基于巡检无人机增程装置的设计和实现

目前燃气管线、电力巡检无人机系统的需求具有多样性,为适应巡检无人机不同距离的遥控、遥测、遥感等信息的传输,设计了一种基于巡检无人机测控系统的增程装置。该装置在高速射频开关自动切换架构技术基础上,采用高集成度的模块化、轻小型化设计。可实现巡检无人机不同测控距离、不同频段的设计应用,为巡检类无人机提供有效且多样的测控方案。     

无人机接力测控数据链设计

针对电力巡检、油气管道巡线等长距离、跨省区、超视距巡检场景,提出了一种站间接力的无人机巡线数据链系统.系统在巡查线路沿线设置多个地面站,以码分多址(Code Division Multiple Access,CDMA)为基础,设计了一种跨站软切换算法,随着飞行巡检线路实现无人机控制权在地面站间的无缝软切换.对8个地面站的接力测控数据链的设计和测试表明,所提方案可实现地面站间的无缝切换,有效提高无人机测控范围.     

基于物联网技术的油气管道安全监测可视化管理系统

针对长距离油气管道安全监测与管理范围大、距离远而不易实时监测、准确定位等问题,提出了基于传感器、通信、计算机等物联网技术设计的油气管道安全监测系统方案,有效利用现代技术对长距离油气传输管线进行监测管理.简述了系统架构、主要组成和基本原理.系统中的安全监测传感器模块由压力传感器与短程通信模块综合集成;辅助与应急监测包括车载查验系统和微型无人机查验系统,形成管道故障立体监测体系;系统管道泄漏远距离定位采用光纤应变分布法既提高了定位精度又兼顾了通信.该方案部分已在多个工程领域成功应用,满足现场监测管理要求,系统应用前景广阔.     

基于激光测距及ROS系统的无人机导线跟随方法研究

无人机巡检作业是现在输电线路巡检较为高效、科学的解决方案。针对架空输电线路的特点和人工操作无人机巡检成本高居不下的情况,本文提出了一种基于ROS系统的无人机全自动导线跟随巡检作业系统。系统利用激光雷达的三维测距特性,飞行过程中利用点云信息反馈对无人机姿态进行控制,实现无人机与导线保持安全距离下进行跟随飞行。然后,利用RTK信息建立多塔间的几何关系,计算无人机过塔飞行中所需路程从而实现过塔飞行。实验表明,本文提出的方法实现了导线跟随及过塔飞行,满足自动巡检需求,具有较好的可行性和有效性。     

基于无人机红外遥感的地下石油管道安全监测

地下石油管道监测是石油安全工作的重要内容之一。针对石油管道的热源特性,开展了基于无人机挂载红外热像仪的地下石油管道遥感监测研究,实现了基于红外影像的管道识别、管道裸露与浅埋识别,并开展了红外影像与同一管道基于可见光遥感影像的对比分析。验证了红外遥感影像在地下石油管道安全监测中的可行性。     

无人机系统在石油石化企业中的巡检应用研究

由于油气资源的分布及原油开采、提炼、生产、运输等特性,决定了石油石化企业所面临的环境中必然存在着诸如安全风险高、交通不便、环境条件复杂等问题。为了使各类条件中的生产安全得到保障,企业必须投入大量的人力、物力成本进行巡检,以避免造成不可估量的后果。传统的巡检方式周期长、效果差、风险高,这个问题一直无法有效解决。随着无人机技术的发展成熟,其机动灵活的高空视角和简单方便的操控机制,以及无视地形的特性,成为解决困扰石油石化企业巡检问题的最佳手段。其实单纯利用无人机还不足以完全实现巡检目的,无人机需要结合专业的后台信息处理系统,能够将数据通过系统处理后,输出巡检的最终结果和建议,起到辅助企业管理者进行生产经营决策的作用。这才是无人机系统在巡检方面应用的真正意义所在。     

无人机巡检500 kV典型铁塔的抗干扰路径规划

在规划无人机巡检输电铁塔的飞行路径中,考虑无人机所受的电磁干扰对于保证无人机安全高效地完成巡检作业任务具有重要意义。由于不同形状铁塔的巡检目标位置、导线排布方式不一致,造成无人机的最优巡检路径和安全距离存在差异。为此,选择了4种500 kV典型输电铁塔作为研究对象,通过有限元仿真分析了不同形状铁塔对无人机的电磁干扰并确定了无人机巡检各典型铁塔的安全距离;结合巡检对象及常见缺陷出现的位置确定了无人机巡检4种铁塔的高空安全悬停点;通过混合遗传-模拟退火算法寻优得到了4种典型铁塔下无人机最优巡检路径。结果表明,无人机巡检500 kV酒杯塔、猫头塔、干字型耐张塔和双回鼓型塔的最优路径长度分别为190.4、202.6、213、313.7 m;前3种塔型的最小安全距离为1.5 m,最后一种塔型的最小安全距离为2 m。     

面向风电场线路运维的无人机智能巡检系统

风电场线路的运维是保障风电场安全、稳定运行的关键环节。针对现有无人机巡检系统续航能力差、智能化水平不足等问题,提出一种面向风电场线路运维的无人机智能巡检系统。首先,构建巡检系统的巡检设备层、通信层和应用服务层架构;其次,设计无人机避障路径,对故障进行识别,提高无人机巡检的自主飞行和智能化水平;最后,构建面向风电场线路运维的无人机智能巡检系统,主要包括无人机及其搭载设备、机巢以及通信方案的设计。     

无人机航空遥感平台机载作业控制系统设计

无人机相比较卫星和载人航空飞机遥感平台而言,具有成本低、灵活性高的特点。为了满足科学遥感实验、完成遥感作业任务、协调无人机电子吊舱中多组件工作、控制遥感影像传感器姿态,系统以AT89S52为主控芯片,扩展多路串口及USB接口以实现系统与外围设备的通信,同时设计了相机驱动模块及三自由度步进电机驱动模块。通过无人机航空遥感实验证明该系统能够满足遥感实验要求。     

三维GIS在油气站场管理中的应用

随着我国油气长输管道建设规模的不断扩大,油气站场的增多,油气站场管理日益成为管道运营企业日常工作的重中之重。油气站场运营过程中出现的安全问题逐渐成为行业内部乃至整个国家和社会所关注的焦点。针对目前油气站场管理体系,结合笔者所在单位的多年实践经验,本文总结了APDM模型、以及三维GIS技术在油气管道站场管理中的应用模式和特性,并介绍和分析了三维GIS技术在油气管道站场的数据组织与管理、设备管理、站内巡检、工艺流程、管道检测、风险评价、以及应急管理等领域的具体应用。     

基于无线通讯数据的采集与传输

摘要：基于油田管线阀室应用卫星、GPRS无线通讯系统的概况和开发应用体会，对油田行业的管网系统设计方案做了讨论，提出了油田管网在户外检测领域的应用思路。本系统以中央计算机管理系统、通讯系统、远程控制单元RTU（Remote Tenninal Unit）等三部分，对油田管线阀室进行远端数据采集、过程控制、信息管理等功能，构成集控制、操作、监视、管理为一体化的自动化系统。     

Focal design issues affecting the deployment of wireless sensor networks for pipeline monitoring

Wireless sensor networks (WSNs) are a target technology for oil and gas pipeline monitoring because they offer benefits of low cost, ease of deployment and ability to cater for data acquisition at great spatial and temporal scales. In order for WSN to achieve trademark performance in remote monitoring of pipelines, and surpass the performance of present-day traditional monitoring systems, certain design requirements must be met. In this paper, we identify vital design issues that must be considered to facilitate the employment of WSN for pipeline monitoring. We classify these design issues into five different categories namely; sensing modality, power efficiency, energy harvesting, network reliability and localization. In addition, we discuss the concept of cooperative communication for pipeline-monitoring sensor networks deployed in sub-sea environments. We also study the employment of sensor networks for monitoring underground pipelines. Our findings are based on extensive study of the recent literature and comprehensive survey of existing WSN technologies. The WSN design considerations presented in this paper are particularly prolific for pipeline monitoring scenarios, they can however be easily extended to other oil and gas infrastructures. For example; well-head and heat exchanger monitoring, oil platform process monitoring, monitoring of natural gas storage facilities and data collection on coastal infrastructures that could support oil and gas exploration.     

基于OTDR分布式光纤的海底管道安全检测

提出了一种基于OTDR的分布式光纤传感系统的海底管道安全检测技术,分析了检测系统的组成工作原理,阐述了检测系统定位结构和方法,通过注入脉冲与接收到的信号之间的时间延迟得到扰动的位置。理论分析和测试结果表明,该测试系统具有较高的稳定性和定位精度。     

无人机在输电线路巡检中的多种应用

无人机技术目前的快速发展使得我们国家输电线路自身的巡检能力得到了持续的提升,基于此本文在对无人机技术给予认识的情况下,在了解了输电线路巡检过程中的使用优势之后,还总结了无人机技术在当前我国线路巡检过程中的应用路径以及应用方法;之后使用案例分析的方式分析了无人机技术在当前输电线路巡检过程中的应用方法。     

无人机遥感影像在第三次土地调查中的应用分析

首先对无人机遥感影像与第三次土地调查相关进行了简单概述,其次对无人机遥感影像在第三次土地调查中的优势进行了研究,最后针对无人机遥感影像在第三次土地调查中的应用进行了分析。     

基于MapX的卫星遥感影像地图导航系统设计

针对现有的无人机矢量地图导航系统图像不直观、高程数据缺失和矢量点线位置精度有限等不足,基于MapX开发平台,设计了无人机地图导航系统的结构与功能方案。对卫星遥感影像地理信息关联及海量检索处理、矢量图层与栅格图层综合显示处理等关键技术进行了研究,并利用VC++6.0工具开发了一套地形地貌直观丰富、数据处理方便可靠的无人机卫星遥感影像地图导航系统。     

基于GPRS的远程监控系统设计

针对当前输油管道压力监控现状,结合GPRS通信模块MC39i,给出了能够实现远程数据传输并可广泛应用于远程监控系统的设计方案。重点阐述了系统的硬件组成以及基于嵌入式实时操作系统FreeRTOS实现数据传输模块的软件设计;采用基于状态机的结构设计方法实现PPP链路层协议,实现GPRS模块与互连网络的连接;分析和比较了UDP和TCP两种传输层数据传输方式,并给出了基于uIP TCP/IP协议栈实现TCP和UDP传输协议的原理;对UDP协议的传输可靠性进行改进,采用带握手的UDP协议可以较好地满足实时性的可靠性要求,并对数据传输性能进行了测试。