“機網(wǎng)云”一體化，實現(xiàn)工業(yè)場景全周期運維管理

本刊記者

隨著國家“雙碳戰(zhàn)略”不斷推動，面對諸多大規(guī)模工業(yè)場景和裝備，如何進行巡檢運維，一直是個難題。過去，通常采用衛(wèi)星遙感、人力、望遠鏡、直升飛機等形式，工程量巨大、消耗大量的人力物力。

北京云圣智能科技有限責任公司（以下簡稱“云圣智能”）通過無人機全自動機場有效協(xié)同、網(wǎng)格化部署，無人化采集數(shù)據(jù)，融合數(shù)字孿生、5G、AI、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，構(gòu)建起的全自動空天一體化巡檢全息感知管控系統(tǒng)，很好地解決了這一難題，并在2023“直通烏鎮(zhèn)”全球互聯(lián)網(wǎng)大賽數(shù)字海洋空天專題賽上，引起大家的關(guān)注。

構(gòu)建“機、網(wǎng)、云”一體化的工業(yè)運維系統(tǒng)

在“點、線、面”的工業(yè)場景中，以電力為例，能源行業(yè)作為主要排碳行業(yè)當下正積極打造“新型電力系統(tǒng)”，大力發(fā)展可再生能源、大規(guī)模發(fā)展新能源場站建設(shè)。為支持“新基建”的實現(xiàn)，電力輸電線路不斷擴大規(guī)模，特別是特高壓的建設(shè)，全國輸電線路已接近兩百萬公里；而這些新能源場站和輸電線路完成建設(shè)之后，如何進行運維工作是關(guān)鍵。

云圣智能研發(fā)的“全自動空天一體化巡檢全息感知管控系統(tǒng)”是以人工智能為核心，以三維實景地圖、工業(yè)無人機、全自動機場、地面機器人、物聯(lián)網(wǎng)云平臺為支撐，結(jié)合多元化傳感器，打造的“機、網(wǎng)、云”一體化的工業(yè)運維系統(tǒng)。它可以完成對工業(yè)場景和設(shè)備設(shè)施的大范圍、高頻次、全天候、及時性的巡檢偵查工作，為電力、石化、應(yīng)急、林業(yè)、水利和智慧城市等“點、線、面”的工業(yè)場景提供全生命周期運維管理的整體解決方案。

通過全自動智能化無人機系統(tǒng)，構(gòu)建起立體物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理融合于一體的數(shù)字化管控系統(tǒng)，可以有效解決數(shù)據(jù)采集不精確、數(shù)據(jù)采集困難、社會資源消耗大等一系列問題。例如，在日常巡檢中，海量數(shù)據(jù)可上傳云端，基于云計算進行大數(shù)據(jù)分析與存儲；在無人機端側(cè)搭載人工智能芯片，采用視頻語義分割技術(shù)可實現(xiàn)巡檢對象的智能識別，并實時顯示目標物的類別和數(shù)量，發(fā)現(xiàn)異常實時報警。

此外，云圣智能所研發(fā)的“端邊云”一體化計算模式，通過端側(cè)AI計算模塊，可完成電網(wǎng)數(shù)據(jù)的標準化數(shù)據(jù)采集并通過移動通信網(wǎng)絡(luò)實時傳輸至云端進行人工智能識別，最終產(chǎn)出巡檢數(shù)據(jù)成果報告。

“全自動空天一體化巡檢全息感知管控系統(tǒng)的亮點在于，結(jié)合了新一代信息化技術(shù)，真正實現(xiàn)了無人化、智能化、數(shù)字化、自動化、平臺化、在線化的工業(yè)運維管理體系，有效節(jié)約人力物力成本，提升工業(yè)場景和設(shè)備設(shè)施運行的安全可靠能力。”云圣智能相關(guān)負責人如此表示：“讓人工智能實現(xiàn)端邊云協(xié)同，讓立體物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)成為現(xiàn)實，讓高效采集數(shù)據(jù)成為常態(tài)化。”

聚焦低空經(jīng)濟萬億市場打造工業(yè)元宇宙

低空經(jīng)濟是一個萬億級別的市場，根據(jù)工信部發(fā)布的《工業(yè)和信息化部關(guān)于促進和規(guī)范民用無人機制造業(yè)發(fā)展的指導意見》指出：到2020年，民用無人機產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，產(chǎn)值將達到600億元，年均增速40%以上。到2025年，民用無人機產(chǎn)值將達到1800億元，年均增速25%以上。

而以云圣智能所面對的電力市場為例，200萬公里輸電線路、3萬個變電站、25萬個配電所，將分別會有20萬臺、6萬臺和50萬臺設(shè)備的部署需求。此外，還有17萬公里的石化長輸管線、數(shù)千個油田和煉化廠等等，均有部署需求。

成立僅僅6年的云圣智能，目前已成功研發(fā)兩大系列十多款產(chǎn)品，包括無人機、全自動機場、傳感器吊艙、三維建模算法、激光建模系統(tǒng)、四維全息管控平臺等，在全國范圍內(nèi)完成了數(shù)百套系統(tǒng)部署。

例如，云圣智能“虎鯨虎穴”全自主無人機巡檢系統(tǒng)，便是由“虎鯨”工業(yè)無人機、“虎穴”全自動機場及“虎視”四維全息管控平臺組成，系統(tǒng)全面支持PMS3.0新一代設(shè)備資產(chǎn)精益管理系統(tǒng)，單套系統(tǒng)巡檢半徑可達6km，搭載電網(wǎng)巡檢所需多元傳感器吊艙，實現(xiàn)系統(tǒng)覆蓋下輸變配場景的高頻次、常態(tài)化、無人值守化巡檢，工作人員僅需通過“虎視”四維全息管控平臺即可遠程直接調(diào)度產(chǎn)品系統(tǒng)開展作業(yè)，巡檢全過程無需人員干預，“虎鯨”工業(yè)無人機數(shù)據(jù)采集后可通過加密移動網(wǎng)絡(luò)實時上傳至云系統(tǒng)進行AI智能分析，最終產(chǎn)出可視化巡檢報告。

但事實上，云圣智能的創(chuàng)新之路走得并不輕松。無人機系統(tǒng)在工業(yè)應(yīng)用中有兩大難題：一是飛手，二是續(xù)航。云圣智能提出全自動無人機機場的理念，但無人機該如何實現(xiàn)精準降落、自動換電換傳感器、自主避障、智能識別？

舉個例子，一架無人機要精準降落在一個1平方米的平臺上、精度要在5厘米范圍之內(nèi)，這在氣象環(huán)境復雜的野外作業(yè)中，難度極大。最終，云圣智能通過采用視覺分析、RTK精準定位、激光測距等多種融合技術(shù)，解決了這一難題。

更為重要的是，全自動空天一體化巡檢全息感知管控系統(tǒng)通過5G、北斗、邊緣計算、數(shù)字孿生、三維建模等信息技術(shù)的融合應(yīng)用，為工業(yè)領(lǐng)域的設(shè)備和場站全生命周期運行提供了一個完整的工業(yè)元宇宙運維體系；在這一體系里，可實現(xiàn)現(xiàn)場巡檢無人化、作業(yè)協(xié)同集群化、數(shù)據(jù)采集標準化、數(shù)據(jù)處理智能化、運維管理全景化等。

在云圣智能看來，基于數(shù)字化和智能化的轉(zhuǎn)型升級，打造工業(yè)元宇宙，通過數(shù)字世界去管理物理世界，數(shù)據(jù)實時同步、預警及時反饋、病害及時研判、機器替代解決缺員少員問題……最終實現(xiàn)足不出戶、一網(wǎng)統(tǒng)管、安全運維、降本增效。

這，才是未來的真實畫像。