新型输电线巡检路径决定算法，助力无人机巡检，明略等获ASEM最佳论文
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近日，美国工程管理学会（American Society for Engineering Management, a.k.a. ASEM）2020 国际年度会议（International Annual Conference 2020）公布了最佳论文奖项。 在论文《A Two-Layer Routing Algorithm for Unmanned Aerial Vehicle in Transmission Line Inspection》中，密苏里科技大学 (Missouri Unversity of Science & Technology), 纽约州立大学石溪分校（Stony Brook University）) 和明略科学院合作提出的新型电力输电线巡检路径决定方法获得了该奖项。 本文介绍了此论文核心内容。
电力输电线系统需要定期巡检，以发现可能存在的设备磨损并实施维护保养。最传统的巡检方法是人工巡检，即工人在输电线上「匍匐」移动，但这个方法费时费力，还很危险。后来，直升飞机被用于巡检，检查人员固定在直升机机舱外，对输电线进行检查。危险性虽然有所降低，但是依然存在，并且巡检成本高昂。近期，巡检机器人的方式得到了提倡，它能够显著提高作业效率、降低劳动成本和维护人员的风险。
在电力输电线系统巡检中用到的机器人一般分为两类：悬挂式机器人（Suspended Robot）和无人机（Unmanned Aerial Vehicle）。无人机巡检因其高效和在不同领域中的成功应用引起了广泛关注。
在使用无人机进行电力输电线系统巡检时，需要部署地面控制站，以保障和无人机之间的双向信号传输（一方面，无人机将巡检过程中所得的视频信号传到地面控制站，另一方面，地面控制人员将无人机移动信号传输给无人机）。一般来说，信号传输距离存在距离上限，同时，无人机的动力系统也有飞行时间上限，所以地面控制站需要调整位置，以保障信号传输并对无人机的动力系统进行更新。
一般来说，地面控制站的部署 / 移动和无人机的移动不是同步的。无人机在飞行工作时，地面控制站保持静止。地面控制站在变化位置时，无人机不处在飞行工作状态。
如何实现无人机和地面控制站的同步移动？
无人机和地面控制站能否实现同步移动？
针对这个问题，密苏里科技大学和明略科学院合作提出了一种新型 双层路径方法，以缩减巡检时间，提高巡检效率 。该方法在密苏里州山区的一段输电线上得到应用，巡检时间和巡检成本都出现了大幅度下降。
输电线系统巡检线路一般是在两个 substation 之间，所以该研究所拟的 路径决定算法基于两个 substation 之间的输电线巡检 。考虑到输电线下方附近的地面道路网络，该方法需要考虑两类停车点：第一类停车点（P）恰在输电线下方，第二类停车点（PP）不在输电线下方，离输电线下方点 P 距离最近。具体定义参见下图，图右展示了输电线和地面道路网络示例：