如何讓無人機(jī)巡檢更智慧

杜美潔

蓬勃興建的基礎(chǔ)設(shè)施，必將為產(chǎn)業(yè)鏈條上各個(gè)環(huán)節(jié)帶來無數(shù)巨大機(jī)會(huì)。從事電力工作多年、熟悉行業(yè)背景的曹飛老早看到了機(jī)會(huì)。

越來越多的無人機(jī)活躍在農(nóng)業(yè)、電力、航拍等多個(gè)領(lǐng)域。在電力行業(yè)，利用無人機(jī)進(jìn)行巡檢作業(yè)也早已不是什么新聞。那么，無人機(jī)為電力行業(yè)究竟帶來了怎樣的變化，應(yīng)用現(xiàn)狀如何？無人機(jī)電力巡檢到底巡的是什么？電力行業(yè)又需要怎樣的無人機(jī)呢？

2014年，中國(guó)輸電線路總里程達(dá)到118.5萬公里，據(jù)官方統(tǒng)計(jì)，到2020年，這一數(shù)字將增至159萬公里以上，這意味著，屆時(shí)中國(guó)將擁有全球近一半的輸電線路里程。蓬勃興建的基礎(chǔ)設(shè)施，必將為產(chǎn)業(yè)鏈條上各個(gè)環(huán)節(jié)帶來無數(shù)巨大機(jī)會(huì)。從事電力工作多年、熟悉行業(yè)背景的曹飛老早看到了機(jī)會(huì)。

2009年，曹飛成立中飛艾維，為電網(wǎng)專供無人機(jī)巡線解決方案。從自主研發(fā)適合電力巡線的專用無人機(jī)到整體的巡線方案輸出，曹飛建立了一套成熟的服務(wù)模式。截至去年，中飛艾維業(yè)務(wù)已覆蓋國(guó)內(nèi)21個(gè)省市，并分別于2016年、2017年完成了天使和Pre-A兩輪共計(jì)5400萬人民幣融資，領(lǐng)投方包括聯(lián)想創(chuàng)投、中科創(chuàng)星等。中飛艾維電力巡線業(yè)務(wù)，目前保持市場(chǎng)覆蓋范圍全國(guó)第一，2016年運(yùn)營(yíng)服務(wù)收入超過2000萬元。

國(guó)內(nèi)外無人機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀

“我認(rèn)為無人機(jī)還是處于一個(gè)發(fā)展的初級(jí)階段?！辈茱w說。

據(jù)曹飛介紹，2009年，中飛艾維成立之初的規(guī)劃并不是制造無人機(jī)，而是想做應(yīng)用?？墒墙?jīng)過多方考察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)市面上的無人機(jī)都是通用型產(chǎn)品，不夠?qū)I(yè)化。八年后的今天，市場(chǎng)上出現(xiàn)了2C和2B的無人機(jī)。例如：大疆無人機(jī)正在從2C轉(zhuǎn)向2B，零度智控2B和2C的產(chǎn)品都涉及，而縱橫一直專注2B的無人機(jī)。很多無人機(jī)廠商都是從飛控開始，然后轉(zhuǎn)做無人機(jī)。另外，雖然都是跨界走進(jìn)無人機(jī)制造領(lǐng)域，但是最終的目標(biāo)和產(chǎn)品大不相同。“如果把無人機(jī)與汽車作類比，市面上很多公司生產(chǎn)的民用無人機(jī)可以比作小轎車，但是中飛艾維的無人機(jī)更像是吊車、工程車，我們希望做無人機(jī)領(lǐng)域的三一重工。”

他表示，在無人機(jī)的軍用領(lǐng)域，就核心技術(shù)來說，中國(guó)與國(guó)外存在一定的差距。而在民用領(lǐng)域，中國(guó)的無人機(jī)絕對(duì)不會(huì)比國(guó)外差。尤其是工業(yè)級(jí)應(yīng)用，中國(guó)走在世界前列。

雖然國(guó)外有很多有意思且不錯(cuò)的新技術(shù)，但是與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的結(jié)合很少，這也是因?yàn)閲?guó)外的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)并沒有很迫切地需要進(jìn)行這些革新、創(chuàng)新。而中國(guó)正在迎來一個(gè)創(chuàng)新的時(shí)代，無人機(jī)逐漸被應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、風(fēng)力發(fā)電、環(huán)保等多個(gè)領(lǐng)域，處在一個(gè)很好的階段。以無人機(jī)在電力行業(yè)的應(yīng)用為例，國(guó)外很多還停留在大學(xué)的科研教授階段，而在我國(guó)已經(jīng)做了將近八年時(shí)間。

無人機(jī)在電力行業(yè)的應(yīng)用

在電力行業(yè)，無人機(jī)究竟能夠提供什么服務(wù)？這要從電力行業(yè)的痛點(diǎn)說起。

傳統(tǒng)的人工巡線無法滿足電網(wǎng)運(yùn)行的需求。一是巡線作業(yè)量極大。全國(guó)110千伏以上的輸電線路，118.5萬公里，80%～90%在大山里。傳統(tǒng)的巡線需要每個(gè)月巡視一次，地面巡線需要人拿望遠(yuǎn)鏡到現(xiàn)場(chǎng)去看，但很多時(shí)候沒有路可走，這是很典型的一個(gè)工作場(chǎng)景。二是人工巡線效率低。巡線大多數(shù)時(shí)候都需要人們翻山越嶺，導(dǎo)致巡線時(shí)間長(zhǎng)、效率低。三是地面觀測(cè)效果差。一個(gè)鐵塔三五十米高，在地面因?yàn)闀?huì)有遮障很難看清楚，有時(shí)需要爬鐵塔巡查缺陷，但因?yàn)槭菐щ娮鳂I(yè)，所以存在很大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

無人機(jī)巡線服務(wù)的出現(xiàn)，可以安全高效地解決電網(wǎng)的需求。曹飛認(rèn)為，因?yàn)闊o人機(jī)不受地形限制，它的巡檢效率是傳統(tǒng)人工的20倍以上。中飛艾維可以提供兩種機(jī)型，滿足電網(wǎng)的不同需求。

一種是固定翼，主要用來通道巡視，就是看看線下有沒有挖沙取土，違章施工、違章建筑或者覆冰、山火，叫線路周邊隱患排查。

另一種是多旋翼，用來對(duì)線路本體的精細(xì)化巡視，排除施工缺陷。比如：鐵塔的細(xì)節(jié)，螺栓上螺母是否正確安裝，是否有脫落跡象，或者是施工時(shí)未安裝。

此外，無人機(jī)還有很多擴(kuò)展應(yīng)用，可以帶著紅外進(jìn)行測(cè)溫，因?yàn)橛行┤毕荼砻鏇]問題，但是內(nèi)部損毀的話會(huì)發(fā)熱。還可以利用激光掃描進(jìn)行測(cè)距，精準(zhǔn)測(cè)量導(dǎo)線到樹障的距離。

為了滿足電網(wǎng)的需求，中飛艾維先后推出了多種無人機(jī)，從固定翼到多旋翼，從可見光到紅外到激光掃描，從輸電線路巡檢到現(xiàn)在的變電站巡檢。此外，為了讓無人機(jī)更加適合電力巡線，在硬件上，中飛艾維無人機(jī)采用了比碳纖維還要輕的蜂窩復(fù)合材料，而且該材料具備良好的絕緣性。

讓無人機(jī)巡檢更智慧

曹飛坦言，現(xiàn)在最大問題是“無人機(jī)不無人”，無人機(jī)還需要人進(jìn)行操控，這大幅度降低了巡檢作業(yè)的質(zhì)量和效率。如果實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的自動(dòng)化甚至智能化，無疑會(huì)有效地解決這一問題?，F(xiàn)在，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)一套真正不需要人工干預(yù)的“龍巢無人機(jī)”巡線方案。

在進(jìn)入自動(dòng)化飛行研究后，團(tuán)隊(duì)遇到了很棘手的問題，就是無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間還不夠長(zhǎng)。于是他們借鑒掃地機(jī)器人的工作原理，在鐵塔上安裝充電樁，讓無人機(jī)在巡線的過程中電力不足時(shí)能夠及時(shí)續(xù)航，也算給無人機(jī)安了一個(gè)家，讓它們能夠?qū)崟r(shí)作業(yè)。

“這不是我們異想天開。我們將與電網(wǎng)合作一個(gè)科研項(xiàng)目，突出第一條無人機(jī)自主巡線的示范線路。這不只在中國(guó)，在世界上我們也是第一個(gè)！我們要做的不是一個(gè)簡(jiǎn)單的無人機(jī)，而是一個(gè)空間巡線機(jī)器人?！辈茱w鄭重表示，這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，需要實(shí)現(xiàn)“四化”，即：經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)化、采集標(biāo)準(zhǔn)化、識(shí)別機(jī)器化、數(shù)據(jù)資產(chǎn)化。

經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)化：前期通過人工數(shù)據(jù)采集和分析，形成基礎(chǔ)的3D數(shù)字空間地圖，從而讓無人機(jī)可以自主飛行。

采集標(biāo)準(zhǔn)化：通過基礎(chǔ)的空間地圖，配合高精度自主定位技術(shù)和自主編程拍攝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)采集。

識(shí)別機(jī)器化：基于海量的標(biāo)準(zhǔn)化無人機(jī)巡檢線路數(shù)據(jù)，開始逐步實(shí)現(xiàn)人工智能缺陷識(shí)別。

數(shù)據(jù)資產(chǎn)化：中飛艾維與電網(wǎng)合作建立無人機(jī)巡線精益管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)無人機(jī)電力巡檢作業(yè)流程的閉環(huán)管理及巡檢數(shù)據(jù)的歸集、整理、分類和篩選等。因?yàn)樵谘簿€之前，無人機(jī)沒有線路等信息，零散的數(shù)據(jù)價(jià)值不高，所以通過采用微軟Azure等云平臺(tái)進(jìn)行存儲(chǔ)和計(jì)算，可以自動(dòng)化為用戶提供分析報(bào)告。這也正是中飛艾維推動(dòng)電網(wǎng)從自動(dòng)化到智能化的轉(zhuǎn)變。

造飛機(jī)不是我們的目標(biāo)

作為工業(yè)無人機(jī)運(yùn)營(yíng)服務(wù)的開創(chuàng)者，憑借深厚的電力背景以及對(duì)無人機(jī)和電力行業(yè)的深入了解，目前中飛艾維開創(chuàng)了多項(xiàng)無人機(jī)電力巡線應(yīng)用，參與制定了無人機(jī)電力作業(yè)指導(dǎo)書及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其無人機(jī)巡線作業(yè)服務(wù)已經(jīng)覆蓋全球20多個(gè)省市，市場(chǎng)覆蓋范圍第一。

放眼未來，曹飛表示：“在一個(gè)行業(yè)里，我們會(huì)做專做透，造飛機(jī)不是我們的目標(biāo)。我們是以無人機(jī)為工具，對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，同時(shí)利用人工智能技術(shù)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。最終，利用這些數(shù)據(jù)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)合，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，這是我們的目標(biāo)?！?/p>

其中，對(duì)于人工智能技術(shù)的應(yīng)用，曹飛認(rèn)為主要可應(yīng)用于兩個(gè)方面：一是前期的飛行。把飛行的軌跡加入航線，設(shè)定無人機(jī)的飛行參數(shù)和照相機(jī)參數(shù)，讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)規(guī)劃飛行軌跡，進(jìn)行優(yōu)化。二是后期的數(shù)據(jù)分析。例如：圖像的識(shí)別，將照片去重，去除質(zhì)量不好的照片等。