如何讓無人機巡檢更智慧

杜美潔

蓬勃興建的基礎設施，必將為產業鏈條上各個環節帶來無數巨大機會。從事電力工作多年、熟悉行業背景的曹飛老早看到了機會。

越來越多的無人機活躍在農業、電力、航拍等多個領域。在電力行業，利用無人機進行巡檢作業也早已不是什么新聞。那么，無人機為電力行業究竟帶來了怎樣的變化，應用現狀如何？無人機電力巡檢到底巡的是什么？電力行業又需要怎樣的無人機呢？

2014年，中國輸電線路總里程達到118.5萬公里，據官方統計，到2020年，這一數字將增至159萬公里以上，這意味著，屆時中國將擁有全球近一半的輸電線路里程。蓬勃興建的基礎設施，必將為產業鏈條上各個環節帶來無數巨大機會。從事電力工作多年、熟悉行業背景的曹飛老早看到了機會。

2009年，曹飛成立中飛艾維，為電網專供無人機巡線解決方案。從自主研發適合電力巡線的專用無人機到整體的巡線方案輸出，曹飛建立了一套成熟的服務模式。截至去年，中飛艾維業務已覆蓋國內21個省市，并分別于2016年、2017年完成了天使和Pre-A兩輪共計5400萬人民幣融資，領投方包括聯想創投、中科創星等。中飛艾維電力巡線業務，目前保持市場覆蓋范圍全國第一，2016年運營服務收入超過2000萬元。

國內外無人機的發展現狀

“我認為無人機還是處于一個發展的初級階段。”曹飛說。

據曹飛介紹，2009年，中飛艾維成立之初的規劃并不是制造無人機，而是想做應用。可是經過多方考察發現，當時市面上的無人機都是通用型產品，不夠專業化。八年后的今天，市場上出現了2C和2B的無人機。例如：大疆無人機正在從2C轉向2B，零度智控2B和2C的產品都涉及，而縱橫一直專注2B的無人機。很多無人機廠商都是從飛控開始，然后轉做無人機。另外，雖然都是跨界走進無人機制造領域，但是最終的目標和產品大不相同。“如果把無人機與汽車作類比，市面上很多公司生產的民用無人機可以比作小轎車，但是中飛艾維的無人機更像是吊車、工程車，我們希望做無人機領域的三一重工。”

他表示，在無人機的軍用領域，就核心技術來說，中國與國外存在一定的差距。而在民用領域，中國的無人機絕對不會比國外差。尤其是工業級應用，中國走在世界前列。

雖然國外有很多有意思且不錯的新技術，但是與傳統產業的結合很少，這也是因為國外的傳統產業并沒有很迫切地需要進行這些革新、創新。而中國正在迎來一個創新的時代，無人機逐漸被應用于農業、風力發電、環保等多個領域，處在一個很好的階段。以無人機在電力行業的應用為例，國外很多還停留在大學的科研教授階段，而在我國已經做了將近八年時間。

無人機在電力行業的應用

在電力行業，無人機究竟能夠提供什么服務？這要從電力行業的痛點說起。

傳統的人工巡線無法滿足電網運行的需求。一是巡線作業量極大。全國110千伏以上的輸電線路，118.5萬公里，80%～90%在大山里。傳統的巡線需要每個月巡視一次，地面巡線需要人拿望遠鏡到現場去看，但很多時候沒有路可走，這是很典型的一個工作場景。二是人工巡線效率低。巡線大多數時候都需要人們翻山越嶺，導致巡線時間長、效率低。三是地面觀測效果差。一個鐵塔三五十米高，在地面因為會有遮障很難看清楚，有時需要爬鐵塔巡查缺陷，但因為是帶電作業，所以存在很大的安全風險。

無人機巡線服務的出現，可以安全高效地解決電網的需求。曹飛認為，因為無人機不受地形限制，它的巡檢效率是傳統人工的20倍以上。中飛艾維可以提供兩種機型，滿足電網的不同需求。

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，用來對線路本體的精細化巡視，排除施工缺陷。比如：鐵塔的細節，螺栓上螺母是否正確安裝，是否有脫落跡象，或者是施工時未安裝。

此外，無人機還有很多擴展應用，可以帶著紅外進行測溫，因為有些缺陷表面沒問題，但是內部損毀的話會發熱。還可以利用激光掃描進行測距，精準測量導線到樹障的距離。

為了滿足電網的需求，中飛艾維先后推出了多種無人機，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在的變電站巡檢。此外，為了讓無人機更加適合電力巡線，在硬件上，中飛艾維無人機采用了比碳纖維還要輕的蜂窩復合材料，而且該材料具備良好的絕緣性。

讓無人機巡檢更智慧

曹飛坦言，現在最大問題是“無人機不無人”，無人機還需要人進行操控，這大幅度降低了巡檢作業的質量和效率。如果實現無人機的自動化甚至智能化，無疑會有效地解決這一問題。現在，他帶領團隊正在研發一套真正不需要人工干預的“龍巢無人機”巡線方案。

在進入自動化飛行研究后，團隊遇到了很棘手的問題，就是無人機的續航時間還不夠長。于是他們借鑒掃地機器人的工作原理，在鐵塔上安裝充電樁，讓無人機在巡線的過程中電力不足時能夠及時續航，也算給無人機安了一個家，讓它們能夠實時作業。

“這不是我們異想天開。我們將與電網合作一個科研項目，突出第一條無人機自主巡線的示范線路。這不只在中國，在世界上我們也是第一個！我們要做的不是一個簡單的無人機，而是一個空間巡線機器人。”曹飛鄭重表示，這一目標的實現，需要實現“四化”，即：經驗數據化、采集標準化、識別機器化、數據資產化。

經驗數據化：前期通過人工數據采集和分析，形成基礎的3D數字空間地圖，從而讓無人機可以自主飛行。

采集標準化：通過基礎的空間地圖，配合高精度自主定位技術和自主編程拍攝技術，實現標準化的數據采集。

識別機器化：基于海量的標準化無人機巡檢線路數據，開始逐步實現人工智能缺陷識別。

數據資產化：中飛艾維與電網合作建立無人機巡線精益管理系統，實現對無人機電力巡檢作業流程的閉環管理及巡檢數據的歸集、整理、分類和篩選等。因為在巡線之前，無人機沒有線路等信息，零散的數據價值不高，所以通過采用微軟Azure等云平臺進行存儲和計算，可以自動化為用戶提供分析報告。這也正是中飛艾維推動電網從自動化到智能化的轉變。

造飛機不是我們的目標

作為工業無人機運營服務的開創者，憑借深厚的電力背景以及對無人機和電力行業的深入了解，目前中飛艾維開創了多項無人機電力巡線應用，參與制定了無人機電力作業指導書及企業標準，其無人機巡線作業服務已經覆蓋全球20多個省市，市場覆蓋范圍第一。

放眼未來，曹飛表示：“在一個行業里，我們會做專做透，造飛機不是我們的目標。我們是以無人機為工具，對傳統產業進行數據采集，同時利用人工智能技術對采集的數據進行分析。最終，利用這些數據對電網進行產業結合，促進產業升級，這是我們的目標。”

其中，對于人工智能技術的應用，曹飛認為主要可應用于兩個方面：一是前期的飛行。把飛行的軌跡加入航線，設定無人機的飛行參數和照相機參數，讓計算機自動規劃飛行軌跡，進行優化。二是后期的數據分析。例如：圖像的識別，將照片去重，去除質量不好的照片等。