無(wú)人機(jī)技術(shù)在內(nèi)蒙古的典型應(yīng)用

石磊

摘 要：現(xiàn)在無(wú)人機(jī)已經(jīng)越來(lái)越離不開(kāi)我們的生活。當(dāng)前無(wú)人機(jī)主要應(yīng)用的行業(yè)領(lǐng)域有：農(nóng)牧，軍用，警用，地方民用，快遞等方面。該文就無(wú)人機(jī)在內(nèi)蒙古多個(gè)行業(yè)內(nèi)的幾個(gè)典型應(yīng)用情況進(jìn)行了分析和介紹。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī) 典型應(yīng)用 內(nèi)蒙古 行業(yè)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）02（c）-0018-02

1 影視航拍

目前航拍共分為四種：第一種是個(gè)人娛樂(lè)：主要都是為了滿足個(gè)人的興趣愛(ài)好。絕大多都是采用自制的四旋翼機(jī)型，通過(guò)掛載簡(jiǎn)易的視頻拍攝設(shè)備拍攝素材。第二種是簡(jiǎn)單商用服務(wù)：比如婚慶航拍，一般采用的都是一體機(jī)，主要完成婚慶個(gè)性化影像服務(wù)等。第三種是影視拍攝服務(wù)：主要針對(duì)各種文化傳媒公司。這一類往往要求無(wú)人機(jī)操控人員具有一定的拍攝技巧，航拍設(shè)備一般都是專業(yè)設(shè)備，服務(wù)收費(fèi)較高。第四種是專業(yè)航拍服務(wù)：這種一般都是注冊(cè)的正規(guī)公司，有固定的辦公場(chǎng)所，固定的工作人員，針對(duì)影視拍攝服務(wù)配有專業(yè)的攝影指導(dǎo)，航拍飛行器的控制人員能夠精通多種飛行設(shè)備，可以根據(jù)客戶的拍攝需求改裝制作拍攝設(shè)備，航拍飛行器的種類繁多。這種航拍團(tuán)隊(duì)往往價(jià)格不菲；另外隨著中國(guó)新華網(wǎng)無(wú)人機(jī)頻道正式上線，這也標(biāo)志著無(wú)人機(jī)在新聞航拍報(bào)道中占有了重要地位。內(nèi)蒙古目前在航拍領(lǐng)域?qū)儆诘谌惡偷谒念惖膫€(gè)人或集體近百家。隨著業(yè)務(wù)領(lǐng)域的不斷增加，制作水平的不斷提升，這些團(tuán)體的飛手、無(wú)人機(jī)維護(hù)、影像觀測(cè)拍攝人員需求量也將不斷增加。

2 電力巡檢

在“十二五”期間，我國(guó)的電網(wǎng)建設(shè)快速發(fā)展，目前電網(wǎng)規(guī)模已經(jīng)雄踞世界第一位。目前，我國(guó)已經(jīng)建成了跨省區(qū)的六大電網(wǎng)，分別是：南方電網(wǎng)、西北電網(wǎng)、華東電網(wǎng)、華中電網(wǎng)、華北電網(wǎng)以及東北電網(wǎng)，六大電網(wǎng)的輸電線路總長(zhǎng)度，已經(jīng)超過(guò)了125萬(wàn)km，而500 kV及以上的輸電線路，已成為各區(qū)電網(wǎng)的輸電主力。

我國(guó)的地域遼闊，地形變化多樣，丘陵地帶多、相對(duì)平原少，另外由于國(guó)土面積大，導(dǎo)致氣象情況復(fù)雜多變，這些問(wèn)題給跨區(qū)電網(wǎng)建設(shè)、超高壓輸電線路建設(shè)帶來(lái)了非常巨大的困難，還有，尤其是這些工程建成之后，維護(hù)與保養(yǎng)僅依靠現(xiàn)有的常規(guī)檢查及測(cè)試手段，達(dá)不到很好的效果，而且效率低下，滿足不了高效快速任務(wù)要求。而無(wú)人機(jī)電力巡檢的應(yīng)用，打破傳統(tǒng)，能夠以較高的效率保質(zhì)保量的完成電力巡檢。無(wú)人機(jī)技術(shù)在電力行業(yè)的應(yīng)用，其實(shí)除了電力巡檢外，還能輔助實(shí)現(xiàn)線路架設(shè)和線路規(guī)劃。鑒于以上的突出優(yōu)點(diǎn)，目前無(wú)人機(jī)技術(shù)已經(jīng)得到了電力設(shè)計(jì)部門以及輸變電企業(yè)的高度認(rèn)可，而且已經(jīng)開(kāi)始大規(guī)模應(yīng)用在實(shí)際項(xiàng)目中。隨著無(wú)人機(jī)科技的不斷進(jìn)步，無(wú)人機(jī)飛行控制、機(jī)載設(shè)備越來(lái)越多，在電力行業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)變得越來(lái)越成熟。在巡檢電力線路的工作中采用無(wú)人機(jī)技術(shù)，將大大降低人工巡檢時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)的錯(cuò)誤率、故障率，這將有效降低輸變電企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本，由于無(wú)人機(jī)巡檢的高效性，這將大大提高電力巡檢工作的效率。

在十三五期間，內(nèi)蒙古電力集團(tuán)有限責(zé)任公司將計(jì)劃投資超過(guò)800億元，用于我區(qū)“四橫五縱”電力線路主網(wǎng)的建設(shè)、配網(wǎng)的升級(jí)改造、農(nóng)網(wǎng)電力設(shè)備的維護(hù)升級(jí)等工程建設(shè)，比如內(nèi)蒙古電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院、國(guó)土測(cè)繪規(guī)劃院等相關(guān)部門在2015年及2016年相繼購(gòu)買了無(wú)人機(jī)用于勘測(cè)及電力線路規(guī)劃。

3 光伏電廠檢測(cè)

在“十三五”規(guī)劃中，將會(huì)大力推廣諸如風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、核能發(fā)電等這些新型的清潔能源。內(nèi)蒙古自治區(qū)疆域遼闊，是我國(guó)跨經(jīng)度最大的省級(jí)行政區(qū)，從東到西，直線距離達(dá)到了2 400 km之多，而從南道北，跨度達(dá)到了1 700 km之多，另外國(guó)界線長(zhǎng)度達(dá)到了4 221 km，土地總面積達(dá)到1183萬(wàn)km2，占全國(guó)國(guó)土面積的12.3%。而從美國(guó)宇航局（NASA）公布的氣象資料數(shù)據(jù)庫(kù)可以看出，內(nèi)蒙古自治區(qū)的太陽(yáng)能資源是非常豐富的，每平方米一年的太陽(yáng)能總輻射能量，達(dá)到了1331～1722 kW·h，在國(guó)內(nèi)僅少于西藏，位居全國(guó)第二。所以可以看出內(nèi)蒙古自治區(qū)日照充足，太陽(yáng)能資源豐富，而且內(nèi)蒙古地廣人稀，在發(fā)展太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)上具有非常便利的條件，擁有非常大的發(fā)展?jié)摿ΑＦ鋵?shí)在“十二五”期間，內(nèi)蒙古的太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)就已經(jīng)得到了快速發(fā)展，伴隨國(guó)家層面、地方層面的政策不斷落實(shí)，可以預(yù)見(jiàn)內(nèi)蒙古未來(lái)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)快速發(fā)展期。預(yù)計(jì)內(nèi)蒙古太陽(yáng)能光伏發(fā)電到2015年，太陽(yáng)能光伏發(fā)電的裝機(jī)規(guī)模將會(huì)達(dá)到260萬(wàn)kw，（2 600 MW）；2017年內(nèi)蒙古太陽(yáng)能光伏發(fā)電的裝機(jī)規(guī)模達(dá)到400萬(wàn)kW（4 000 MW）；2020年內(nèi)蒙古太陽(yáng)能光伏發(fā)電的裝機(jī)規(guī)模達(dá)到600萬(wàn)kW（6 000 MW）。對(duì)于如此龐大的裝機(jī)容量，將會(huì)帶來(lái)大量的檢測(cè)工作，傳統(tǒng)的人工巡檢往往采用熱成像儀對(duì)發(fā)電板一塊一塊的進(jìn)行巡檢，其工作耗時(shí)長(zhǎng)、效率極其低下。而無(wú)人機(jī)技術(shù)能夠承擔(dān)這種大型光伏發(fā)電站的巡檢工作，升空100 m耗時(shí)1 min左右就可以一次巡檢100余塊太陽(yáng)能發(fā)電板，比如在我區(qū)包頭所轄的集中式光伏發(fā)電廠，其一個(gè)發(fā)電模組占地達(dá)到百畝，而其中所有光伏發(fā)電板將近上萬(wàn)塊。目前已經(jīng)逐步開(kāi)始采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行巡查及數(shù)據(jù)采集，比如：它們將檢查發(fā)電板上是否有過(guò)多灰塵、是否某一發(fā)電板出現(xiàn)溫度過(guò)高的問(wèn)題、或著發(fā)現(xiàn)那些由于草木茂盛造成的發(fā)電板遮擋、或是當(dāng)控制室發(fā)現(xiàn)一些難以解釋的異常問(wèn)題時(shí)，派出無(wú)人機(jī)快速抵達(dá)問(wèn)題區(qū)域直接進(jìn)行影像監(jiān)控甚至直接查明問(wèn)題原因，其工作效率是有人值守的百倍以上。

4 農(nóng)業(yè)植保

目前世界各國(guó)將無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保上的應(yīng)用程度不盡相同，日本，是世界上最早采用微小型農(nóng)用無(wú)人機(jī)的國(guó)家之一，1987年雅馬哈（Yamaha）公司受到日本農(nóng)業(yè)部的委托，生產(chǎn)了第一臺(tái)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)用無(wú)人機(jī)R-50，是一款20 kg級(jí)別的噴藥無(wú)人機(jī)，從此之后，無(wú)人直升機(jī)在日本的大田作物植保中得到了廣泛應(yīng)用。目前已經(jīng)經(jīng)過(guò)了20多年的發(fā)展，日本的農(nóng)用無(wú)人機(jī)從1995年到現(xiàn)在，從307架已經(jīng)增加到了2400多架，其無(wú)人機(jī)操作人員更是達(dá)到了14 000多名，日本一躍成為世界上采用農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴藥第一。美國(guó)，農(nóng)業(yè)航空應(yīng)用技術(shù)同樣非常成熟，更是經(jīng)歷了最初有人駕駛飛機(jī)機(jī)植保，后期到采用無(wú)人機(jī)植保的發(fā)展過(guò)程，目前已經(jīng)形成非常完善的農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)體系。目前在美國(guó)進(jìn)行農(nóng)業(yè)服務(wù)的飛機(jī)多達(dá)9 000多架，這個(gè)數(shù)量占世界的28%，航空技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)的直接貢獻(xiàn)率，更是達(dá)到了15%以上。除了日本、美國(guó)外，韓國(guó)、俄羅斯等國(guó)航空植保在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用也是非常廣泛的。比如，俄羅斯，地廣人稀，其擁有著非常龐大的農(nóng)用飛機(jī)，用于農(nóng)業(yè)服務(wù)的飛機(jī)數(shù)量高達(dá)1.1萬(wàn)多架，年平均服務(wù)農(nóng)業(yè)的面積約占俄羅斯耕地總面積的35%以上。韓國(guó)，在2003年開(kāi)始引進(jìn)無(wú)人植保機(jī)，直接用于農(nóng)業(yè)航空植保作業(yè)，從此韓國(guó)的農(nóng)用無(wú)人機(jī)數(shù)量、服務(wù)的農(nóng)業(yè)作業(yè)面積一直升高趨勢(shì)，韓國(guó)農(nóng)林水產(chǎn)食品部以及農(nóng)協(xié)中央會(huì)計(jì)劃，今后每年將增加100架無(wú)人植保機(jī)，到2017年增加到900～1 000架。

其實(shí)在20世紀(jì)的50年代，我國(guó)就已經(jīng)開(kāi)始研究航空農(nóng)業(yè)植保，主要進(jìn)行的是航空施藥技術(shù)的研究和應(yīng)用，2004年，由科技部863計(jì)劃、農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)機(jī)化所等部門開(kāi)始對(duì)無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保的應(yīng)用進(jìn)行研究及推廣；2007年，我國(guó)開(kāi)始了工程型植保無(wú)人直升機(jī)的產(chǎn)業(yè)化探索；與傳統(tǒng)植保作業(yè)相比，采用無(wú)人機(jī)植保作業(yè)具有作業(yè)精準(zhǔn)、環(huán)保高效、操作智能、控制簡(jiǎn)單等顯著特點(diǎn)，這無(wú)疑為農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)戶在大型機(jī)械和人力投入上節(jié)省大量成本。農(nóng)用無(wú)人機(jī)技術(shù)具有以下特點(diǎn)：（1）效率高。農(nóng)用無(wú)人植保機(jī)飛行速度快，如果采用規(guī)模作業(yè)，能達(dá)到120～150畝/h，效率比常規(guī)噴灑至少高出100倍；（2）安全性高：農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)一般都是通過(guò)地面遙控或飛控進(jìn)行操控，所以噴灑作業(yè)人員將會(huì)遠(yuǎn)距離進(jìn)行操作，這樣與傳統(tǒng)噴灑工作情況相比，使得植保人員免于暴露在農(nóng)藥的高度威脅下，提高了噴灑作業(yè)的安全性。（3）節(jié)約性高。無(wú)人植保機(jī)在進(jìn)行噴灑作業(yè)前會(huì)提前進(jìn)行區(qū)域分析，進(jìn)行航線規(guī)劃，農(nóng)藥使用量至少可以節(jié)約50%，用水量上也能節(jié)約90%，降低資源成本。（4）防治效果好。無(wú)人植保機(jī)采用旋翼結(jié)構(gòu)，飛行定位采用GPS，目前逐步采用差分定位法，定位精度可達(dá)厘米級(jí)，所以具有作業(yè)高度低，飄移控制好，空中可懸停等特點(diǎn)，另外在噴灑農(nóng)藥時(shí)，利用旋翼產(chǎn)生的向下氣流，增加了霧流對(duì)農(nóng)作物的穿透性，防治效果好。（5）成本低，易操作。植保無(wú)人機(jī)具有整體尺寸小、重量輕、易保養(yǎng)、折舊低、單位作業(yè)人工成本低等特點(diǎn)；操作人員一般經(jīng)過(guò)30 d左右的訓(xùn)練即可掌握要領(lǐng)并執(zhí)行任務(wù)。

目前隨著民用無(wú)人機(jī)的快速發(fā)展，植保無(wú)人機(jī)的技術(shù)水平也越來(lái)越完善，開(kāi)始“飛入”尋常百姓家。隨著我國(guó)土地流轉(zhuǎn)規(guī)模的不斷增加，我國(guó)農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)的產(chǎn)業(yè)，將會(huì)有近千億元的潛在市場(chǎng)。可以計(jì)算一下，目前我國(guó)耕地18億畝，就算是一半采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行農(nóng)業(yè)植保，按10元/畝的市價(jià)估算，那么，我們國(guó)家將會(huì)有幾百億的服務(wù)市場(chǎng)。而且，就像水稻田這樣的農(nóng)作物，一年將會(huì)噴灑幾次，所以如此估算的話，那么我們國(guó)家將會(huì)出現(xiàn)幾百億的植保服務(wù)市場(chǎng)。另一方面，這龐大的服務(wù)市場(chǎng)也將會(huì)帶動(dòng)幾十萬(wàn)架無(wú)人機(jī)的市場(chǎng)需求。有了飛機(jī)還會(huì)帶動(dòng)培訓(xùn)市場(chǎng)，每架無(wú)人機(jī)按照2-3人的隊(duì)伍配備，那么將會(huì)有幾十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)的農(nóng)業(yè)植保飛手的缺口，由此可見(jiàn)，農(nóng)業(yè)植保的市場(chǎng)非常龐大。內(nèi)蒙古是我國(guó)的農(nóng)業(yè)大省，其擁有耕地近1.079億畝，如果按照目前市值10元/畝的服務(wù)收入來(lái)進(jìn)行計(jì)算，每年將會(huì)產(chǎn)生有十幾億的市場(chǎng)。另外從地理環(huán)境來(lái)看，內(nèi)蒙古的耕地大多地勢(shì)較緩、地形平坦，這非常適合無(wú)人機(jī)進(jìn)行農(nóng)業(yè)植保作業(yè)。

參考文獻(xiàn)

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