Page 46 - 电力与能源2024年第三期

第 45 卷 第 3 期
电力与能源
320 2024 年 6 月

DOI：10.11973/dlyny202403007

基于模拟退火算法的无人机巡检路径优化研究

廖雨薇
（国网湖北省电力有限公司荆州供电公司，湖北 荆州 434000）

摘 要：无人机巡检电力塔杆已越来越普遍，但是无人机的续航时间有限，需规划无人机巡检路径，使得无人
机在空中飞行路径最短，飞行时间最少。以酒杯型塔杆、双回型塔杆、三回型塔杆以及猫头型塔杆为例，建立
了巡检点坐标，然后基于旅行商问题建立了无人机巡检路径的模型，最后通过模拟退火算法优化出了最优路
径，提高无人机的巡检效率。
关键词：无人机巡检；电力塔杆；模拟退火；旅行商问题
作者简介：廖雨薇（1991—），女，从事输电线路运维与检修工作。
中图分类号：TM755 文献标志码：A 文章编号：2095-1256（2024）03-0320-04
Optimization Study of Drone Inspection Path Based on Simulated Annealing Algorithm

LIAO Yuwei
（State Grid Jingzhou Power Supply Company，Hubei Electric Power Company，Jingzhou 434000，Hubei Province，China）

Abstract：Drone inspection of power towers is becoming increasingly common. However, drones have limited en⁃
durance, necessitating the planning of drone inspection paths to minimize both the flight distance and time. This
paper selects examples of wine glass-shaped towers, double-circuit towers, triple-circuit towers, and cat head
towers. Inspection point coordinates are established, and a drone inspection path model is built based on the Trav⁃
eling Salesman Problem. Finally, the simulated annealing algorithm is used to optimize the optimal path, thereby
improving the efficiency of drone utilization.

Key words：drone inspection，power towers，simulated annealing，Traveling Salesman Problem

随着社会经济的快速发展，我国电力系统发 人工、直升机以及无人机混合巡检的方式，无人机
展迅速。目前，我国大部分发电站都建设在远离 巡检具有效率高、成本低的特点。无人机通过相
城区的地方，而城区却是电力需求最大的地区。 机、传感器等设备对电力塔杆进行巡检，并将数据
因此，需建立高压输电系统，用于可靠、安全地传 发送至数据中心 。
［5］
输电能 ［1-2］ 。
无人机巡检电力塔杆时，可自主完成飞行任
输电系统中塔杆、输电线、附属部件的工作状
务，因此需为无人机规划出一条巡检路径，该路径
态监测是保障电力系统稳定运行的因素之一。电
［6］
包括起飞、巡线、返航以及避障等各种功能 。
力塔杆一般由混凝土、钢铁制成，承载能力和抗风
电力塔杆的种类较多，不同的电力塔杆需要
［3］
能力强，主要承载高压输电线 。
巡检的部位不同，本文以 4 种典型的电力塔杆为
电力塔杆长期暴露在户外，容易受到各种自
例，首先建立了二维模型，分析其需巡视部位的坐
然因素的侵蚀，比如腐蚀，因此需对电力塔杆进行
定期巡检，然而由于电力塔杆数量庞大，且部分塔 标，进而基于旅行商（TSP）问题搭建巡检路径的
杆分布在地形复杂的区域，巡检工作变得十分耗 求解模型；然后，通过模拟退火算法求解出最优的
［4］
时且费力 。 巡检路径。最后分析酒杯型塔杆、双回型塔杆、三
随着技术的发展，电力塔杆巡检方式变成了 回型塔杆以及猫头型塔杆的巡检路径。