無人機技術在內蒙古的典型應用

石磊

摘 要：現在無人機已經越來越離不開我們的生活。當前無人機主要應用的行業領域有：農牧，軍用，警用，地方民用，快遞等方面。該文就無人機在內蒙古多個行業內的幾個典型應用情況進行了分析和介紹。

關鍵詞：無人機 典型應用 內蒙古 行業應用

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（c）-0018-02

1 影視航拍

目前航拍共分為四種：第一種是個人娛樂：主要都是為了滿足個人的興趣愛好。絕大多都是采用自制的四旋翼機型，通過掛載簡易的視頻拍攝設備拍攝素材。第二種是簡單商用服務：比如婚慶航拍，一般采用的都是一體機，主要完成婚慶個性化影像服務等。第三種是影視拍攝服務：主要針對各種文化傳媒公司。這一類往往要求無人機操控人員具有一定的拍攝技巧，航拍設備一般都是專業設備，服務收費較高。第四種是專業航拍服務：這種一般都是注冊的正規公司，有固定的辦公場所，固定的工作人員，針對影視拍攝服務配有專業的攝影指導，航拍飛行器的控制人員能夠精通多種飛行設備，可以根據客戶的拍攝需求改裝制作拍攝設備，航拍飛行器的種類繁多。這種航拍團隊往往價格不菲；另外隨著中國新華網無人機頻道正式上線，這也標志著無人機在新聞航拍報道中占有了重要地位。內蒙古目前在航拍領域屬于第三類和第四類的個人或集體近百家。隨著業務領域的不斷增加，制作水平的不斷提升，這些團體的飛手、無人機維護、影像觀測拍攝人員需求量也將不斷增加。

2 電力巡檢

在“十二五”期間，我國的電網建設快速發展，目前電網規模已經雄踞世界第一位。目前，我國已經建成了跨省區的六大電網，分別是：南方電網、西北電網、華東電網、華中電網、華北電網以及東北電網，六大電網的輸電線路總長度，已經超過了125萬km，而500 kV及以上的輸電線路，已成為各區電網的輸電主力。

我國的地域遼闊，地形變化多樣，丘陵地帶多、相對平原少，另外由于國土面積大，導致氣象情況復雜多變，這些問題給跨區電網建設、超高壓輸電線路建設帶來了非常巨大的困難，還有，尤其是這些工程建成之后，維護與保養僅依靠現有的常規檢查及測試手段，達不到很好的效果，而且效率低下，滿足不了高效快速任務要求。而無人機電力巡檢的應用，打破傳統，能夠以較高的效率保質保量的完成電力巡檢。無人機技術在電力行業的應用，其實除了電力巡檢外，還能輔助實現線路架設和線路規劃。鑒于以上的突出優點，目前無人機技術已經得到了電力設計部門以及輸變電企業的高度認可，而且已經開始大規模應用在實際項目中。隨著無人機科技的不斷進步，無人機飛行控制、機載設備越來越多，在電力行業的應用已經變得越來越成熟。在巡檢電力線路的工作中采用無人機技術，將大大降低人工巡檢時可能會出現的錯誤率、故障率，這將有效降低輸變電企業的運營成本，由于無人機巡檢的高效性，這將大大提高電力巡檢工作的效率。

在十三五期間，內蒙古電力集團有限責任公司將計劃投資超過800億元，用于我區“四橫五縱”電力線路主網的建設、配網的升級改造、農網電力設備的維護升級等工程建設，比如內蒙古電力勘測設計院、國土測繪規劃院等相關部門在2015年及2016年相繼購買了無人機用于勘測及電力線路規劃。

3 光伏電廠檢測

在“十三五”規劃中，將會大力推廣諸如風力發電、光伏發電、核能發電等這些新型的清潔能源。內蒙古自治區疆域遼闊，是我國跨經度最大的省級行政區，從東到西，直線距離達到了2 400 km之多，而從南道北，跨度達到了1 700 km之多，另外國界線長度達到了4 221 km，土地總面積達到1183萬km2，占全國國土面積的12.3%。而從美國宇航局（NASA）公布的氣象資料數據庫可以看出，內蒙古自治區的太陽能資源是非常豐富的，每平方米一年的太陽能總輻射能量，達到了1331～1722 kW·h，在國內僅少于西藏，位居全國第二。所以可以看出內蒙古自治區日照充足，太陽能資源豐富，而且內蒙古地廣人稀，在發展太陽能光伏產業上具有非常便利的條件，擁有非常大的發展潛力。其實在“十二五”期間，內蒙古的太陽能光伏產業就已經得到了快速發展，伴隨國家層面、地方層面的政策不斷落實，可以預見內蒙古未來太陽能光伏產業將迎來快速發展期。預計內蒙古太陽能光伏發電到2015年，太陽能光伏發電的裝機規模將會達到260萬kw，（2 600 MW）；2017年內蒙古太陽能光伏發電的裝機規模達到400萬kW（4 000 MW）；2020年內蒙古太陽能光伏發電的裝機規模達到600萬kW（6 000 MW）。對于如此龐大的裝機容量，將會帶來大量的檢測工作，傳統的人工巡檢往往采用熱成像儀對發電板一塊一塊的進行巡檢，其工作耗時長、效率極其低下。而無人機技術能夠承擔這種大型光伏發電站的巡檢工作，升空100 m耗時1 min左右就可以一次巡檢100余塊太陽能發電板，比如在我區包頭所轄的集中式光伏發電廠，其一個發電模組占地達到百畝，而其中所有光伏發電板將近上萬塊。目前已經逐步開始采用無人機進行巡查及數據采集，比如：它們將檢查發電板上是否有過多灰塵、是否某一發電板出現溫度過高的問題、或著發現那些由于草木茂盛造成的發電板遮擋、或是當控制室發現一些難以解釋的異常問題時，派出無人機快速抵達問題區域直接進行影像監控甚至直接查明問題原因，其工作效率是有人值守的百倍以上。

4 農業植保

目前世界各國將無人機在農業植保上的應用程度不盡相同，日本，是世界上最早采用微小型農用無人機的國家之一，1987年雅馬哈（Yamaha）公司受到日本農業部的委托，生產了第一臺應用于農業生產的農用無人機R-50，是一款20 kg級別的噴藥無人機，從此之后，無人直升機在日本的大田作物植保中得到了廣泛應用。目前已經經過了20多年的發展，日本的農用無人機從1995年到現在，從307架已經增加到了2400多架，其無人機操作人員更是達到了14 000多名，日本一躍成為世界上采用農用無人機噴藥第一。美國，農業航空應用技術同樣非常成熟，更是經歷了最初有人駕駛飛機機植保，后期到采用無人機植保的發展過程，目前已經形成非常完善的農業航空產業體系。目前在美國進行農業服務的飛機多達9 000多架，這個數量占世界的28%，航空技術對農業的直接貢獻率，更是達到了15%以上。除了日本、美國外，韓國、俄羅斯等國航空植保在農業上的應用也是非常廣泛的。比如，俄羅斯，地廣人稀，其擁有著非常龐大的農用飛機，用于農業服務的飛機數量高達1.1萬多架，年平均服務農業的面積約占俄羅斯耕地總面積的35%以上。韓國，在2003年開始引進無人植保機，直接用于農業航空植保作業，從此韓國的農用無人機數量、服務的農業作業面積一直升高趨勢，韓國農林水產食品部以及農協中央會計劃，今后每年將增加100架無人植保機，到2017年增加到900～1 000架。

其實在20世紀的50年代，我國就已經開始研究航空農業植保，主要進行的是航空施藥技術的研究和應用，2004年，由科技部863計劃、農業部南京農機化所等部門開始對無人機在農業植保的應用進行研究及推廣；2007年，我國開始了工程型植保無人直升機的產業化探索；與傳統植保作業相比，采用無人機植保作業具有作業精準、環保高效、操作智能、控制簡單等顯著特點，這無疑為農業經營戶在大型機械和人力投入上節省大量成本。農用無人機技術具有以下特點：（1）效率高。農用無人植保機飛行速度快，如果采用規模作業，能達到120～150畝/h，效率比常規噴灑至少高出100倍；（2）安全性高：農業植保無人機一般都是通過地面遙控或飛控進行操控，所以噴灑作業人員將會遠距離進行操作，這樣與傳統噴灑工作情況相比，使得植保人員免于暴露在農藥的高度威脅下，提高了噴灑作業的安全性。（3）節約性高。無人植保機在進行噴灑作業前會提前進行區域分析，進行航線規劃，農藥使用量至少可以節約50%，用水量上也能節約90%，降低資源成本。（4）防治效果好。無人植保機采用旋翼結構，飛行定位采用GPS，目前逐步采用差分定位法，定位精度可達厘米級，所以具有作業高度低，飄移控制好，空中可懸停等特點，另外在噴灑農藥時，利用旋翼產生的向下氣流，增加了霧流對農作物的穿透性，防治效果好。（5）成本低，易操作。植保無人機具有整體尺寸小、重量輕、易保養、折舊低、單位作業人工成本低等特點；操作人員一般經過30 d左右的訓練即可掌握要領并執行任務。

目前隨著民用無人機的快速發展，植保無人機的技術水平也越來越完善，開始“飛入”尋常百姓家。隨著我國土地流轉規模的不斷增加，我國農業植保無人機的產業，將會有近千億元的潛在市場。可以計算一下，目前我國耕地18億畝，就算是一半采用無人機進行農業植保，按10元/畝的市價估算，那么，我們國家將會有幾百億的服務市場。而且，就像水稻田這樣的農作物，一年將會噴灑幾次，所以如此估算的話，那么我們國家將會出現幾百億的植保服務市場。另一方面，這龐大的服務市場也將會帶動幾十萬架無人機的市場需求。有了飛機還會帶動培訓市場，每架無人機按照2-3人的隊伍配備，那么將會有幾十萬甚至上百萬的農業植保飛手的缺口，由此可見，農業植保的市場非常龐大。內蒙古是我國的農業大省，其擁有耕地近1.079億畝，如果按照目前市值10元/畝的服務收入來進行計算，每年將會產生有十幾億的市場。另外從地理環境來看，內蒙古的耕地大多地勢較緩、地形平坦，這非常適合無人機進行農業植保作業。

參考文獻

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[2] 張貴贊，史寧崗，袁勛，等.無人機油氣管道巡線應用可行性研究[J].化工管理，2017（6）：185-186.