية في النمو بوتيرة متسارعة، وتزداد أطوال خطوط النقل الهوائية، مما يفرض تحديات أكبر على تشغيلها وصيانتها. تعتمد عمليات الفحص اليدوي التقليدية بشكل أساسي على الفحص الميداني اليدوي، وهو ما ينطوي على مهام شاقة وكفاءة منخفضة. لا سيما في المناطق الحضرية ذات البيئات المعقدة، حيث لا تكون الكفاءة والدقة مثالية. يُعد فحص خطوط النقل باستخدام تقنية LiDAR المحمولة جواً بواسطة الطائرات بدون طيار تقنية ناضجة للغاية. فمن خلال عملية متكاملة تشمل الفحص الميداني ومعالجة البيانات وتحليلها، يُمكن تحديد عيوب الخطوط بسرعة.

مع ذلك، توجد اختلافات بيئية كبيرة بين المناطق الحضرية والمناطق الجبلية والتلال. فالمناطق الحضرية مكتظة بالسكان والمباني، وتشكل خطوط نقل الطاقة والتضاريس المحيطة بها وضعًا معقدًا ومتشابكًا، مما يُشكل تهديدًا خطيرًا لسلامة تحليق الطائرات المسيّرة. ولغرض فحص خطوط نقل الطاقة في المناطق الحضرية، يمكن لمنصة S-PACK100 المحمولة المزودة بتقنية الليدار، والمدمجة مع نظام SLAM100، التكيف مع بيئات العمل المعقدة في هذه المناطق. يحمل الفنيون منصة S-PACK100 على ظهورهم ويسيرون على طول الخط بخطى طبيعية لإجراء مسح رقمي لخطوط النقل عن قرب.

خطوط نقل الطاقة الكهربائية العلوية في المناطق الحضرية

منصة S-PACK100 المحمولة المزودة بتقنية الليدار هي منصة توسعة متكاملة تم إطلاقها حديثًا، مصممة خصيصًا لماسح SLAM100 المحمول بتقنية الليدار. تدعم هذه المنصة إضافة وحدة RTK ووحدة الكاميرا البانورامية، بالإضافة إلى إمكانية تركيب ماسح SLAM100 بتقنية الليدار، وتتيح التنقل بسهولة بين وضعيات التشغيل المختلفة، مثل المشي وركوب الدراجات. تُتيح هذه المنصة إمكانية المسح الضوئي المتزامن، مما يُثري خيارات تشغيل SLAM100 ويُحسّن كفاءته.

SLAM100+S-PACK100+S-RTK100+S-PANO100

تقع منطقة الاختبار حول موقف سيارات كبير في إحدى المدن. يبلغ مستوى الجهد الكهربائي لخطوط النقل الهوائية في المنطقة 220 كيلوفولت. يتكون الخط المستهدف من 4 أبراج أساسية، ويبلغ طوله حوالي كيلومتر واحد. يوجد خطان آخران موازيان له من كلا الجانبين. تحيط بالخط مبانٍ ونباتات، وتنتشر حوله طرق وأنشطة بشرية، كما يعبر الخط أنهارًا وجسورًا علوية، مما يجعل البيئة معقدة، ويعكس الخصائص والظروف الرئيسية لخطوط النقل الهوائية في المناطق الحضرية.

نظرة عامة على منطقة الاختبار واتجاه المسار

بيئة منطقة الاختبار

نظراً لتعقيد الوضع الفعلي لمنطقة المسح، قام فريق جمع البيانات بتحديد مسار الجمع مسبقاً لكل قسم ومنطقة لضمان سلامة نتائج سحابة النقاط وتجنب انقطاع التيار الكهربائي وفقدان البيانات. ويتبع تخطيط مسار الجمع المبادئ التالية:

♦ بالنسبة للمنطقة التي يمكن المشي فيها بشكل طبيعي (مثل داخل موقف السيارات)، يكفي التجميع بشكل طبيعي وفقًا لجانبي الخط.

♦ عبر الجسور والأنهار والمناطق الأخرى، على أساس ضمان سلامة جامعي البيانات، اقترب قدر الإمكان من خط الهدف من البعيد إلى القريب، واجمع البيانات بالكامل على جانبي الجسور والأنهار.

طريقة جمع البيانات

قم بتثبيت جهاز SLAM100 مع منصة S-PACK100 المحمولة. بعد تشغيل SLAM100، قم بتوصيله بشبكة CORS لاختيار المنفذ وعقدة المصدر، ثم ضع المنصة في مكان مفتوح لمدة 2-3 دقائق، مما يُسهّل على وحدة RTK البحث السريع عن الأقمار الصناعية وتحديد موقعها. عند اكتمال عملية تهيئة SLAM100، يستخدم جامعو البيانات المنصة المحمولة لجمع البيانات وفقًا لمسار وقواعد الجمع المحددة. خلال عملية الجمع، يمكنهم استعراض ملخص المسح في الوقت الفعلي عبر تطبيق SLAM GO على الهاتف المحمول. ينقسم المسح الميداني إلى 3 مناطق، ممثلة بألوان مختلفة. استغرقت عملية المسح الأولى (باللون الأخضر) 10 دقائق، والثانية (باللون الأحمر) 15 دقيقة، والثالثة (باللون الأصفر) 15 دقيقة، ليصبح المجموع 40 دقيقة.

جمع العينات الميدانية

استخدم برنامج SLAM GO POST Pro، المُثبّت على جهاز الكمبيوتر، لمعالجة بيانات السحابة النقطية بتحويل غير صلب بنقرة واحدة، بالاعتماد على مسار RTK. لا يقتصر التحويل غير الصلب على استخدام القيمة الحقيقية للإحداثيات للتخلص من تأثير الأخطاء المتراكمة وتحسين دقة السحابة النقطية فحسب، بل يُدمج السحابة النقطية مباشرةً في نظام الإحداثيات المطلقة، مما يُغني عن خطوات تسجيل السحابة النقطية اللاحقة، ويُمكّن من دمج السحابة النقطية بدقة في تسلسلات المسح المختلفة لتلبية متطلبات نتائج السحابة النقطية لفحص الطاقة.

يبلغ متوسط ​​كثافة النقاط لسحابة النقاط لقناة خط النقل العلوي 980 نقطة/م²، ويتم رسم الدائرة المزدوجة على نفس البرج بسرعة، وتكون خطوط الطاقة عبر النهر والجسر كاملة ومستمرة دون انقطاع.

بيانات السحابة النقطية لموصلات قناة خط النقل العلوي، والأسلاك الأرضية، والوصلات، والأبراج، والعوازل مغطاة بشكل واضح، والهيكل كامل، والموصلات الأربعة المنقسمة مرئية بوضوح.

قم بمطابقة سحابة النقاط مع نقاط الزاوية المقاسة بتقنية GNSS-RTK لقاعدة البرج (النقاط الحمراء هي نقاط التحقق المقاسة، وعددها 16 نقطة)، وقارن وتحقق من دقة سحابة النقاط. يبلغ الخطأ في مستوى سحابة النقاط 5.3 سم، والخطأ في الارتفاع 4.7 سم.

ملاءمة سحابة النقاط ونقاط التحقق

تُلبي بيانات السحابة النقطية عالية الدقة المُستقاة من نظام SLAM100 احتياجات خدمات فحص الطاقة الكهربائية بشكل كامل. وبفضل سهولة نقله، وعدم اعتماده على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، وتعدد منصاته، يُمكن تطبيقه على الشبكات الرئيسية وشبكات التوزيع في المناطق الحضرية حيث يتعذر الطيران في البيئات المعقدة. يُعد فحص خطوط النقل، مقارنةً بالتطبيق واسع النطاق لتقنية LiDAR المحمولة جواً بواسطة الطائرات بدون طيار في فحص الطاقة الكهربائية، وسيلةً تقنيةً تكميلية. إضافةً إلى ذلك، يُمكن لنظام SLAM100 إجراء مسح دقيق لمعدات الطاقة مثل الأبراج والمحطات الفرعية، والحصول بدقة على شكل ومخطط وأبعاد تركيبات الخطوط، وبناء نماذج ثلاثية الأبعاد للأبراج والمحطات الفرعية، وإنشاء سجلات رقمية لمعدات نقل الطاقة للمساعدة في تطوير الشبكات الذكية.