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关于无人机巡查照明设施的研究和管理机制的探索

发布日期:2021-07-16我要投稿我要评论
 摘 要:随着城市经济的迅速发展,许多城市拥有快速主干道和高架互通,快速路和高架上的照明设施的日常巡查维护也成了照明行业的重中之重。作为市政照明行业的养护管理单位,目前对这些设施的日常巡查存在高风险、低效率的问题。而无人机时代的崛起,是否能有效缓解这一巡查难题,有待研究和探索。

关键词:无人机、高效、保障、巡查、智能

 

1 引言

随着城市的进步,A城已建成了东西南北四向的高架以及互通,涉及到功能性照明路灯约7000柱以及景观线条灯13万套,事权调整后,市政照明行业管理部门的工作职责是做好对全市的照明快速路、主干道范围内市管照明设施的运行、维护和考核工作,配合做好重大活动期间的灯光保障工作,相关人员每天要进行现场巡查并及时报修,在安全性和效率性上,人为巡查存在安全隐患和效率地下等问题。随着科学的进步,无人机的普及和使用面越来越广,应激搜救、消防救援、警用执法、电力巡查、油气巡查、地理信息测绘等各种领域都发挥了其超常的功能作用。那么,无人机是否也能为照明行业贡献出技术力量呢?

2 照明设施的日常巡查的现状分析

以A城市政照明管理部门为例,每日需要对三区主干道以及高架互通进行现场巡查,以2020年为例,全年共巡查了近9000条路段,车辆行驶里程为18000公里,发现照明设施故障近4000处。 每次巡查分上、下午和夜间三次,每次需配备人员2人(司机、巡查人员)、专车一辆,日行里程达到300公里,发现高架上有设施故障等需停车下车拍照记编号,然后发送定位至维修部门,高架停车本身就不允许,何况下车拍照更存在安全隐患,手机发送定位存在地理位置误差,夜间拍照清晰度欠佳,对此,工作人员本身工作难度高、压力大、安全度低,不免产生抵触情绪,严重影响工作效率,对于工作结果的精准度就会降低,对于下一步的维修保障就会带来不便。一环扣一环,整个巡查维修流水线就会变得困难、低效。

3 无人机“智能巡查”的崛起

专业版无人机带来远达15公里的控制距离,可实现三通道 1080p 图传。支持 2.4/5.8 GHz 双频通信,作业过程中自动实时切换至最佳信道,复杂环境下依然能有效抵抗干扰,始终保障数据传输安全。支持 LTE 备份链路,进一步提高了图传可靠性。通过在线任务录制,可实时录制飞行器运动、云台俯仰、照片拍摄、变焦等多种动作,并可将其存储为航线文件,在未来的自动巡查任务中随时调用。AI 加持的精准复拍功能,大幅提升了自动化任务的准确性。完成在线任务录制后,从样片中框选出目标区域,在随后的自动化任务中,AI 算法会自主比对目标区域和当前的实时画面,据此纠正相机的拍摄角度,从而每次作业都能拍到同一目标区域。为提升飞行安全性及稳定性,将双目视觉和红外传感器同时引入到机身的六个面上,带来全六向环境感知及定位、避障能力。系统最大探测范围达 40 米,并支持通过 DJI Pilot App 自定义避障距离。即使在桥底水面等复杂作业环境下,也可保证稳定飞行和避障。

4 无人机巡查的优势

4.1 前所未有的高效

 

操作人员只需站在高架下,让无人机飞行至高架上,设定与路灯安全距离直线飞行,同时录制飞行轨迹和内容,可边飞行边查看设施问题,飞行完毕后还可在后台二次查看,发现问题直接记录编号和轨迹位置,录制内容可反复查看并存档,方便快捷,也能精准到位,节约时间,也确保了人身安全。

 

4.2 巡查无死角

 

对于高架檐口的洗墙灯,以及匝道上安装复杂的灯具,只要采用无人机沿着灯具所在位置一路飞行,同时变换角度,既能拍摄到所有灯具,又降低了复杂安装位置灯具巡查的难度。

 

4.3 自身条件优厚

 

专业飞行的无人机有IP45的防水性能,雨天雪天照飞不误,对于工作环境也有很大的“包容度”,可在-20°到50°工作环境下飞行,夜晚有夜航灯保护,保证飞行安全。

 

5 无人机巡查存在的不足

5.1 续航能力不足

当前国内的无人机,普遍存在续航能力不足的问题,专业版无人机续航最多也就达55分钟,在重大节日进行现场保障时,如果需要无人机在较长线段进行巡查任务,以当下的无人机续航能力,无疑是一个难点。

 

5.2 申报飞行空域问题

出于飞行安全和法律风险考虑,无人机飞行需申报飞行空域。目前在中心大城市周边,由于人口密度大、工矿企业较多,并且有军事管理区域等问题,空域批复较为困难。

 

5.3 基于大数据的信息处理难题

无人机巡查后产生海量影像数据,对于数据的处理目前存在较大难度。在目前人员现状条件下,外委单位人员需要具备相关电气知识,不然易造成缺陷识别,准确度就会变低。

 

5.4 缺少高技术和熟练操作的无人机操控员

无人机在照明设施巡查作业任务中,会遇到各种复杂的情况,这就需要控制无人机作业的人员必须具备过硬的技术。当下国内无人机操控员本就是冷门行业,在此稀少的基数上,要寻找到拥有丰富经验的操控驾驶员,也是一个难题。

 

5.5 管控养护成本高

养管单位外包委托外单位人员对无人机的操控进行操作和后期养护,一操作不当易造成无人机损毁或撞击外物等意外,也有可能对照明设施造成损坏,后期的维护成本经费也是一个问题。

6 结论

首先来说,无人机巡查作业环境适应性强、准确性高。在遇到电网紧急故障和在异常气候条件下,无人机电力巡查弥补了日常巡查人员不具备有利的交通优势、利用普通仪器或肉眼来巡查设施准确性低、效率低等缺点。第二方面,是无人机巡查比人工巡线效率高。据相关数据表明,无人机巡线比人工巡线效率高出40倍。采用无人机进行常规照明设施巡查,可降低劳动强度,并且大大降低了成本,提高了照明设施维护和检修的速度和效率,能在最短时间内查找到问题点位并及时反馈,大大节省了人力的耗时和增加了安全性。第三方面,是无人机具有巡线速度快、应急反应迅速、及时发现缺陷等优势。它弥补了人工作业时视觉的盲区,以全视角360度巡线,能够及时提供准确信息,避免造成事故或重大财产损失。最后,外委单位在进行日常无人机巡查时务必与专业养管部门配合,做到及时汇报,精准操作,减少纰漏和意外,并学习掌握相关的照明电气知识,二者配合才能将无人机巡查这一工作做到极致。

总体而言,无人机代替人为巡查是一把“双刃剑”,希望能有更多成熟的设计和技术能将无人机巡查运用到照明设施的日常巡查中去,针对各种难点和疑点,逐步更新,解决问题,在提倡创新出高效的专业技术领域发挥出广泛而特殊的优势。

 

参考文献:

 

[1] 《2021年中国民用无人机行业市场现状及发展前景分析未来市场规模仍将保持快速增长》-东方财富网

[2] 《2020年中国无人机行业发展现状与前景分析 》

[3] 《分析无人机技术在我国的发展前景》余森琪《智库时代》

 
本文链接:https://www.81uav.cn/uav-news/202107/16/73464.html
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