无人机实训室方案

无人机实训室方案

关键词: 无人机实训室方案
产品描述

一、项目概述

 

“无人机输配电线路巡检实训基地”是结合我校输配电工程技术专业,专注于无人机巡检技术,建立无人机飞行教学培训基地,激发学生学习热情、引导学生进行多方面发展、锻炼学生实践能力、提高学生创新思维。结合电力行业人才需求,国网重庆市电力公司要求 2022 年全面实现无人机自主巡检规模化应用, 同时要求加大民航局无人机驾驶执照取证培训力度,提升一线班组人员无人机取证率,取证率要求不低于 95%;适航区无人机自主巡检覆盖率 110 千伏及以上线路无人机自主巡检率达到 100%,35 千伏线路不低于 50%;图像智能识别应用覆盖率达到 100%,图像智能识别发现率不低于 90%;无人机智慧巡检应用工作工单关联率达到 100%;无人机智慧巡检应用年度计划执行率不低于 80%。无人机在输配电巡检方面已成为常规的工作方式,并且自主巡检的新型模式因其便利性和安全性,以及对故障判断的识别率,近年来得到了快速发展,成为输配电线路巡检的新趋势。

该项目侧重于输配电线路巡检行业无人机操作技能培训,在符合国家和行业相关政策、法规的前提下,高起点、高标准规划建设实现无人机输配电线路巡检人才培养体系及资格考证教学功能要求的一体化实训室。

无人机输配电线路巡检实训基地以建设为育训一体的校内生产性实训基地为目的,从无人机组装调试、模拟飞行、行业应用、操作技能培训等 4 个层面开展教学工作,该实训基地基于无人机在电力行业的运用在实训过程中充分体现了职业教育的特点,使学生对无人机巡检知识能有直观生动的认识,通过无人机组装调试实训、无人机操作技能实训、无人机电力巡检综合实训,培养学生掌握飞行器维修维护、无人机巡线、无人机操控等职业所必备的入职能力,培养适合当今电力行业所需的应用型人才的教学模式。

同时,该基地可提供 AOPA 无人机驾驶执照取证培训服务,以及对接无人机自主巡检输电线路、配电线路的能力。为实训基地后期维护提供可靠支持,并为在校学生接触实际生产场景提供便利条件。


二、建设背景

 

1. 行业背景

 




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近年来,我国民用无人机制造产业发展迅速,消费级无人机市场日渐成熟, 工业级无人机行业快速崛起。在这一背景下,民用无人机产品应用领域逐步扩张, 在地理测绘、交通巡逻、消防救援、应急通信、电力巡检等诸多场景中实现了深入应用,取得用户的高度认可。


 

2017 12 22 日,工信部发布《关于促进和规范民用无人机制造业发展的指导意见》(以下简称《意见》),明确支持有条件的普通高校和职业院校设立无人机相关专业。《民用无人机驾驶员管理规定 2018》明确在隔离空域和融合空域运行的除Ⅰ,Ⅱ类以外的无人机,其驾驶员必须持证操作。

IDC 数据统计,截至 2019 年年底,我国无人机保有量已经超过 100 万架, 全年无人机销量接近 200 万架,预计未来五年市场规模将来到千亿级别。而在此背景下,我国无人机飞手不到十万,行业人才缺口高达百万,甚至未来趋势还将越拉越大。因此为弥补巨大人才缺口、填补大量人才需求,2019 4 月,人力资源社会保障部、市场监管总局,统计局正式向社会发布了 13 个新职业信息, 其中就包括无人机驾驶员。无人机驾驶员作为一个新职业的出现,还将有望促进我国无人机驾驶员专业化、标准化、职业化培养体系的建立,同时对促进产业发展、解决就业等产生积极意义。

由此可见未来 5—10 年无人机将迎来产业化浪潮,进入黄金发展期,对应的


无人机相关人才,尤其是技术型人才和管理人才的需求也将出现井喷。随着通用航空和无人机相关政策的出台,无人机行业更是获得了巨大的发展机遇。国务院办公厅印发了《关于促进通用航空业发展的指导意见》,提出扩大低空空域开放力度,并简化了审批流程,加大资金支持,强化人才培养,支持大专院校和职业学校开设通用航空类专业,培养相关专业技术和管理人才。

随着社会的不断进步,城市所承载人口呈爆炸式增长,对于电力供应的需求也日益增加,这对城市的电网电力供应提出了极高的要求与挑战。为满足社会需求,国家电网正在进行超高压大容量电力线路扩建,线路将穿越各种复杂地形, 如何解决电力线路检测的精度和效率,是困扰电力行业的重大难题。

早期的能源及电力系统巡检主要依靠人工。但由于输电线路跨区域分布、点多面广、所处地形复杂、自然环境恶劣等因素的影响,传统的人工巡检深受花费时间长、人工成本高、巡检难度大的困扰。因此,随着经济的发展和科技的进步, 2013 年以来巡检工人开始使用无人机进行手动飞行,在解放劳力、降低成本的同时提高工作效率。数字化时代,无人机巡检工作即将全面进入全自动巡检阶段,并通过数字化手段进一步规范巡检工作,提高巡检数据信息化程度及巡检效率。

 

 

2. 专业背景

 

随着“中国制造 2025”的提出,我国加快推进以智能制造为核心的工业 4.0 战略,人工智能与无人机作为智能制造领域的核心板块,未来发展前景广阔。

人工智能发展的提出是对国家战略发展新需求、产业转型升级新趋势、国际竞争新形势以及立德树人新要求做出的积极回应。人工智能的内涵应从深化教育教学改革、提高工程人才培养质量的角度理解,从而认识和把握人工智能人才的核心素养。人工智能人才是供给侧结构性改革的重要组成部分,是人才培养供给侧改革在工程教育领域的深化和聚焦,也是破解人工智能人才培养难题的重要抓手。

众所周知,电力系统的正常运作对国民经济的平稳发展起着无可替代的作用, 任何一个环节出现问题,都可能引发大面积停电、全网崩溃、人身伤亡等连锁性 事故。电力巡检的重要性日益凸显。近年,在无人机技术的不断融合创新、迭代


驱动之下,电力巡检行业逐步迈入一个全新的智能化时代。

我校输配电工程技术专业(以下简称线路专业)开办于 2007 年,目前在校

学生人数 335 人。专业课程《输配电线路设计》、《输配电线路运行与检修》、

《输配电线路施工》、《输配电线路测量》、《电力电缆线路施工运行与维护》开设有等专业核心课程,为无人机巡线实训项目提供了良好的理论基础;专业现已拥有线路施工实训基地、线路测量实训室、线路金具陈列室等专业实训室,为开展无人机巡线相关实训项目提供了相应场地。因此建设无人机输配电线路巡检基地,可充分发挥我校电力专业特色优势,共同为电力行业提供多形式、多层次的人才培养服务。充分发挥自身的人才、科技、设备、信息等资源优势,积极探索多种培养模式,使我校的育人和企业的用人环节实现有机结合,最大限度的利用学校与企业之间的现有资源为无人机电力行业输出人才,助推电力行业无人机数字化巡检新时代。

3. 目前现状

 

随着国家的发展和社会的进步,人们的日常生活越来越不能离开电力,而我国电网建设在速度和规模上都已经飞速发展,这使得我国的电网规模跃居到了世界首位。国电建设除了规模和发展速度超前之外,还要保证供电的稳定性、持续性和供电质量,这些就必须要求日常的电力巡检来保障。

据能源局数据显示,2021 年我国发电装机容量约23.8 亿千瓦,同比增长7.9%随着电力装机总量的不断增多,我国输配电线路长度也在不断增长,目前全国 110 千伏及以上线路已经超过 120 万公里,且每年还会有将近 10%的增长。作为有效保证输配电线路安全和电力系统稳定的一项基础工作,巡检对于维护区域电 网的安全、稳定运行变得愈发重要。利用无人机进行线路巡检不仅能降低传统人 工巡检中出现的故障率,提高能源巡检工作的效率,还可大大提高输电维护和检 修的速度及效率,有效降低企业成本。

2020 年 2 月,国家电网设备部下发了《关于印发 2020 年设备管理重点工作任务的通知》,提出要“加大输电线路巡视无人机推广应用力度”与“推进输电线路通道可视化建设”。该政策出台后,电力系统企业纷纷开始布局无人机巡检作业。同时要求加大民航局无人机驾驶执照取证培训力度,提升一线班组人员无人机取证率,取证率要求不低于 95%,110 千伏及以上线路无人机自方巡检率


达到 100%,35 千伏线路不低于 50%;由此可见,在电力行业无人机运用在大规模进行推广,而无人机培训取证是实现无人机自主巡检的前提条件,同时无人机自主巡检也是行业未来的趋势,并在近段时间具有较大的市场需求。

根据国家电网要求,结合我校的实际情况,线路专业教学标准还未加入无人机线路巡检的相关内容,无人机输配电线路巡检实训基地的建立顺应了行业的发展趋势,是我校开展无人机相关领域的各项工作的必备条件。建立无人机输配电线路巡检实训基地,可以帮助我校针对线路专业特点和生源特征制定专业的培养方案,充分利用我校优势,发挥职业技术教育为社会、行业、企业服务的功能, 为电力行业及企业培养更多高素质、高技能的应用型人才,同时也为学生实习、实训、就业提供更大空间,共同做好技能人才的培养培训工作。

 

三、建设目的

 

无人机输配电线路巡检实训基地依据院校专业特色,以无人机为平台载体, 以输配电工程技术专业为方向,将无人机应用与输配电线路巡检相结合,达到培养具备有电力输配电线路专业知识的无人机操作者和运用者。同时,可为行业从业人员能力提升进行帮助,提供 AOPA 无人机驾驶执照取证培训服务,以及对接无人机自主巡检输配电线路相关业务。提高学生实践与创新能力提供一种新途径,对开展无人机在电力行业的运用研究具有重要意义。

实训基地遵循实用性、先进性,与线路专业现有课程体系和企业行业用人标准对接,划分四个功能模块,无人机组装与调试模块;无人机飞行仿真教学模块; 无人机输配电线路巡检模块;无人机技能培训模块。满足无人机安装调试、无人机仿真模拟飞行、无人机飞行训练、无人机输配电线路巡检、无人机 AOPA 取证培训等整个无人机应用技术的需要。


 

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将无人机自主巡检实训与现国网电力线路巡检需求对接,通过无人机实训室实现学生实践动手能力、开发能力和就业能力的提升,让学生获得相应的岗位技能提供场所,突出职业技能和就业能力培养;通过在实训软件系统和飞行训练场地上角色模拟演练,强化学生对理论知识的理解和掌握,提高学生对于相关岗位的动手操作技能、沟通管理能力和团队合作能力。

无人机输配电线路巡检实训基地建成之后可开展无人机飞行训练实训课程、无人机输配电线路巡检实训课程、多旋翼无人机 AOPA 证书取证培训、无人机输配电线路自主化巡检的工程服务等内容。为无人机电力行业输送更多的人才,助推电力行业进入无人机数字化巡检新时代。