CN106934225A - 一种电力巡检用多旋翼无人机系统效能评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电力巡检用多旋翼无人机系统效能评估方法，包含如下内容：所述系统效能通过多个维度的指标评价，所述系统效能的值为多个维度的指标的乘积；每个维度的指标又包含一级或者多级子指标；最末一级的子指标的值是基于该指标的实际情况确定的；每个维度的指标或者除了最末一级的子指标之外的每一级子指标的值通过计算公式获得。本发明方法全面、客观地划分各项指标，合理设置权重，分别说明各级指标的具体评价方法，定量计算多旋翼无人机系统效能，有效指导电力巡检用多旋翼无人机系统的选型与采购。

Description

一种电力巡检用多旋翼无人机系统效能评估方法

技术领域

本发明属于无人机领域，尤其涉及一种电力巡检用多旋翼无人机系统效能评估方法。

背景技术

随着电网业务的增长，多旋翼无人机系统巡检应用也日益增多。目前还没有专门的多旋翼无人机效能评估方法对各型多旋翼无人机系统进行综合评价，指导电网多旋翼无人机系统的选型。

国内外几种经典的效能评估模型如下：

(1)WSEIAC模型，美国工业界武器系统效能咨询委员会(WSEIAC)于上世纪年代拟定的系统效能指标计算模型，它规定系统效能是系统可用度、任务可信度和能力的函数；

(2)对数模型，对数模型在国内得到了军方和航空工业部门的广泛认可。它是迄今为止国内提出的效能评估模型中对飞机各分系统效能指数描述最全面的一种方法；

(3)ARINC模型，ARINC是最早进行系统效能研究的机构之一，它包括五个方面的含义：用概率度量，与工作性质有关，是时间的函数，是系统使用环境或条件的函数，可能随完成任务的变化而变化；

(4)专家打分模型，当专家对各种参数初步给出的评估只能用打分的模糊形势来评定系统优劣时就是专家打分模型，层次分析法是用于处理专家意见的首选方法，该方法的主要特点是把复杂问题分解为若干组成元素，将这些元素按从属关系分为层次结构，专家评比时只需要对各因素进行两两比较。

现有模型的缺点如下：

(1)现有模型不能较全面地表现多项技术指标在电网使用中的动态变化与综合作用；

(2)现有模型不能较客观地评价多旋翼无人机系统各指标的重要程度；

(3)现有模型未考虑多旋翼无人机系统实际使用的环境适应能力；

(4)现有模型未考虑多旋翼无人机系统实际使用的运营条件。

发明内容

有鉴于此，本发明结合电力巡检实际需求，构建了一种电力巡检用多旋翼无人机系统效能评估方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种电力巡检用多旋翼无人机系统效能评估方法，包含如下内容：

首先确定所述多旋翼无人机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。

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，本发明具有以下优势：

本发明方法全面、客观地划分各项指标，合理设置权重，分别说明各级指标的具体评价方法，定量计算多旋翼无人机系统效能，有效指导电力巡检用多旋翼无人机系统的选型与采购。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例系统效能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，本发明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发明。

本发明实施例：

电力巡检用多旋翼无人机系统效能评估方法，所述系统效能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多旋翼无人机系统效能评估值，来有效指导电力巡检用多旋翼无人机系统的选型与采购。

本发明实施例方法结合电力巡检实际需求，从可靠性、环境适应能力、工作能力、运营条件4个方面评价多旋翼无人机效能，并详细说明各级评价指标；对每级指标项进行权重设置，同级指标权重相加为1，突出主要指标，弱化次要指标；按小型和中型多旋翼无人机，分别说明各指标的评价方法，设定归一化特征值，定量计算得分。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种电力巡检用多旋翼无人机系统效能评估方法，其特征在于，包含如下内容：

首先确定所述多旋翼无人机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：

$C=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Π}}}\frac{{(1+C_i)}^{w_{C_i}}-1}{2^{w_{C_i}}-1}$

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；

其中，所述多旋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、电机寿命和大修时间；

所述运营条件评价指标的一级子指标包括存储要求、最小机组人数和操作性；其中，存储要求又包括下一级子指标，分别为贮存温度和贮存湿度；操作性又包括下一级子指标，分别为展开时间和撤收时间；

所述工作能力评价指标的一级子指标包括飞行能力、飞控能力、机动能力、载荷能力和测控能力；其中，飞行能力又包括下一级子指标，分别为航程、巡航速度、实用升限、续航时间、最大起飞重量；飞控能力又包括下一级子指标，分别为控制精度、安全策略、自主起降和飞控余度，其中控制精度又包括下一级子指标，分别为水平控制精度、垂直控制精度和姿态控制精度；安全策略又包括下一级子指标，分别为失控保护、一键返航、辅助位置定位、电量警告、超限警告和丢星保护策略；机动能力也包括下一级子指标，分别为最大爬升率和最大下降率；载荷能力也包括下一级子指标，分别为载荷挂载能力、载荷安装、载荷精度；其中，载荷精度也包括下一级子指标，分别为吊舱稳定度、摄像机有效像素、相机有效像素、红外类型；测控能力也包括下一级子指标，分别为数传距离、图传距离、图传带宽、数传误码率和数传时延；

所述环境适应能力评价指标的一级子指标包括抗风能力、抗雨能力、工作温度和工作湿度。

2.根据权利要求1所述的电力巡检用多旋翼无人机系统效能评估方法，其特征在于：通过大量积累的历史数据确定最末一级的子指标的值。