一种架空输电线路固定翼无人机系统选型方法技术方案

本发明专利技术提供了一种架空输电线路固定翼无人机系统选型方法，包含如下内容：首先确定所述固定翼无人机的系统效能的若干维度的评价指标，及每个维度的评价指标的一级或者多级子指标；再确定最末一级的子指标的值，然后在根据公式逐级计算除了最末一级的子指标之外的每一级子指标的值和每个维度的评价指标的值；最后，计算所述系统效能的值为所有维度的评价指标的值的乘积，根据最终得到的系统效能的值进行选型。本发明专利技术方法结合固定翼无人机飞行特点和电网巡检公司的实际条件，从四方面考虑固定翼无人机选型，避免主观因素的影响，可协助进行输电线路固定翼无人机系统选型，使选型更加科学、合理。

A system selection method of fixed wing unmanned aerial vehicle for overhead transmission line

The invention provides a transmission line selection method of fixed wing unmanned aerial system, includes the following contents: the evaluation index system of the performance of several dimensions first determine the fixed wing UAV, and the evaluation index of each dimension level or multi-level sub index; then determine the sub index level in the end value, then according to the formula in a stepwise evaluation index in addition to each sub index outside sub index level at the end of the value and the value of each dimension; finally, calculating the system efficiency values for the value of the product evaluation index of all dimensions, according to the final performance value selection. The method of the invention is combined with the actual conditions of fixed wing UAV flight characteristics and inspection power grid company, from four aspects of fixed wing UAV selection, avoid the influence of subjective factors can help the transmission line fixed wing UAV system selection, the selection of more scientific and reasonable.

【技术实现步骤摘要】
一种架空输电线路固定翼无人机系统选型方法
本专利技术属于无人机领域，尤其涉及一种架空输电线路固定翼无人机系统选型方法。
技术介绍
随着我国近年来低空空域的逐步开放以及无人机控制技术、导航精度的提高，国内民用无人机发展非常迅猛，在林业、海洋、电力、石油、减灾、气象、测绘等多个行业得到了广泛的应用。无人机系统功能、指标各异，适用的场景各不相同，有必要建立一套选型标准，用于指导系统选型，为此国内外进行了许多研究，并获得了一定成果。主流的无人机系统效能评估方法主要有两种，分别是主观评价法和模型计算法。1、主观评价法这种方法注重发挥专家知识在效能评估中的作用。其一般过程是选取最能反映无人机效能的特征指标，由一组专家打分，最后通过对专家意见的处理，得到无人机效能。或者对数种无人机的机动性、载荷能力、生存力、可用性、可信性进行比较，以此实现无人机效能的优劣评价。这种方法在评定难以定量计算的指标时比较有效。2、模型计算法常见的系统效能计算模型有WSEIAC模型、对数模型、ARINC模型和ADCB模型。WSEIAC模型规定系统效能是系统可用度、任务可信度和能力的函数，通过构建可用度向量、可信赖矩阵和固有能力矩阵进行计算；对数模型考虑系统执行不同任务分配量和相应任务执行能力进行效能评估；ARINC模型是一种概率统计模型，可能随完成任务的变化而变化；ADCB模型对WSEIAC效能评估模型进行改进，加入无人机环境适应性，构建ADCB模型，可以评估无人机系统的效能。现有主观评价方法，受专家主观因素影响较大，不同领域专家对无人机评价打分可能存在较大差异，而且评估结果只能给出相对比较，不能准确给出无人机效能的差别程度，不易得出一个简单而又全面的无人机效能指标。现有模型计算方法，WSEIAC只考虑系统本身的工作能力，未考虑环境等因素的影响，对数模型过于突出主要因素的影响，而忽略次要因素的影响，ARINC模型关注的重点在于是系统是否可以有效的完成任务，而较少的考虑了如何更有效的完成任务，ADCB模型是WSEIAC模型的拓展，将无人机对环境的适应能力加入到了最终的系统效能评估里。现有的无人机系统效能评估方法，大多无法对无人机系统执行工作的效能进行整体评价，不能通过评估结果直接对不同的无人机系统进行对比。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种架空输电线路固定翼无人机系统选型方法，避免依靠人主观性选择造成选型的片面性，提高系统选型的准确性和全面性。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种架空输电线路固定翼无人机系统选型方法，包含如下内容：首先确定所述固定翼无人机的系统效能的若干维度的评价指标，及每个维度的评价指标的一级或者多级子指标；再确定最末一级的子指标的值，然后在根据如下公式逐级计算除了最末一级的子指标之外的每一级子指标的值和每个维度的评价指标的值：式中：Ci表示指标C的下一级第i个子指标的值，表示下一级第i个子指标的权重值；最后，计算所述系统效能的值为所有维度的评价指标的值的乘积，根据最终得到的系统效能的值进行选型。进一步的，通过大量积累的历史数据确定最末一级的子指标的值。相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：本方法结合固定翼无人机飞行特点和电网巡检公司的实际条件，从可靠性、环境适应能力、工作能力和运营条件四方面考虑固定翼无人机选型，建立输电线路固定翼无人机系统选型模型，对系统进行整体效能评估。模型考虑无人机系统选型关注的主要功能和指标，对每一考虑方面列出指标项，对指标项进行归一化特征值分析。采用本方法可对不同的固定翼无人机系统进行量化对比，避免主观因素的影响，可协助进行输电线路固定翼无人机系统选型，使选型更加科学、合理。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例系统效能E所包含的各级指标及每个指标所在级别的权重值。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。本专利技术实施例：架空输电线路固定翼无人机系统选型方法，所述固定翼无人机的系统效能所包含的各级指标及每个指标所在级别的权重值如图1所示。最末一级的子指标的值的确定方法下表1：表1单个末级指标的值的确定方法根据表1得到最末一级的子指标的值后，根据如下公式得到每一级指标的值，以无人机工作能力C为例,介绍各指标计算方法，无人机工作能力C计算公式：式中：C1为无人机的飞行能力，为无人机的飞行能力权重值；C2为无人机的飞控能力，为无人机的飞控能力权重值；C3为无人机的机动能力，为无人机的机动能力权重值；C4为无人机的载荷能力；为无人机的载荷能力权重值；C5为无人机的测控能力；为无人机的测控能力权重值。最终得到4个维度的指标的值。本实施例的维度指标包括：可靠性A、运营条件D、工作能力C和环境适应能力B。最后计算得到系统效能E的计算方法如下：E＝A×D×C×B最终得到电力巡检用固定翼无人机系统效能评估值，来有效指导电力巡检用固定翼无人机系统的选型。本专利技术建立一套固定翼无人机系统选型指标模型，综合考虑影响其输电线路巡检能力的多方面因素建立系统指标项，避免单一或片面工作指标对评估结果准确性的影响，提高效能评估的准确性；本专利技术对系统指标项进行归一化特征值赋值，将待评估固定翼无人机系统的指标参数与对应的归一化特征值进行比较，得出相应的得分值，通过单项指标的得分计算出系统整体效能得分，提高评估的全面性。本方法在确定影响无人机系统执行架空输电线路巡检能力时，从可靠性、环境适应能力、工作能力和运营条件四方面进行分析，每方面权重相同，无主次之分。进一步对每方面进行指标细分，直至划分到具体指标。指标归一化特征值赋值：对每项指标进行归一化赋值，提供单项指标评分标准，单项指标得分介于0～1之间。将待评估固定翼无人机每项指标与归一化特征值进行比较，得出单项指标的得分。确定指标项权重：对二级以下每级指标项进行权重划分，同级指标权重相加为1，突出影响架空输电线路巡检效果的主要指标，弱化次要指标。本专利技术提供了一种架空输电线路固定翼无人机系统选型方法，同时提供指标项及其权重、评价方法，通过数学计算可直接得出待评估系统的量化得分，减少人员主观因素对选型结果的影响，提高选型的准确性。本专利技术提供可靠性、环境适应能力、工作能力和运营条件四个模块，可靠性模块考虑系统经济性，环境适应能力模块考虑系统对环境的依赖性，工作能力考虑系统执行架空输电线路巡检的能力，运营条件考虑系统能否正常运营操作。不仅仅从系统本身能力进行选型，而是将系统及其相关因素作为一个整体进行考虑，具有很好地创新性。本专利技术对单个末级指标评估方法进行了详细说明，实际选型过程中，可根据待评估系统的指标得到其单个指标的得分，然后通过计算公式得到系统整体效能评估，避免单一指标变化造成系统整体效能评估结果的有效性降低。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种架空输电线路固定翼无人机系统选型方法，其特征在于，包含如下内容：首先确定所述固定翼无人机的系统效能的若干维度的评价指标，及每个维度的评价指标的一级或者多级子指标；再确定最末一级的子指标的值，然后在根据如下公式逐级计算除了最末一级的子指标之外的每一级子指标的值和每个维度的评价指标的值：

【技术特征摘要】
1.一种架空输电线路固定翼无人机系统选型方法，其特征在于，包含如下内容：首先确定所述固定翼无人机的系统效能的若干维度的评价指标，及每个维度的评价指标的一级或者多级子指标；再确定最末一级的子指标的值，然后在根据如下公式逐级计算除了最末一级的子指标之外的每一级子指标的值和每个维度的评价指标的值：式中：Ci表示指标C的下一级第i个子指标的值，表示下一级第i个子指标的权重值；最后，计算所述系统效能的值为所有维度的评价指标的值的乘积，根据最终得到的系统效能的值进行选型；其中，所述固定翼无人机系统效能根据4个维度的评价指标进行评估，分别为可靠性、运营条件、工作能力和环境适应能力；所述可靠性评价指标只包括一级子指标，分别为维护成本、发动机使用寿命和大修时间；所述运营条件评价指标的一级子指标包括机场要求、空域保障、人员保障和操作性；其中，机场要求又包括下一级子指标，分别为跑道长度、贮存温度和贮存湿度；人员保障又包括下一级子指标，分别为人员培训、人员资质证书、技术支持和最小机组人数；操作性又包括下一级子指标，分别为展开时间、撤收时间和运输...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴新桥，程燕胜，陈艳芳，罗敏，杨鹤猛，左鹏飞，乔晓明，陈晓，张巍，冯瑞发，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，天津航天中为数据系统科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44