考虑路径-调度反馈的车机协同配电线路巡检资源配置方法

邬昆晓; 印宇涵; 刘笑一; 郑建勇; 梅飞

doi:10.7500/AEPS20260302008

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考虑路径-调度反馈的车机协同配电线路巡检资源配置方法

研制与开发 | 更新时间：2026-09-22

- 考虑路径-调度反馈的车机协同配电线路巡检资源配置方法
- Resource Allocation Method for Collaborative Inspection of Distribution Lines by Vehicles and Unmanned Aerial Vehicles Considering Path-scheduling Feedback
- 电力系统自动化 2026年50卷第18期页码：166-175
- 作者机构：
  
  1.东南大学电气工程学院，江苏省南京市 210096
  2.河海大学电气与动力工程学院，江苏省南京市 210024
- 作者简介：
  
  邬昆晓（2002—），女，硕士研究生，主要研究方向：电力系统智能运检、车机协同巡检与协同优化调度。E-mail：220243168@seu.edu.cn
  印宇涵（2002—），女，硕士研究生，主要研究方向：电力系统智能运检、无人机协同巡检与优化调度。E-mail：220243049@seu.edu.cn
  刘笑一(2002—)，男，硕士研究生，主要研究方向：电力系统人工智能应用、综合能源系统控制与规划等。E-mail：220255278@seu.edu.cn
  郑建勇（1966—），男，通信作者，博士，教授，主要研究方向：电力系统运行与控制、智能巡检技术及人工智能在电力系统中的应用。E-mail：jy_zheng@seu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目(2022YFE0140600);国网江苏省电力有限公司科技项目(J2025048)
- DOI：10.7500/AEPS20260302008
  中图分类号：
- 收稿：2026-03-02，
  
  修回：2026-06-28，
  
  网络首发：2026-07-03，
  
  纸质出版：2026-09-25
- 稿件说明：
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邬昆晓,印宇涵,刘笑一等.考虑路径-调度反馈的车机协同配电线路巡检资源配置方法[J].电力系统自动化,2026,50(18):166-175.

WU Kunxiao,YIN Yuhan,LIU Xiaoyi,et al.Resource Allocation Method for Collaborative Inspection of Distribution Lines by Vehicles and Unmanned Aerial Vehicles Considering Path-scheduling Feedback[J].Automation of Electric Power Systems,2026,50(18):166-175.
邬昆晓,印宇涵,刘笑一等.考虑路径-调度反馈的车机协同配电线路巡检资源配置方法[J].电力系统自动化,2026,50(18):166-175. DOI： 10.7500/AEPS20260302008.

WU Kunxiao,YIN Yuhan,LIU Xiaoyi,et al.Resource Allocation Method for Collaborative Inspection of Distribution Lines by Vehicles and Unmanned Aerial Vehicles Considering Path-scheduling Feedback[J].Automation of Electric Power Systems,2026,50(18):166-175. DOI： 10.7500/AEPS20260302008.

摘要

针对配电线路车辆-无人机协同巡检中资源配置与协同调度强耦合以及难以兼顾效率与资源利用的问题，提出一种资源配置与执行调度联动优化方法。首先，构建资源配置与路径调度的统一建模框架，将无人机数量与驻车点布局由先验参数转化为优化变量；然后，在双层多目标进化框架下，由外层进行资源配置搜索，内层完成车辆路径规划与无人机任务调度，并基于执行结果构建资源配置反馈评价机制，实现资源配置与执行调度的联动优化；最后，通过典型配电巡检场景、工程应用场景及无人机失效工况验证所提方法性能。结果表明，所提方法在降低系统总作业时间的同时，可有效抑制资源冗余。相较于非支配排序遗传算法Ⅱ，总作业时间与综合代价分别降低约3.7%和5.4%，资源冗余率由11.6%降低至8.0%；在高比例无人机失效条件下，系统恢复调度代价仍保持稳定增长，验证了所提方法的有效性与鲁棒性。

Abstract

To address the strong coupling between resource allocation and collaborative scheduling in collaborative inspection of distribution lines by vehicles and unmanned aerial vehicles (UAVs)

and the difficulty in balancing operational efficiency and resource utilization

this paper proposes a joint optimization method for resource allocation and execution scheduling. First

a unified modeling framework for resource allocation and path scheduling is constructed

in which the number of UAVs and the layout of parking points are transformed from a priori parameters into optimization variables. Then

within a bi-level multi-objective evolutionary framework

the outer level performs resource allocation search

while the inner level handles vehicle routing and UAV task scheduling. Based on the execution results

a feedback evaluation mechanism for resource allocation is established to achieve joint optimization between resource allocation and execution scheduling. Finally

the performance of the proposed method is verified through typical distribution inspection scenarios

engineering application scenarios

and UAV failure conditions. Results demonstrate that the proposed method reduces the total operation time while effectively suppressing resource redundancy. Compared with the non-dominated sorting genetic algorithm Ⅱ

the total operation time and comprehensive cost are reduced by approximately 3.7% and 5.4%

respectively

and the resource redundancy rate decreases from 11.6% to 8.0%. Under high UAV failure ratios

the system recovery scheduling cost increases steadily

which validates the effectiveness and robustness of the proposed method.

关键词

Keywords

references

鹿可可，李菱，欧发斌，等 . 基于深度学习的无人机电力巡检方法研究［J］. 自动化与仪表， 2023 ， 38 （ 4 ）： 59 - 64 ．

Lu Keke ， Li Ling ， Ou Fabin ， et al . Research on deep learning-based UAV power line inspection methods ［J］. Automation and Instrumentation ， 2023 ， 38 （ 4 ）： 59 - 64 .

彭向阳，陈驰，饶章权，等 . 大型无人机电力线路巡检作业及智能诊断技术［J］. 南方电网技术， 2019 ， 13 （ 5 ）： 67 - 74 ．

Peng Xiangyang ， Chen Chi ， Rao Zhangquan ， et al . Large UAV power line inspection operation and intelligent diagnosis technology ［J］. Southern Power System Technology ， 2019 ， 13 （ 5 ）： 67 - 74 .

Li Z ， Wang Q ， Zhang T ， et al . UAV high-voltage power transmission line autonomous correction inspection system based on object detection ［J］. IEEE Sensors Journal ， 2023 ， 23 （ 9 ）： 10215 - 10230 .

Xu C ， Wang J X ， Ding Y ， et al . UAV power line inspection strategy based on SAC algorithm ［J］. Electric Power Systems Research ， 2025 ， 248 ： 111925 .

黄一超，丁涛，穆程刚，等 . 低空飞行器在新型电力系统中的典型应用综述［J/OL］. 中国电机工程学报， 2026-03-20 . https：//doi.org/10.13334/j.0258-8013.pcsee.251698 https://doi.org/10.13334/j.0258-8013.pcsee.251698 .

Huang Yichao ， Ding Tao ， Mu Chenggang ， et al . Review of typical applications of low-altitude aircraft in new power systems ［J/OL］. Proceedings of the CSEE ， 2026-03-20 . https：//doi.org/10.13334/j.0258-8013.pcsee.251698 https://doi.org/10.13334/j.0258-8013.pcsee.251698 .

蓝誉鑫，何思名，李晨，等 . 基于QI-RRT*算法的无人机电力巡检路径规划［J］. 广东电力， 2025 ， 38 （ 1 ）： 73 - 82 ．

Lan Yuxin ， He Siming ， Li Chen ， et al . Path planning for unmanned aerial vehicle power line inspection based on the QI-RRT* algorithm ［J］. Guangdong Electric Power ， 2025 ， 38 （ 1 ）： 73 - 82 .

陈元榉，蔡泽祥，岑伯维，等 . 考虑任务耦合的配电网边缘计算终端部署与任务分配方法［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 22 ）： 32 - 40 ．

Chen Yuanju ， Cai Zexiang ， Cen Bowei ， et al . A method for deploying and assigning tasks to edge computing terminals in distribution networks considering task coupling ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 22 ）： 32 - 40 .

梁晨蕾，罗贺，蒋儒浩，等 . 机巢充电情形下无人机电力巡检路径规划的强化遗传算法［J］. 计算机工程与应用， 2025 ， 61 （ 23 ）： 316 - 328 ．

Liang Chenlei ， Luo he ， Jiang Ruhao ， et al . Reinforcement genetic algorithm for path planning of UAV power inspection under nest charging conditions ［J］. Computer Engineering and Applications ， 2025 ， 61 （ 23 ）： 316 - 328 .

杨继阳，欧阳权，丛玉华，等 . 基于Transformer改进强化学习的无人机电力巡检规划［J］. 机械与电子， 2024 ， 42 （ 10 ）： 54 - 60 ．

Yang Jiyang ， Ou Yangquan ， Cong Yuhua ， et al . Transformer-based reinforcement learning for unmanned aerial vehicle power line inspection planning ［J］. Machinery and Electronics ， 2024 ， 42 （ 10 ）： 54 - 60 .

崔博涛，董瑞靖，邓良超，等 . 无人机仿地飞行在同一路线自动化巡检中的应用［J］. 电力建设， 2022 ， 43 （ 4 ）： 89 - 96 ．

Cui Botao ， Dong Ruijing ， Deng Liangchao ， et al . Application of UAV terrain-following flight in automated inspection of the same route ［J］. Electric Power Construction ， 2022 ， 43 （ 4 ）： 89 - 96 .

Li Y ， Dong X ， Ding Q ， et al . Improved A-STAR algorithm for power line inspection UAV path planning ［J］. Energies ， 2024 ， 17 （ 21 ）： 5364 .

韩科磊，黄鹤，杨澜，等 . 基于黑翅鸢-北极海雀混合优化器的多无人机电力巡检任务分配［J］. 北京大学学报（自然科学版）， 2026 ， 62 （ 1 ）： 75 - 87 ．

Han Kelei ， Huang He ， Yang Lan ， et al . Task allocation for multi-UAV power line inspection based on a hybrid black-winged kite-arctic tern optimizer ［J］. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis ， 2026 ， 62 （ 1 ）： 75 - 87 .

刘达夫，钟剑，杨祺铭，等 . 基于V2G与应急通信的配电网信息物理协同快速恢复方法［J］. 电力系统自动化， 2024 ， 48 （ 7 ）： 147 - 158 ．

Liu Dafu ， Zhong Jian ， Yang Qiming ， et al . A cyber-physical cooperative rapid recovery method for distribution networks based on V2G and emergency communications ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2024 ， 48 （ 7 ）： 147 - 158 .

李倩竹，杜永永，杨阳，等 . 无人机智能巡检在输电线路中的应用与发展研究［J］. 四川电力技术， 2020 （ 3 ）： 53 - 56 ．

Li Qianzhu ， Du Yongyong ， Yang Yang ， et al . Application and development research of UAV intelligent inspection in transmission lines ［J］. Sichuan Electric Power Technology ， 2020 （ 3 ）： 53 - 56 .

Li Daoxing ， Wang Xiaohui ， Zhang Jie ， et al . Automated deep learning system for power line inspection image analysis and processing： architecture and design issues ［J］. Global Energy Interconnection ， 2023 ， 6 （ 5 ）： 614 - 633 .

林翔，陈仁庆，许晓峰，等 . 基于视觉导航的无人机电力杆塔自主巡检技术研究［J］. 电工技术， 2025 （ 21 ）： 195 - 197 ．

Lin Xiang ， Chen Renqing ， Xu Xiaofeng ， et al . Research on autonomous inspection technology for power transmission towers using visual navigation-based drones ［J］. Electrical Engineering Technology ， 2025 （ 21 ）： 195 - 197 .

吴田，朱姝，许国伟，等 . 面向输电线路车载无人机网格化巡检的两级多目标协同优化方法［J/OL］. 电网技术， 2026-03-20 . https：//link.cnki.net/urlid/11.2410.TM.20260302.1719.004 https://link.cnki.net/urlid/11.2410.TM.20260302.1719.004 .

Wu Tian ， Zhu Shu ， Xu Guowei ， et al . A two-level multi-objective collaborative optimization method for grid-based inspection of transmission lines using vehicle-mounted drones ［J/OL］. Power System Technology ， 2026-03-20 . https：//link.cnki.net/urlid/11.2410.TM.20260302.1719.004 https://link.cnki.net/urlid/11.2410.TM.20260302.1719.004 .

黄祥，吴媚，王海楠，等 . 基于改进ALNS的无人机固定机巢电力巡检路径规划［J］. 交通运输工程与信息学报， 2025 ， 23 （ 3 ）： 130 - 143 ．

Huang Xiang ， Wu Mei ， Wang Hainan ， et al . Path planning for fixed-nest UAV power inspection based on an improved ALNS ［J］. Journal of Transportation Engineering and Informatics ， 2025 ， 23 （ 3 ）： 130 - 143 .

He K ， Zhou Q ， Lian Z ， et al . Spatiotemporal precise routing strategy for multi-UAV-based power line inspection with integrated satellite-terrestrial network ［J］. IEEE Transactions on Industry Applications ， 2024 ， 60 （ 6 ）： 8418 - 8429 .

Ollero A ， Suarez A ， Papaioannidis C ， et al . Multi-aerial robotic system for power line inspection and maintenance： comparative analysis from the AERIAL-CORE final experiments ［J］. IEEE Transactions on Field Robotics ， 2025 ， 2 ： 549 - 573 .

Li K ， Yan X X ， Han Y . Multi-mechanism swarm optimization for multi-UAV task assignment and path planning in transmission line inspection under multi-wind field ［J］. Applied Soft Computing ， 2024 ， 150 ： 111033 .

Gao F ， Liu J M ， Feng Q ， et al . Task allocation and route planning for UAV-based hybrid inspection of transmission towers， substations， and distribution poles from a fixed nest ［J］. Expert Systems with Applications ， 2026 ， 313 ： 131625 .

张辉，杜瑞，钟杭，等 . 电力设施多模态精细化机器人巡检关键技术及应用［J］. 自动化学报， 2025 ， 51 （ 1 ）： 70 - 81 ．

Zhang Hui ， Du Rui ， Zhong Hang ， et al . Key technologies and applications of multi-modal fine-grained robot inspection for power facilities ［J］. Acta Automatica Sinica ， 2025 ， 51 （ 1 ）： 70 - 81 .

刘军 . 输电线路无人机远程自主巡检技术分析［J］. 电力信息与通信技术， 2023 ， 21 （ 3 ）： 56 - 62 ．

Liu Jun . Analysis of remote autonomous inspection technology for transmission lines using UAV ［J］. Electric Power Information and Communication Technology ， 2023 ， 21 （ 3 ）： 56 - 62 .

Zheng W ， Doerr B . Runtime analysis for the NSGA-Ⅱ： proving， quantifying， and explaining the inefficiency for many objectives ［J］. IEEE Transactions on Evolutionary Computation ， 2024 ， 28 （ 5 ）： 1442 - 1454 .

Liu Q ， Li X ， Gao L . et al . A multi-MILP model collaborative optimization method for integrated process planning and scheduling problem ［J］. IEEE Transactions on Engineering Management ， 2024 ， 71 ： 4574 - 4586 .

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