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完成40万公里电力巡线,大疆如何拿下电力行业?

关注:66发表时间:2019-07-09 15:51:56


500kV的乌里托输电线路高空上,数架大疆无人机在密集的电线群周围飞行。


这不是极客爱好者的冒险飞行,而是大疆无人机正在进行电力巡线。


崇山峻岭、深山老林、江河湖泊,这曾经是电网巡线人员最为头疼的领域。


500千伏乌里托输电线路高空走线,图片来源新华社


一般的电线铁塔都有30-60米的高度,有些特高压塔甚至高达百米,相当于城市50层楼高。电力巡线员需要先爬上这些铁塔,半小时后,在悬空的导线上专注作业4小时,甚至有时候连午饭都要在空中解决,这对于巡线员来说是一项风险极大的工作。


用“机巡”辅助“人巡”,大疆无人机的到来,则极大地降低了安全风险。这些小巧的飞行器,除了能够跨过地形复杂的崇山峻岭,还能更为精确地发现人工难以发现的线路受损区域。巡线人员通过利用无人机独特的空中视角,获取多角度、高精度的图(影)像,使得巡检数据资料更加完整,从而更清楚地对巡检状况进行研判。


安全问题与精确问题得以解决后,“机巡为主,人巡为辅”的线路运维模式势必更好、更快地适应当下电力行业发展需要。相比传统电力巡检方式,一名巡检人员一天一般只能检查6-10个基杆塔,而无人机巡线一天可以检查30-40基杆塔,效率提升显而易见。

这项无人机的行业应用已经遍布中国电力行业的每个角落。截止到 2019年5月,大疆行业应用无人机在中国的电力巡线里程上已累计服务超过40万公里,相当于绕地球10圈,年巡检作业量超过80万公里。



在成功拓展越来越多行业应用领域之后,大疆的角色,已远远超脱于消费级无人机巨头。


技术积累背后的产业迸发


艾瑞咨询曾经预测,2025年中国无人机750亿元的市场规模中,将有半数以上来自专业级应用市场的贡献。仅仅是电力行业一项,就已经算得上一项不小的生意了。


根据国际能源署(IEA)公开信息显示,2018年中国发电量约6.8万亿度千瓦时(同比上年新增6.8%),全球占比高达25.49%。发电量的突飞猛进,给电网公司带来不小的运维挑战,但却给无人机巡检领域带来新的契机。


国家电网与南方电网共同承担全国的电网运营,它们分别在2009年及2011年开始积极探索新的生产工具,以此来提高作业效率,改变传统人工巡检中线路人员捉襟见肘的现状。


在行业应用面前,大疆固有的技术积累最快地迎合了市场需求。


这无疑得益于大疆勇敢跳出舒适区,主动探索更为严苛的工业级产品的决心。此前,大疆曾经在内部发问,面对日益增长的电力巡检行业需求,一体化到手即飞一定是大势所趋,但工业应用领域多样化的需求甚至是定制化如何满足?


2015 年中,大疆经纬 M100 飞行平台正式发布。没有精灵系列流畅的白色外壳,取而代之的是便于开发者拆装调试的大量外露接口和为扩展设备提供安装空间的碳纤维机架。同时为 M100量身打造的嵌入式机载电脑 Manifold 妙算和视觉传感导航系统 Guidance,三者共同组合成了大疆第一套飞行平台。


同年9月,大疆“悟”Inspire 1pro发布,搭载一体化航拍相机禅思 X5,将专业级相机的影像性能和一体化无人机的便携易用首次结合,提高了电网巡检效率和质量。Inspire1 搭载XT红外相机,能够帮助巡检人员在10分钟内完成过去约40分钟的人工登塔测温检测工作,工作效率提升了4倍。


2016 年 11 月,大疆经纬 M600 Pro 发布,载重高达6.0kg,并且支持第三方软硬件扩展,解决了铁塔建设过程中放线的工作流问题,为高空辅助检修检测的领域提供了稳定的飞行平台。2017年7月,堪称中国电力建设史上迄今最复杂、最具挑战的高原输变电工程——藏中电力联网工程,便是国家电网使用大疆无人机M600 Pro实现了“牵引绳飞跃怒江天险”壮举,央视还为此进行了特别报道。


来源于央视报道中的藏中电力联网工程


2017年2月,第一款专门为行业应用而生的工业级无人机经纬M200诞生,一路高歌猛进,该系列成为了重塑行业生产力的常青款。简单说经纬M200并不是一台无人机,而是一套有上百种不同软硬件组合搭配的解决方案系统,可以非常方便地根据需求进行定制,有专业的软件进行工业化作业管理,能够与工业需求的数据打通。


今年最新经纬M200 V2更是满足基础设施巡检、安防搜救和测绘等不同行业应用场景需求。其最新加密技术,还能协助各类行业用户控制或授权数据访问权限,避免通过飞行器硬件窃取或泄漏数据,保障了信息的安全。技术的迭代以及深入探究电力巡检行业的需求,DJI大疆行业应用从精灵Phantom系列开始,从“悟”Inspire1系列,再到经纬M200 V2系列,携手电网谱写了中国电力无人机巡线发展史。


广东清远局是使用简单的大疆无人机产品的第一家。2013年,清远局率先使用多旋翼无人机大疆精灵Phantom 3开展500kV山花甲乙线巡视工作,当时相关人员就提出建议:“何不利用这款简单好用的无人机来代替那些需要复杂调试和组装的多旋翼无人机呢?



来源于DJI 大疆创新官网2014年,南方电网开始在班组试用多旋翼无人机,以赛促练,开展第一届多旋翼无人机竞赛。2015年,国家电网也开始在全国十个省份加大推广新兴巡检模式试点。


2019上半年南方电网在发布《2018年企业社会责任报告》中披露,“全网应用机器人巡检变电站达145座,无人机巡视31万架次,全网机巡作业里程超40万千米,与此同时,电力安全事件同比下降38%。2018年,广州、深圳及珠三角六城市中心城区实现了客户平均停电时间小于1小时,达到世界一流水平,深圳福田核心区更是达到2.5分钟以内的世界顶尖水平,供电质量比肩纽约曼哈顿。


今年国家电网也在原有的无人机库中大批量补充大疆无人机用于部署各地市巡检班组,目前已覆盖国网27个网省单位的一线班组,国家电网在无人机深度应用也提出了方向,将完善无人机标准规范、强化设备功能及质量要求、加强巡检人才队伍建设、关键技术攻关、巡检作业全面管控、深化数据应用、加强作业保障。而近期,大疆与国网山东电力公司、江苏电网公司均成立了无人机维保中心,也算得上大疆朝着全球行业应用本地化售后服务前进的一步。


进化中的电力无人机


此前,广东电网的巡检作业已经经历了从人工巡检到无人机手动飞行作业的进化。无人机手动飞行作业有效缓解了电网巡视效率低、巡视质量不统一、无法定量判断设备状态、覆盖细节不够等问题。但是随着社会经济的高速发展,国家对供电可靠性的要求也进一步提高。在无人机大规模应用的背景下,如何进一步优化机巡作业方式成为了新的阶段命题。


广东电网机巡中心给出的答案是:“自动飞行”,让无人机回归机器属性,自动重复飞行。


利用激光点云三维建模技术,广东电网建立起了 6 万多公里输电线路的三维模型,并以此为基础,开发了一套航线规划系统,为无人机自动驾驶铺好了“高速公路”。



基于 DJI MSDK,广东电网开发出自动飞行软件“智巡通”。用户只需在遥控器上选择对应的模式,导入航线,即可实现“站对站”自动飞行。飞行结束后,系统还将自动对照片分类、重新命名,更新三维空间的台账。


“智巡通”提供正射影像、带状正射、倾斜摄影、线状摄影、全景采集、通道巡视、树障巡视、精细巡视、点云采集、环绕飞行、雷达扫描等多达 12 种作业模式,满足不同作业的巡视需求。


现在,广东电网已有 5000 多架大疆精灵 Phantom 4 系列无人机基于这套方案实现了自动飞行作业。其中,精灵 Phantom 4 RTK 和 SDK 遥控器组合的高精度自动巡视方案,可实现厘米级精准定位,帮助电网人员精准定位缺陷或故障点。


与手动飞行工作流相比,自动飞行提供了一种更为规范、高质量的巡视方法,同时明显提升了作业效率,为运营人员有效减负。


以佛山市高明区 110 kv三兴线为例,该线路长约 6.5 km,共有 19 个基塔,由于位于城乡结合区域,周围地理环境较为复杂。飞手人工操作飞行,平均一个架次可巡 3 个基塔,全部巡视完毕需要 6~7 个架次,耗时在 3 小时以上。而采用自动飞行作业,一个架次可以巡完 10 个基塔,两个架次即可完成全部作业,总作业时间仅需 1 小时,整体效率提升了 3 倍。


进击的“飞手”


云端巡线工人令人胆战心惊的高山爬塔等危险画面已逐渐减少,“给电力巡线工作插上翅膀”的无人机成为电网人不可或缺的伙伴。


在这背后,是一双双在背后操控的手让这一切实现。


据DJI 大疆统计,目前电力飞手等从业人员数量超过 1000 人,电力行业新增的无人机相关技术专利超过1100件。今年1月初,人力资源和社会保障部初步确定了无人机驾驶、人工智能工程技术人员等15个拟发布新职业。“飞手”这一项职业终于被官宣了。无人机不仅为电网从业人员分忧减压,更因其大大迭代从业人员的知识结构及工作技能,从而顺应了时代步伐和事业发展需要。



截至今年 6 月,广东电网已经拥有持证飞手 1213 名,其中超过 300 名接受了专业的无人机自动飞行培训,现在每周有约 1000 架次的无人机作业采用了自动飞行方案。2019 年,广东电网计划完成 1 万公里线路精细化巡视覆盖,以及通道自动化巡视 2 万公里覆盖,自动化巡视占比 50% 以上。


不仅如此,巡检无人机的作用不仅仅是替代人力这么简单纯粹。规模化、智能化及可视化的机巡作业早就为行业积累海量价值数据,同时也为未来风险的防范及预测提供了参考依据。


技术的突破使得大疆开始研究如何将AI技术与自动驾驶技术应用在行业领域。试想一下依托雷达高精度定位和大数据积累形成的无人机自动驾驶技术体系建立,未来的电力巡检将实现无人机“一键起飞”的场景:机组人员可以在事先制作的高精度线行三维地图上规划好航线,应用厘米级实时定位技术,自动飞到指定位置,通过AI自动检测设备并发送回诊断结果数据,后台控制室即时掌握整个设备的运维情况。如此,无人机就能够像一个“空中机器人”一样开始运作。


按照航线起飞巡航,期间无需再人工操作,再结合人工智能图像识别的技术支撑,可以预见的是,无人机将更加智能化地代替一线电力工作人员的任务,尽可能让他们远离高危作业环境。而被释放双手和精力的电力工作人员,可以去做更多专业的事。




来源:界面新闻

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