如何让无人机巡检更智慧

2018-11-19杜美洁

人民周刊 2018年7期

杜美洁

蓬勃兴建的基础设施，必将为产业链条上各个环节带来无数巨大机会。从事电力工作多年、熟悉行业背景的曹飞老早看到了机会。

越来越多的无人机活跃在农业、电力、航拍等多个领域。在电力行业，利用无人机进行巡检作业也早已不是什么新闻。那么，无人机为电力行业究竟带来了怎样的变化，应用现状如何？无人机电力巡检到底巡的是什么？电力行业又需要怎样的无人机呢？

2014年，中国输电线路总里程达到118.5万公里，据官方统计，到2020年，这一数字将增至159万公里以上，这意味着，届时中国将拥有全球近一半的输电线路里程。蓬勃兴建的基础设施，必将为产业链条上各个环节带来无数巨大机会。从事电力工作多年、熟悉行业背景的曹飞老早看到了机会。

2009年，曹飞成立中飞艾维，为电网专供无人机巡线解决方案。从自主研发适合电力巡线的专用无人机到整体的巡线方案输出，曹飞建立了一套成熟的服务模式。截至去年，中飞艾维业务已覆盖国内21个省市，并分别于2016年、2017年完成了天使和Pre-A两轮共计5400万人民币融资，领投方包括联想创投、中科创星等。中飞艾维电力巡线业务，目前保持市场覆盖范围全国第一，2016年运营服务收入超过2000万元。

国内外无人机的发展现状

“我认为无人机还是处于一个发展的初级阶段。”曹飞说。

据曹飞介绍，2009年，中飞艾维成立之初的规划并不是制造无人机，而是想做应用。可是经过多方考察发现，当时市面上的无人机都是通用型产品，不够专业化。八年后的今天，市场上出现了2C和2B的无人机。例如：大疆无人机正在从2C转向2B，零度智控2B和2C的产品都涉及，而纵横一直专注2B的无人机。很多无人机厂商都是从飞控开始，然后转做无人机。另外，虽然都是跨界走进无人机制造领域，但是最终的目标和产品大不相同。“如果把无人机与汽车作类比，市面上很多公司生产的民用无人机可以比作小轿车，但是中飞艾维的无人机更像是吊车、工程车，我们希望做无人机领域的三一重工。”

他表示，在无人机的军用领域，就核心技术来说，中国与国外存在一定的差距。而在民用领域，中国的无人机绝对不会比国外差。尤其是工业级应用，中国走在世界前列。

虽然国外有很多有意思且不错的新技术，但是与传统产业的结合很少，这也是因为国外的传统产业并没有很迫切地需要进行这些革新、创新。而中国正在迎来一个创新的时代，无人机逐渐被应用于农业、风力发电、环保等多个领域，处在一个很好的阶段。以无人机在电力行业的应用为例，国外很多还停留在大学的科研教授阶段，而在我国已经做了将近八年时间。

无人机在电力行业的应用

在电力行业，无人机究竟能够提供什么服务？这要从电力行业的痛点说起。

传统的人工巡线无法满足电网运行的需求。一是巡线作业量极大。全国110千伏以上的输电线路，118.5万公里，80%～90%在大山里。传统的巡线需要每个月巡视一次，地面巡线需要人拿望远镜到现场去看，但很多时候没有路可走，这是很典型的一个工作场景。二是人工巡线效率低。巡线大多数时候都需要人们翻山越岭，导致巡线时间长、效率低。三是地面观测效果差。一个铁塔三五十米高，在地面因为会有遮障很难看清楚，有时需要爬铁塔巡查缺陷，但因为是带电作业，所以存在很大的安全风险。

无人机巡线服务的出现，可以安全高效地解决电网的需求。曹飞认为，因为无人机不受地形限制，它的巡检效率是传统人工的20倍以上。中飞艾维可以提供两种机型，满足电网的不同需求。

一种是固定翼，主要用来通道巡视，就是看看线下有没有挖沙取土，违章施工、违章建筑或者覆冰、山火，叫线路周边隐患排查。

另一种是多旋翼，用来对线路本体的精细化巡视，排除施工缺陷。比如：铁塔的细节，螺栓上螺母是否正确安装，是否有脱落迹象，或者是施工时未安装。

此外，无人机还有很多扩展应用，可以带着红外进行测温，因为有些缺陷表面没问题，但是内部损毁的话会发热。还可以利用激光扫描进行测距，精准测量导线到树障的距离。

为了满足电网的需求，中飞艾维先后推出了多种无人机，从固定翼到多旋翼，从可见光到红外到激光扫描，从输电线路巡检到现在的变电站巡检。此外，为了让无人机更加适合电力巡线，在硬件上，中飞艾维无人机采用了比碳纤维还要轻的蜂窝复合材料，而且该材料具备良好的绝缘性。

让无人机巡检更智慧

曹飞坦言，现在最大问题是“无人机不无人”，无人机还需要人进行操控，这大幅度降低了巡检作业的质量和效率。如果实现无人机的自动化甚至智能化，无疑会有效地解决这一问题。现在，他带领团队正在研发一套真正不需要人工干预的“龙巢无人机”巡线方案。

在进入自动化飞行研究后，团队遇到了很棘手的问题，就是无人机的续航时间还不够长。于是他们借鉴扫地机器人的工作原理，在铁塔上安装充电桩，让无人机在巡线的过程中电力不足时能够及时续航，也算给无人机安了一个家，让它们能够实时作业。

“这不是我们异想天开。我们将与电网合作一个科研项目，突出第一条无人机自主巡线的示范线路。这不只在中国，在世界上我们也是第一个！我们要做的不是一个简单的无人机，而是一个空间巡线机器人。”曹飞郑重表示，这一目标的实现，需要实现“四化”，即：经验数据化、采集标准化、识别机器化、数据资产化。

经验数据化：前期通过人工数据采集和分析，形成基础的3D数字空间地图，从而让无人机可以自主飞行。

采集标准化：通过基础的空间地图，配合高精度自主定位技术和自主编程拍摄技术，实现标准化的数据采集。

识别机器化：基于海量的标准化无人机巡检线路数据，开始逐步实现人工智能缺陷识别。

数据资产化：中飞艾维与电网合作建立无人机巡线精益管理系统，实现对无人机电力巡检作业流程的闭环管理及巡检数据的归集、整理、分类和筛选等。因为在巡线之前，无人机没有线路等信息，零散的数据价值不高，所以通过采用微软Azure等云平台进行存储和计算，可以自动化为用户提供分析报告。这也正是中飞艾维推动电网从自动化到智能化的转变。