能源行业智慧巡检“拐点将至”,如何以正确方式开启全自动多维度巡检新时代?
作者 | 物联网智库2022-03-29

在大多数人的印象里,无人机的出现只是让每一个人都拥有了俯瞰世界的机会,但随着行业生产方式的变革,无人机开始越来越多地应用在能源、城市治理、农业、应急抢险等行业,从根本上帮助各垂直行业降本增效、守护人们生命和财产安全、维护自然和生态的和谐发展。

根据德国无人机研究公司Drone Industry Insights发布的《2020-2025年无人机市场报告》显示,预计在2025年,全球无人机市场的规模将会达到428亿美元,其中对全球无人机增长贡献最大的将是垂直行业需求的爆发,主要集中于能源、运输和仓储等领域。

成立于2006年的大疆创新,经过十余年的发展把中国民用无人机产业带到了一个前所未有的高度,尤其在娱乐消费无人机领域,中国已经成为世界先进水平的高科技符号之一;2017年,随着数字化转型在各垂直行业中疾风骤雨般的推进,大疆又成立了行业应用部,完成“大象转身”的第一步,并在随后步步稳扎稳打面向政企客户迭代方案。

3月22日,在大疆行业应用新品发布会的媒体沟通会上,大疆创新行业应用解决方案总监高翔和大疆创新能源BD总监鲁锋,与物联网智库在内的媒体就无人机在能源行业数字化转型过程中承担的责任进行了深入探讨。在能源领域“数物融合”和“双碳”目标发展的趋势下,以大疆为代表的无人机领域领头羊正在推进能源行业智慧巡检进入“新拐点”。

无人机智慧巡检进入全自动多维度巡检阶段

能源行业是名副其实的“一国之基”且并非单一行业,而是囊括电力、油气、新能源、矿业等,对社会生产生活起到举足轻重的作用。2022年1月,国务院印发《“十四五”数字经济发展规划》,明确了加快能源领域数字化转型等7项重点行业数字化转型提升工程。无人机作为数字化转型的入口之一,在能源行业中“巡检工具”的定位也日渐清晰。

举个例子,在传统的电力巡检当中,早期巡检主要依靠的是人工巡检,由一位巡检员骑着摩托车、拿着一个望远镜,对一根一根的杆塔进行检查,一般一个人一天只能巡检一到两级杆塔,如果碰上风雨天气或者杆塔较为偏僻,可能巡检效率还会大打折扣,同时巡检工人不仅要翻山越岭,还面临着在相对复杂的野外得不到安全保障的危险。

但如果使用无人机代替人工巡检,则可以将巡检效率大幅提升,变成一人一天巡检三十到四十级杆塔,如此一来不仅能大幅提升电网巡检效率,还能降低人工巡检的成本、保证人员安全。而当进入无人机巡检2.0时代,通过无人机机场的部署,将真正有助于实现巡检的无人化、智能化,通过无人机的自主规划巡航进一步降低用户的人工成本、解决无人机飞手资源瓶颈。

根据统计,目前全国电网中110千伏及以上的线路已经接近130万公里,并且每年还有近10%的新增,以目前无人机续航和覆盖能力及客户作业巡视需求的角度来看,仅在输电这一单一专业的整体需求体量就可达3-4万架飞机。

而电力巡检还不过是能源行业中无人机应用的冰山一角。在电网当中,输电仅是其中一个专业,电网当中还有配电,未来还可能涉及变电、电网基建、应急安全等等。除了电网之外,油气也会涉及到集输管道、长输管道、化工厂中心站点巡护,新能源会涉及到风电基地、光伏基地的运维等等,足以见得其市场前景广阔。

“能源行业无人机智慧巡检,处在从早期的手动巡检、半自动巡检到现在全自动多维度巡检的转型阶段,也是数字化智慧巡检的一个正式开启阶段。”高翔说道。

创新无人机巡检技术赋能能源行业转型升级

从当前来看,能源行业各领域中,无人机巡检作业仍旧普遍面临着诸多挑战,包括地形复杂、路线冗长、故障多发、人工巡检成本高昂等。比如,在电网、油气管道巡检中,面对高海拔或城区的复杂工作环境,无人机需具备更强的防尘、防雨能力以及更高级别的图传稳定性、适应性;而在光伏巡检中,由于设施巡检盲点多,且集中式电站光伏板外形特异性低,传统的人工巡检已经无法保障故障数据、位置标记和反馈的准确性。

鲁锋介绍,大疆在新品的研发过程中,尤其是在行业级产品的研发过程中都有着一个非常重要的环节——基于客户实际应用场景解决问题,让产品来源于客户、应用于客户。

高翔进一步解释,大疆的产品从立项角度可以分为两个阶段,第一阶段,当产品经理、研发工程师要做一款产品时,首先要成为客户,就是通过与客户协调还原真实的场景、真正到作业现场去,让工程师感受一线生产现场的真实情况;第二阶段,产品成形后,会率先由客户在真实场景中应用、调试,进而得到最真实的需求反馈,并对产品进行持续地改良。

基于此,3月21日大疆发布的经纬M30系列、大疆司空2、大疆机场三款重磅产品,可谓是真正可以赋能到能源行业智慧巡检的产品。比如针对能源行业巡检最重要的安全要求,此次发布的经纬M30系列无人机搭载集广角、变焦、热成像、激光测距等功能于一身的负载相机,通过多个相机传感器的联动配合,无论目标远近、白天黑夜,经纬M30系列无人机皆可清晰拍摄;双RTK天线、更强的抗干扰能力、以及其定向作用,能够为巡检飞手带来更可靠的工作体验。

背包里的旗舰机-经纬M30系列无人机

背包里的旗舰机-经纬M30系列无人机

另一方面针对信息安全,大疆无人机的图传加密、SD卡加密,还有无人机作业系统的全部互联网模式,都为信息安全提供了保障。简单地说,大疆的无人机图传系统使用的AES256位的加密是很难被破解的,无人机本身的数据也做了加密,即使无人机被人非法获取了,没有密码依然无法获取无人机的数据。

另外,针对全自动化多维度巡检阶段行业面临的无人化自动作业流程需求以及遇到的飞手资源紧缺瓶颈,大疆适时推出了大疆机场来实现全无人作业,持续降低人员投入。该设备可以进一步降低电力巡检人员的室外作业量,将他们的作业能力从数据的获取转移到数据的分析。因为去拍照、去巡线并不是一个电力巡检人员的核心技能,他们的核心技能是根据这些设备、传感器、传回来的信息,分析输电设备的状态。

大疆机场

大疆机场

与此同时,大疆机场作为一个边缘计算的接口可以适配市面上主流的边缘计算设备,如此一来,当无人机进行全自动化的无人巡检采集海量数据时,机场作为边缘计算单元就能有效提炼出有用的数据,并上传至后端。既减轻了后端工作人员分析数据的压力,同时也能减轻数据集中汇到云端的网络带宽的压力。

用最有效的技术手段实现商业价值最大化

作为一家技术驱动型的公司,大疆一直以来奉行的原则就是:技术发展到什么样的阶段就开始拓展什么样领域的客户。

比如在2019年,大疆紧急支援了一场有着数千名消防队员参与的大规模山火救援行动,通过无人机空中拍摄的画面,依靠当时仅是工程样机的M300红外相机快速锁定了着火点,并利用激光测距仪实现了火点定位。与此同时,大疆也发现了这次行动中的漏洞——所有人只能围着一台遥控器指挥一个个火点坐标,茫茫山中的消防队员就更难掌握无人机获取的火点实时位置。

经过此类经历,大疆结合过往实战经验,全新打造了无人机管理平台大疆司空2,无人机不再是一个单独的信息孤岛,通过多终端共享实时画面,从前线到指挥中心可以接受统一的信息,真正做到实时空地协同作业。

一站式无人机任务管理云平台-大疆司空2

一站式无人机任务管理云平台-大疆司空2

因此我们得以看到,截止2021年,大疆应急救援联盟提供无人机服务和技术支持的全国应急救援行动高达100多次;电网工程师通过行业无人机完成了超过120万公里的巡检;全国测绘工作者借助测绘无人机,累计为包括乐山大佛、长城、黄鹤楼、沈阳故宫、平遥古城等在内的170余处重要文物古迹建立高精度三维模型;在云南亚洲象迁移过程中,野生动物专家利用无人机监控高空动态,提前预判路线,协助疏散民众,保障了人象安全……

迈入“十四五”,能源行业在“双碳”目标下有着紧迫的降碳需求。据统计,全球能源领域碳排放占人类活动碳排放的90%左右,其中电力行业碳排放又占能源领域碳排放一半左右。能源电力领域已经成为落实“30·60”战略目标的主战场。因此,加快构建在结构上以新能源成为主体电源,在技术上系统各环节全面数字化、调度运行体系高度智能化的新型电力系统,也就成为了我国推进“30·60”战略高质量落地的必由之路。

大疆创新无人化的智慧巡检本身就意味着减少碳足迹。举个例子,以现在50兆瓦一个的光伏电站为例,在过去需要3个月的人工巡视时间,现在通过无人机整体解决方案后,巡视只需要5小时就可以完成。这不仅提升了电站的发电量和项目收益,同时还降低了员工的劳动强度和安全风险,减少了碳足迹。

此外,数字化转型的本质是为了提升运维效率和运维质量,同时降低电网以及其他能源细分领域相应的损耗。以国内某个配电网为例,当时的辖区一共有4000公里的线路,共涉及35000座基塔,在这种情况下,通过配备约150架大疆无人机进行巡检。他们统计了一个数据发现,在历时300天的作业期间,无人机巡检共实现了4000公里以及35000座基塔的三次全覆盖,飞行达到21500公里,发现了5326处缺陷,故障率降低了36%,最终通过运维本身的数字化升级,达到了减少碳排放的效果。

最后,随着能源行业全域数字化智慧巡检时代的到来,大疆能源行业应用解决方案无疑将释放出强大的潜能,通过更多的技术创新和成果转化提供高效低成本、无人智能化、绿色可持续的综合性解决方案,为能源行业数字化、智慧化、绿色化发展助力。


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