工业企业率先将无人机用于基础设施检测

格拉汉姆·瓦里克

目前，主要工业企业正在进入机器人检查服务市场，结合他们在利用无人机、机器人和人工智能（ Al）进行基础设施维护的知识储备，进行数据自动收集和分析。

霍尼韦尔公司启动商业检测服务，使用英特尔公司的“猎鹰”8+（Falcon 8+）工业无人机，针对公用事业、能源、基础设施、石油和天然气行业行业开展服务。霍尼韦尔公司的“查看”（lnView）服务包包括：无人机、驾驶员应用程序和一个门户网站，帮助客户生成标准化的航线，危机响应检测服务以及提供数据分析。霍尼韦尔公司还帮助客户提供软件记录、分析和预测或防止断电和结构失效情况出现。

通用电气公司采用人工智能技术，利用无人机和机器人进入现场，开展自动和优化工业资产检测作业。通用电气公司于2017年6月成立Avitas Systems公司，与NVIDIA公司开展合作，开发人工智能机器人，提供检测和数据分析服务。

Avitas Systems公司创始人亚历克斯·特珀说，人工智能技术取代定期手动检查，对输电塔、火炬塔架等资产进行自动检测，评估缺陷风险，为客户节省时间和金钱，使得资产更安全。

波音公司子公司因西图于2017年5月成立了Inexa Solutions公司，提供商业航空遥感服务，市场目标包括线性基础设施检测以及管道、电力线和鐵路轨道勘察。洛克希德·马丁公司还针对线性基础设施市场。而2017年5月份成立的空中客车航空公司则将卫星和航空遥感能力结合，提供商业服务。

通用电气公司成立Avitas系统公司，旨在生成、培育和推出新的业务，提供石油和天然气、能源和交通运输等行业提供检测服务。该公司使用无人机、履带式机器人、自主水下航行器进行自动检测。

Avitas系统公司使用Nvidia公司的DGX计算系统运行人工智能算法，规划检测路径，自动检测锈蚀、热或冷点或微裂缝等缺陷，处理采集到的图像，并对数据分析。

Nvidia公司的DGX-1超级计算机工作站被用于我们编码和训练深度学习算法，例如用于图像分类的卷积神经网络和用于标签捕获图像的一般对抗神经网络。

此外，Avitas Systems公司计划在当地部署到Nvidia公司的小型超级计算机系统DGX工作站和机器人，辅助自动识别现场检测的缺陷。亚历克斯·特珀说，“我们对人工智能充满热情，不只是将其用于数据中心，而是将其用到最前沿领域去”。他说：“我们的长期愿景是把机器人和人工智能结合起来，这样他们就可以根据他们所看到的来改变他们的行为。我们现在还没有达到目标，但我们正在积极推动人工智能从数据中心扩展到更广阔的领域。”

NVIDIA公司的副总裁和总经理吉姆·麦克休介绍说，今年5月，Nvidia公司发布了DGX工作站，它是一种桌面人工智能超级计算机，但Avitas Systems公司看到潜力，并将系统部署在货车上。NVIDIA公司与Avitas Systems公司共享了原型机，并将很快投入生产。DGX工作站基于NVIDIA公司的第二代沃尔塔架构，性能提高了三倍。

Avitas Systems正在利用人工智能规划无人机的飞行路线，优化收集到的管道和炼油厂等关键资产数据。然后，使用人工智能技术对这些资产的3D模型上收集的图像进行分层，并执行自动缺陷识别。

据亚历克斯·特珀说，采用人工智能算法可自动检测异常，这些算法接受了资产检测专家的训练，范围包括感知管道泄漏排放的甲烷，到使用变化检测定位管道岔路的泄漏位置。

然后，检测数据传人中央数据库，与过去的检测数据、维护历史和其他操作信息进行数据融合。不同的人工智能算法评估不同的资产，并基于这些风险评估结果规划未来的检测计划。

每年，一家中型的炼油厂要花费400万美元进行日常定期人工检测，而通过自动化设备检查只需300万美元，同时还能优化优化检测资源。

亚历克斯·特珀说，“我们的解决方案是全自主的，这不仅安全，而且所收集的数据可重复使用。我们可以生成自主飞行航线，然后在未来六个月时间内采用同一航线，数据也便于对比分析。”

Avitas Systems公司已经与客户在石油和天然气行业从上游油井、中游管道到下游炼油厂开展检测服务。受2017年7月通用电气公司收到油田服务商贝克·休斯公司的服务订单，整个行业开始火热起来。

亚历克斯·特珀说，“公司业务营收是不是真的来自无人机检测，而是来自数据分析。操作无人机将越来越成为一种商品，对我们来说是最有价值的是数据分析知识。”Avitas Systems公司正在积极探索与无人机运营商建立合作伙伴关系的可能性。

NTT Docomo和东武铁道公司日前宣布，开始合作实施利用移动电话网络和无人机对铁路基础设施进行检查的实验，以期削减铁路基础设施检查所需费用和劳动力。对于运营线路长达463.3km的东武铁道而言，利用信息通信技术和机器人技术提升检查精度，降低费用是必须面对的一项重大课题。NTTDocomo则利用移动电话网络和无人机检查基站、铁塔和桥梁等生活基础设施以及灾害发生时确认受灾情况等。

两公司于2月27日和28日先后在东武日光线利根川桥梁、东武鬼怒川线的相邻斜坡上进行了实验。在针对利根川桥梁进行的实验中，通过无人机搭载的照相机，对肉眼检查较为困难的桥梁上部和位于低水路区域的桥墩进行了检查，之后利用NTT Docomo的图像识别技术对所获得的图像资料自动进行解析。在针对鬼怒川线的相邻斜坡进行的实验中，利用无人机搭载的照相机，实际详细拍摄了斜坡情况。