无人直升机科技项目可行性研究报告.docx

1、无人直升机科技项目可行性研究报告电力公司科技项目输电线路无人直升机巡线系统研究及应用可行性研究报告 目 录 第一章 总论 11.1 项目概述 11.2 可行性研究报告的编制依据与原则 41.2.1 编制的依据 41.2.2 编制的原则 51.3 研究的范围及过程 61.3.1 研究的范围 61.3.2 研究的过程 61.4 项目摘要 71.5 主要的技术和经济指标 10第二章 市场预测与分析 122.1 防火铝塑板的市场前景预测 122.1.1 国内市场前景 122.1.2 国外市场状况 162.2 防火铝塑板的目标市场分析 162.2.1 防火铝塑板在节能建筑墙体保温围护结构方面的应用 17

2、2.2.2 防火铝塑板在装饰装修方面的应用 172.2.3 防火铝塑板在其他方面的应用 182.3 防火铝塑板的竞争优势分析 182.3.1 技术性能优势 182.3.2 营销优势 212.3.3 价格优势 212.4 防火铝塑板的生产策略 232.5 防火铝塑板的营销策略 242.6 市场预测与分析结论 25第三章 项目背景及建设必要性 263.1 项目提出的背景 263.1.1 治理“白色污染”及再生资源高效加工利用的需要 263.1.2 符合建筑节能与发展循环经济的需要 283.1.3 符合建筑防火安全的需要。 303.1.4 铝塑板行业发展的需要 313.2 国内外发展现状 323.2

3、.1 国外发展状况 323.2.2 国内发展状况 323.2.3 公司发展现状 323.3 国家相关的法律法规 333.4 项目建设的必要性 343.4.1 该项目的建设，符合开展资源综合利用，促进经济可持续发展的需要 343.4.2 该项目的建设，符合国家产业政策 363.4.3 该项目的建设，符合行业标准 373.4.4 该项目的建设是行业产品结构调整的需要 393.4.5 该项目的建设是企业发展的需要 393.4.6 该项目的建设是区域经济发展的需要 413.4.7 该项目的建设是国际化竞争的需要 41第四章 建设规模与产品方案 434.1 项目建设规模 434.1.1 影响建设规模确定

4、的因素 434.1.2 建设规模的确定 434.2 产品方案 444.2.1 产品特点 444.2.2 防火铝塑板生产规模的确定 454.2.3 防火铝塑板的生产质量执行标准 454.2.4 防火铝塑板的营销推广策略 45第五章 场址选择 465.1 场址选择原则 465.2 建设地点 465.3 拟建区域的基本条件 465.3.1 场址地理位置 465.3.2 气候气象特征 485.3.3 地形、地质 485.3.4 水文 485.3.5 交通及基础设施 495.3.6 社会经济概况 495.3.7 市政配套条件 505.3.8 施工条件 50第六章 技术方案、设备方案和工程方案 516.1

5、 技术方案 516.1.1 工艺简介 516.1.2 项目组成 526.1.3 技术方案 536.1.4 工艺过程 536.1.5 工艺路线图 566.1.6 设备布置图 576.1.7 废旧塑料加工利用分析 576.2 设备方案 586.2.1 设备选型原则 586.2.2 主要设备选型 586.2.3 辅助设备 626.2.4 配套检验仪器设备 626.3 工程方案 646.3.1 平面布局 646.3.2 土建工程方案 65第七章 原材料供应 687.1 产品构成 687.2 原材料供应方案 687.3 资源综合利用分析 77第八章 节能设计 838.1 设计依据 838.2 能源供应状

6、况 848.3 能源消耗情况 848.4 能源消耗指标分析 858.5 节能措施综述 868.5.1工艺节能 868.5.2 产品使用节能 878.5.3 日常节能 878.6 减排 888.7 结论 89第九章 环境影响评价 909.1 建设地环境现状 909.1.1 环境质量现状 909.1.2 主要环境问题 919.2 采用的环境保护标准 919.3 项目施工期环境影响预测 929.3.1 项目施工期可能的环境污染 929.3.2 项目建设过程中的环境保护措施 939.4 项目投入使用后的环境保护措施 949.5 结论 95第十章 劳动安全卫生与消防 9610.1 安全卫生措施 9610

7、.1.1 设计依据 9610.1.2 主要安全防治措施 9610.2 消防 9810.2.1 设计依据 9810.2.2 消防设计 9810.2.3 采取措施 9910.2.4 消防设施、器材的配置及管理 99第十一章 组织机构与人力资源配置 10011.1 组织机构与分工 10011.2 实施原则与步骤 10011.3 劳动定员及培训 101第十二章 招标方案 10312.1 综述 10312.2 具体招标内容 10312.3 招标基本情况表 10412.4 投标、开标、评标和中标程序 10612.5 评标委员会的人员组成和资质要求 106第十三章 项目实施进度 10813.1 调试与试运转

8、 10813.2 运行管理 10813.3 实施进度计划 108第十四章 投资估算和资金筹措 11014.1投资估算 11014.2 资金筹措 111第十五章 财务评价 116第十六章 社会评价 12116.1 社会评价概述 12116.2 社会效益评价 12116.3 环境效益评价 12516.4 其他效益评价 12716.5 社会评价结论 127第十七章 研究结论与建议 12817.1 可行性研究的结论 12817.2 主要建议 129一、 目的和意义1. 描述与项目研究内容紧密相关的甘肃电力公司实际生产力水平和今后的发展方向；酒泉超高压输变电局目前所辖输电线路总长为1000多公里（泉敦一

9、线、二线）。线路架设区域为戈壁，高山，风沙区等。地理环境比较恶劣。而目前我局所管辖的输电线路的巡视，利用传统的巡视方法不能满足现阶段的巡线要求。因此，需要寻找一种新型的快速高效的巡线方式，来对目前的巡线效果进行改善，逐步提高。利用无人直升机来进行输电线路的巡视，不仅效率高，效果好，而且保证了巡线人员的人身安全，同时可以提高我省电力巡线作业的自动化程度，具有重要的积极的意义。2. 阐述项目成果对该现状和技术发展的作用；输电线路无人直升机采用了分布式的控制理论构造系统，以无人机自动驾驶技术为平台，采用了分布式控制技术、导航及定位技术、线路探测技术和高压电磁兼容技术、飞行稳定技术等高科技技术，真正地

10、实现了输电线路的高效率自动巡检。无人巡检直升机以自主或人工干预遥控的方式，通过预制定的飞行航线，在卫星定位系统的定位和引导下对高压输电线路进行巡视。通过此项技术的应用，使得无人机系统能够高效地巡视恶劣的地理环境（如高山、河流、峡谷等）中的钢塔，保障输电线路的安全运行，同时降低了作业工人的人身安全。同时，无人机技术在高压输电线路上的巡视应用，不仅填补了我国现阶段利用无人飞行器在电力方面的应用空白，而且也提高了我国输电线路巡检的自动化水平，具有极大的经济及社会意义。3. 分析成果应用和推广的途径；输电线路无人直升机巡检系统能够应用于高压各个等级的输电线路，随着线路的巡检需求的不断提高，需要不断地对

11、无人直升机的作业任务规划、任务设备进行不断地调整。通过集成技术的完善，使之能够应用于输电线路上的电力设备，线路走廊的巡检，以及事故应急发现等各种情况，极大的保障了输电线路的安全运行，降低了巡检成本。因为无人直升机巡线能够应用于超高压及特高压输电线路。因此，在超高压线路上的成功应用成果，能够直接转化为110KV线路的巡检方式；同时，对于施工方面的工程，无人机可以进行空中架线（通讯线缆）；对于恶劣气候环境中的事故现场，无人机系统能第一时间前往，拍回第一手资料，为事故分析，事故处理起到了积极的作用。 线路巡检 空中架线4. 分析成果推广后的直接和间接效益。推广后，不仅能够极大的提高巡检效率，极大降低

12、人工巡检的劳动强度，同时，无人直升机的灵活机动的特点，使得巡线人员能够完全按照巡线任务的要求进行详细的线路查看，不仅保障了人员的人身安全，节约了大量的人财物等直接经济成本。同时，故障点的及时发现能够使得管理人员及时处理，保障线路的正常运行，不因线路故障停电而造成的重大经济损失，同时，安全供电保障，也为企业生产，人民生活带来了极大的经济效益，具有极大的经济效益与重大的社会效益。二、 国内外研究水平综述1. 项目研究内容发展历史的简要回顾；纵观无人机的发展历史，无人机最早应用于军事任务：一次和二次世界大战期间，“别动队”无人机，成了主要的侦察的主要任务。越南战争期间，美国无人机在战场上进行电子窃听

13、、电台干扰、抛撒金属箔条及为有人飞机开辟通道。 在1982年的贝卡谷地之战，1991年爆发的海湾战争，1995年波黑战争，1999年“科索沃战争”，无人机都在战争中起着至关重要的先锋作用。随着科技的进步以及应用需求的提高，无人机尤其是无人直升机逐步的被应用于各个民用领域，包括了：地址勘探、地形扫描、影视制作、广告航拍、安全巡逻、消防监测、通信中继、科研试验、物探测量、人工降雨、管线监测、缉私监控等应用，极大的提高了无人机的应用价值。2. 国内外研究水平的现状和发展趋势；国际上，无人直升机主要分为两大类：一类为军事作战服务；另一类民用应用服务。目前，在民用方面，特别是在电力方面的应用，上个世纪五

14、、六十年代，由于国情不同，国外的空中领域具有对民用开放的区域，因此，欧、美、澳等许多发达国家，都自行购置了高性能的，高配备的载人直升机。在良好的天气情况下，对输电线路进行巡检，并将这项工作作为一项非常规工作来开展。使用至今，这项工作取得了良好的巡检效果。而利用无人直升机来进行输电线路的巡视检查，国外电力研究部门正在加紧研究试验阶段。我国在上个世纪80年代，开始进行了载人直升机的巡检工作，但是由于巡检费用高、灵活机动性差，巡检飞行安全系数低等诸多原因，与电力应用的灵活机动，快速应变等要求不相适应，因此，此项工作一直没有得到很好的开展。备注：国情要求，凡是载人飞行机械每次飞行，必须提前到省级军区办

15、理相关手续。待批准后，方能执行飞行任务。3. 介绍国外研究机构或者公司对本项目的研究情况；美国加利福尼亚州Palo Alto电力研究院于2001年研制出了一种空中巡检系统（Airborne Inspection System），该系统可在输电线上高速飞行，拍摄并记录输电线及相关设施（绝缘子、金具、杆塔等）的状况，利用GPS定位系统标识出杆塔、建筑物等目标体的坐标。与其他的直升机巡检相比较，该系统的优点是提高了可靠性，缩短了巡线的时间；同时，该系统设备造价极高，超出人工巡检成本的10倍以上。英国Wales Bangor大学正在研制一种半自主无人飞行器Sprite，Sprite配备了两组相对反向旋

16、转的动叶片以消除力矩影响，实现平稳飞行。该飞行器具有质量轻、抗气流扰动能力强等优点，安装了CCD摄像机，可用于输电线及相关设施的检测。但是，目前该飞行器尚处于试验研制阶段。4. 介绍国内其他研究单位对本项目的研究情况。目前，我国利用无人直升机进行线路巡查，尚处于一个研究试验阶段。然而，由于我国无人飞行器的技术研究起步晚，技术底子薄以及低空尚未开放等原因，无人直升机在国内的应用还主要是：影视制作、广告航拍、安全巡逻、消防监测、通信中继、科研试验、物探测量、人工降雨、管线监测、缉私监控等等方面应用在电力方面的线路巡检处于一个几乎空白的处境。因此，对于无人直升机巡检在高压输电线路上的应用的研究，势必

17、会推动无人机技术的不断发展，提高巡线的自动化水平，降低人工劳动强度，提高输电线路巡检效率，降低巡线成本，将为电力部门带来巨大的经济效益与社会效应。三、 项目的理论和实践依据1. 项目研究内容的原理简述；无人直升机巡检系统的研究：是通过对定位，通讯，系统集成，飞行规程，以及输电线路的安全规约的充分了解；以GPS定位技术，微波传输技术，系统集成技术，飞行控制技术，信号采集技术，材料科学技术等一系列技术为依托；将一系列高新技术整合到无人驾驶系统平台，研制出一种轻型，便捷，高效的无人巡检直升机，来代替许多高危的输电线路巡检工作。并可在许多恶劣的地理环境下进行巡检，为应对突发的事件，采取有效的措施，保障

18、输电线路的安全运行，起到了良好的作用。2. 项目研究内容的理论或者实践依据；无人直升机巡检系统经调试完成自检后，通过微控制器进行辅助起飞，待飞行稳定后，切换至自动飞行状态（可自动飞行或者手动飞行），同时地面监控计算机可以实时监测无人直升机的飞行状态，监控巡查设备以及剩余油量，并能通过地面移动便携中心向无人直升机发送的控制命令，使之完成相应的动作。无人直升机可沿着既定路线路巡检，又可悬停在某处对线路进行细致观察。无人直升机系统与地面监控计算机（地面便携中心）之间通过无线数传电台交互数据，完成控制命令的上传和无人直升机状态信息的下传。地面监控计算机可显示并保存采集的图像。控制命令主要包括：无人直升

19、机的前进、后退、悬停，飞行速度控制，云台摄像机的控制，镜头变倍变焦调整，视频数据存储，飞行状态数据监测等等。无人直升机作业示意图3. 项目研究的关键。1) 伺服机、舵机技术2) 导航仪技术3) 自动驾驶技术4) 数传遥测技术5) 数据记录和视频技术6) 控制、校准、增稳技术7) 电磁兼容、抗电磁干扰技术8) 地面站软件控制技术四、 项目研究内容和实施方案1. 项目研究内容的详细说明。无人直升机巡线系统的研究，以实现无人直升机携带高清摄像机，完善的巡线任务规划，进行输电线路的自动巡航为目标，通过无线通讯传输方式将采集的巡视情况及时发送回地面站，供管理人员进行分析，决策；安全、高效地完成（特别在地

20、理环境恶劣的输电线路）巡检任务。1) 无人直升机功能的设计，确定无人直升机的工作设备等内容。研究内容：根据目前巡线情况，确定所需要的功能设备。2) 无人直升机机械本体的改进，使之成为具有安装数据采集，存储及无线传输等功能模块，能够进行空中巡视的监控载体。研究内容：对机载的功能设备进行评估，确定相应合适的机型进行结构改进。进而对无人直升机机械支架结构进行设计调整，根据功能设备的安装位置设计出一套最合理的安装方案。 3) 无人直升机自动巡航系统设计，起降方案的程序设计，使得无人直升机具有自巡航功能。研究内容：无人机自动驾驶系统的设计及安装，完善无人直升机手动操作及自动操作的切换功能，使之具备自主飞

21、行，做好自动巡航基础功能。4) 无人直升机功能设备集成。使得无人直升机满足输电线路的巡线要求。研究内容：对无人直升机的数据采集、数据存储、飞行控制系统、图传系统，数据系统、云台系统、油量监测系统等等一系列功能模块进行集成，使之具备相互独立工作的能力。5) 无人直升机电气功能设计。研究内容：对无人直升机所搭载的功能设备及任务设备进行电气设计改进，对相应设备控制等进行修改，使所有的设备成为一套功能独立、却共同作用的飞行操控系统。6) 无人直升机飞行规程的制定。研究内容：结合电力相关规程，根据无人直升机的作业情况，来进行无人直升机的飞行规程以及操作手册的编写，以此作为无人直升机工作开展巡线工作的指导

22、手册。7) 巡飞任务设计。研究内容：确定线路情况，分析巡线任务，根据实际情况对无人直升机的巡飞任务进行制定，保障巡线工作。2. 项目研究内容的技术路线及方法。1) 无人直升机功能设计通过分析目前巡线方式的不足，结合巡线的实际情况，提出利用无人直升机巡线的要求，并提出巡线的任务设备需求，制定出一套可行的设备功能方案，并以此为目标进行无人直升机巡线系统的研发。目前，无人直升机搭载了的摄像机，主要应用于影视航拍、地质监测等方面，因此，对此功能进行升级，提高摄像机的清晰度及设备的抗干扰能力，就能够对输电线路的走廊，钢塔及其塔上电力设备进行巡视，并将拍摄的资料及时传送回地面监控站。同时，需要根据实际的需

23、求，为扩展其他设备进行必要的设备接口的设计打好技术基础。2) 无人直升机的本体机械机构改进无人直升机的本体的机械结构具有可调整性，根据功能设计所提出的要求，在不影响无人直升机基本飞行功能的前提下，经过专门培训的专业工程师可以对无人直升机的机械结构进行调整，以满足设备安装的要求。厦门加能电力科技有限公司具有专业的无人机机械结构调整工程师，具备专业的无人机结构调整技能，具有为其他应用单位的无人飞行器结构调整132次的实际操作经验，且无人飞行器飞行情况稳定良好。3) 自动巡航功能的设计自动巡航系统是进行无人直升机进行巡视的关键核心系统。线路的巡视需要利用高精度定位导航系统来进行定位，目前，国内自动巡

24、航系统只具备简单的直线定点飞行功能，且飞行航点的数量为50个，无法完全满足输电线路巡检的高精度、长距离的任务要求。采用美国军工转民用的自巡航系统，并根据国内的实际的需求进行二次开发，不仅使精度达到了1米的要求，精度远远超过了国内自巡航系统的精度（5米），而且飞行航点达到了100个。从这两方面来保障了无人直升机在输电线路上的巡线应用。4) 无人直升机功能设备的集成无人巡线直升机携带了高清摄像机、无线图传数传通讯设备、自动驾驶系统、云台系统等一系列设备，因此需要将这些独立工作的系统集成为一个完整的飞行控制系统，以满足巡线的需求。设备的集成需要考虑到以下几方面的问题：（1）：无人直升机自身的配重问题

25、需要使得无人直升机的重量平衡，否则会出现机头重而导致飞行稳定性能下降等问题。（2）：机载设备的电气连接问题机载设备的安装位置必须要考虑设备相互之间的连接，具有耦合功能的设备需要安装在相近的位置，同时要考虑连接电缆的走向及固定问题，以免在飞行的过程中松落而导致飞行隐患。（3）：无人直升机的检修问题设备集成的最佳效果是以不需要拆卸任务设备，就能够对无人直升机进行机械结构方面的检修。（4）：机载设备的检修问题机载设备集成的最佳效果，是以能够不拆卸或简便拆卸安装为标准。5) 无人直升机功能设备的电气设计无人直升机的电气设计，以功能模块化设计为原则，按照工作流程的方式进行连接。例如：将具有相关功能的图传

26、、数传模块进行电气连接，将云台系统与摄像系统进行电气连接，将自动巡航系统与GPS定位系统电气进行连接等，最终将所有的连接按照工作流程依次相连，形成一套完整的电气连接系统。电气设计同时要考虑到设备检修问题，要以接线简单分明，方便检修测试为接线原则。6) 无人直升机电力巡线飞行工作规程制定无人直升机巡线应用，属于一个新兴的应用领域，并且涉及到飞行安全规程以及电力安全、操作规程。目前，尚无统一的相关标准来规定此类飞行任务的操作流程及规范。因此，制定出无人机工作飞行规程，以保障此类工作的安全有效开展，具有实际的指导意义。根据无人直升机的工作任务，结合电力相关的安全规定，能够切实有效的制定出此类示范规程

27、。7) 巡飞任务设计巡飞任务的设计就是为了保障无人直升机高效的完成巡线任务。巡飞任务的设计包含以下2方面内容：（1）：飞行航迹规划：对实际应用现场的杆塔的GPS采集、线路地形方面情况的采集调研，为制定飞行航线提供最详实的基础数据。（2）：飞行任务规划：对重点巡视的对象进行飞行任务规划，例如：进行悬停拍摄，盘旋观察等，可以对每个航点进行任务设计，保证了任务完成的质量。3. 要描述具体的理论研究步骤，现场试验的地点和试验计划。需要试验手段的项目。1） 对实际的应用现场的杆塔GPS采集、线路地形方面情况的采集调研，进行设备应用的需求分析。2） 进行功能设备的总体需求设计，包括任务设备的集成方案设计3

28、） 高压环境下的抗干扰和电磁兼容技术检测4） 分布式控制技术以及远距离无线通讯技术监测5） 各项功能模块的集成，地面控制站的调整6） 电力无人直升机电力巡检飞行规程的编写7） 无人直升机巡检系统的整体装配、调试、测试、试运行4. 理论研究和试验内容与项目总目标的因果关系；高压输电线路以无人驾驶直升机技术为平台，结合了分布式控制技术、导航及定位技术、线路探测技术和高压电磁兼容技术等高科技技术，实现了无人直升机的自动巡检。无人巡检直升机能够以自动或遥控的方式，通过预制定的飞行航线（可以自定义飞行航线），在卫星定位系统的定位和引导下对高压输电线路进行巡视。因此保障了无人直升机作业的自动巡航功能。利用

29、携带的传感仪器使用视觉检测等技术对杆塔、导线及绝缘子、线路金具、线路通道等实施检测，并将拍摄和检测的数据实时传输回来或储存在硬盘里。从而代替人工对输电线路特别是地理环境恶劣及重要线路进行巡检，及时发现杆塔、通道走廊以及运行设备的故障隐患、设备缺陷等异常现象，完成了输电线路的巡查功能。因此，通过以上技术的实现，保证了输电线路的无人直升机巡检，不仅减轻工作人员的劳动强度，而且大大提高巡检的安全保证和自动化水平，达到减负增效的目的。5. 写明理论和试验研究的工作量；1) 巡检线路的制定：3-4个月2) 电磁兼容测试：15天3) 抗电磁干扰试验：15天4) 设备集成测试：15天5) 通讯传输测试：15

30、天6) 设备装配测试：1个月7) 设备整体测试：1个月6. 需要多家单位共同承担的项目，需要写明各家的分工、职责和提供的成果，如何组织和协调；合作方式、知识产权和成果分享的范围；酒泉超高压输变电公司：设备的需求分析，现场试验的安排协调，设备功能的改进分析，设备研究总结交流。厦门加能电力科技有限公司：运行现场的数据采集，设备的总体设计，设备的功能设计，功能设备的集成，设备试验测试，设备的改进，设备研究总结交流。合作方式为：联合开发知识产权和成果：由联合开发的双发共同取得。成果分享范围：由双发共同取得的专利等而产生的经济利益由双发协商分享。7. 需要与国外合作，要写明与外方的合作方式、知识产权和成

31、果分享的范围；需要与美国加能工业集团有限公司进行方案设计、芯片引进、设备集成方面的合作。由国外提供的技术部分的成果分享由厦门加能电力科技有限公司与我方进行协商。8. 注明本项目研究需要购买仪器、设备的型号、产地、性能及需要购买的原因；1) 工控机瑞士Digital-Logical 公司生产的PC/104 总线标准CPU模块MSM586SV2) 电隔离数字输入/输出模块 美国Diamond System公司生产的PC/104总线标准数字I/O 模块IR1043) 串口通讯卡 美国Diamond System公司生产的PC/104总线标准串口通讯卡E-8AT4) 数据采集控制卡 美国DELTA TAU公司生产的标准数据采集控制卡PMAC2A-PC1045) A/D转换器 美国Diamond System公司生产的PC/104总线标准A/D转换卡D16AT6