云圣智能通過(guò)其自主研發(fā)可網(wǎng)格化部署的“全自主無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)”，融合“AI、數(shù)字孿生管控、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算”等行業(yè)先進(jìn)技術(shù)，可為油氣管網(wǎng)打造高頻次、常態(tài)化、無(wú)人值守化自主巡檢模式，有效協(xié)同油氣管網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，減輕人員投入壓力，實(shí)現(xiàn)降本增效，整體系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)：

①對(duì)異?，F(xiàn)象場(chǎng)景（人、車(chē)、靜物占?jí)?、施工、可?jiàn)漏油等）識(shí)別；

②巡檢過(guò)程中進(jìn)行異?，F(xiàn)象的實(shí)時(shí)報(bào)警；

③對(duì)異常場(chǎng)景中目標(biāo)信息（人臉、車(chē)牌號(hào)等）取證；

④對(duì)證據(jù)信息（圖片、視頻）的回傳、分析；

⑤基于大數(shù)據(jù)分析形成管道區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)報(bào)告。

中國(guó)能源行業(yè)：人工巡檢油氣管道任務(wù)重、困難大，亟待智能技術(shù)提高效能

在國(guó)家新基建戰(zhàn)略部署下，傳統(tǒng)能源行業(yè)的信息化和智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)已經(jīng)成為企業(yè)發(fā)展的重心和方向。特別是隨著5G、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能等高新技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，油氣管道的運(yùn)維工作已經(jīng)由傳統(tǒng)管理模式逐步向“無(wú)人化”運(yùn)維模式發(fā)展。“無(wú)人化”運(yùn)維當(dāng)前已成為油氣管道企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化發(fā)展、強(qiáng)化本質(zhì)安全、提高系統(tǒng)效率、控降運(yùn)營(yíng)成本、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵支撐。

我國(guó)地域遼闊，地形復(fù)雜，油氣管道穿越公路、河流、沙漠、農(nóng)田，線路長(zhǎng)，覆蓋范圍廣、地理環(huán)境特殊，通過(guò)巡檢及時(shí)掌握管網(wǎng)運(yùn)行狀況及周邊環(huán)境變化，發(fā)現(xiàn)管道缺陷和安全隱患，是保證油氣管網(wǎng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。然而當(dāng)前油氣管道巡檢現(xiàn)狀卻多以人工運(yùn)檢為主，這給當(dāng)前油氣管道的巡檢帶來(lái)了諸多安全隱患與困難。

1. 線路管網(wǎng)維護(hù)任務(wù)重：對(duì)長(zhǎng)輸油氣管道經(jīng)常要求“短平快”巡檢，測(cè)量周期短、任務(wù)重、要求嚴(yán)；管網(wǎng)自身結(jié)構(gòu)存在諸多薄弱環(huán)節(jié)，隨周邊環(huán)境影響，如巡檢維護(hù)不及時(shí)，極易加快管道的老化。

2. 傳統(tǒng)人工巡檢不全面：管道覆蓋范圍廣、地理環(huán)境復(fù)雜，穿越無(wú)人區(qū)如沙漠戈壁、森林、高山等，有時(shí)人員和測(cè)量?jī)x器無(wú)法到達(dá)。

3. 高后果區(qū)易發(fā)次生災(zāi)害：對(duì)于潛在影響醫(yī)院、集市、學(xué)校等人群疏散困難場(chǎng)所和周邊有化工廠、加油站、油庫(kù)等易燃易爆場(chǎng)所的管道，難以進(jìn)行高頻次的巡查，突發(fā)風(fēng)險(xiǎn)只能被動(dòng)應(yīng)對(duì)。

4. 險(xiǎn)要地帶易發(fā)地質(zhì)災(zāi)害：管道大多分布在野外，特別是險(xiǎn)要地段難以實(shí)現(xiàn)巡檢管理監(jiān)督，防控自然和地質(zhì)災(zāi)害損毀困難、安全隱患排查不及時(shí)。

5. 管道泄漏隱蔽性高：傳統(tǒng)石油、天然氣泄漏檢測(cè)依靠人工嗅覺(jué)、地面儀器、地表植被觀察分析等，存在局限性；巡檢不及時(shí)危險(xiǎn)性高。

6. 打孔盜油現(xiàn)象頻繁：管道分布的復(fù)雜性和隱蔽性導(dǎo)致非法盜油現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，不僅給管道帶來(lái)破壞，也會(huì)引發(fā)油氣泄漏導(dǎo)致的安全事故。

無(wú)人機(jī)油氣管線智能巡檢應(yīng)用案例解析：以云圣智能打造全自動(dòng)無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)為例

云圣智能深度分析當(dāng)前油氣管道安全運(yùn)維發(fā)展存在的現(xiàn)狀和問(wèn)題，為解決當(dāng)前行業(yè)痛點(diǎn)問(wèn)題，助力國(guó)家管網(wǎng)公司落地“實(shí)施市場(chǎng)化、平臺(tái)化、科技數(shù)字化和管理創(chuàng)新“四大戰(zhàn)略，加快建設(shè)“全國(guó)一張網(wǎng)”，著力打造“智慧互聯(lián)大管網(wǎng)、構(gòu)建公平開(kāi)放大平臺(tái)、培育創(chuàng)新成長(zhǎng)新生態(tài)”的戰(zhàn)略，云圣智能提供了在油氣管道場(chǎng)景下打造立體全息物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)規(guī)劃，推出油氣管道全自主無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)，整體系統(tǒng)以“工業(yè)無(wú)人機(jī)+全自動(dòng)機(jī)場(chǎng)”作為數(shù)據(jù)采集載體，融合數(shù)字孿生、人工智能，物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)油氣管道場(chǎng)景下的高頻次、常態(tài)化和無(wú)人值守的巡檢工作，足不出戶，統(tǒng)攬全局。

1. 方案設(shè)計(jì)思路

全自主無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)由虎鯨工業(yè)無(wú)人機(jī)、虎穴全自動(dòng)機(jī)場(chǎng)、虎視四維全息管控平臺(tái)、智能識(shí)別軟件以及平臺(tái)云系統(tǒng)構(gòu)成，通訊方式采用移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸。接到巡檢任務(wù)后，工作人員可在虎視四維全息管控平臺(tái)中一鍵遠(yuǎn)程下達(dá)飛行指令，千里之外的虎鯨工業(yè)無(wú)人機(jī)即可從虎穴全自動(dòng)機(jī)場(chǎng)中自動(dòng)起飛，整體系統(tǒng)可覆蓋以全自動(dòng)機(jī)場(chǎng)為中心，12km直徑范圍內(nèi)的油氣管道巡檢，無(wú)人機(jī)巡檢畫(huà)面可實(shí)時(shí)回傳至四維全息管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全流程無(wú)人機(jī)值守化巡檢。

虎視四維全息管控平臺(tái)作為數(shù)字孿生式管控平臺(tái)，可三維數(shù)字化復(fù)現(xiàn)油氣管道真實(shí)世界場(chǎng)景，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可接入油氣管道內(nèi)多項(xiàng)物聯(lián)傳感設(shè)備，結(jié)合全自主無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)管道數(shù)據(jù)的全方位感知。

系統(tǒng)作業(yè)流程圖

2. 智能識(shí)別軟件基于深度學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè)

系統(tǒng)智能識(shí)別方面，云圣智能采用“端邊云”一體化協(xié)同識(shí)別，基于無(wú)人機(jī)端側(cè)AI識(shí)別功能，可對(duì)油氣管道周邊異?，F(xiàn)象進(jìn)行實(shí)時(shí)識(shí)別報(bào)警取證，采集后整體圖片、視頻證據(jù)信息將通過(guò)移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)回傳至云平臺(tái)進(jìn)行分析，產(chǎn)出風(fēng)險(xiǎn)報(bào)告。

無(wú)人機(jī)自動(dòng)巡檢系統(tǒng)采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)深度學(xué)習(xí)算法對(duì)巡檢過(guò)程中拍攝的圖像進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)，在無(wú)人機(jī)端側(cè)即可實(shí)現(xiàn)巡檢對(duì)象的智能識(shí)別，采用語(yǔ)義分割技術(shù)設(shè)立管道高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域電子圍欄，精準(zhǔn)識(shí)別目標(biāo)物，并實(shí)時(shí)顯示目標(biāo)物的類(lèi)別和數(shù)量，發(fā)現(xiàn)異常實(shí)時(shí)報(bào)警。海量巡檢數(shù)據(jù)也可同時(shí)上傳云平臺(tái)，基于云計(jì)算進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析與存儲(chǔ)。

無(wú)人機(jī)端側(cè)AI識(shí)別

3. 全自主無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)各項(xiàng)功能：

全自主無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)航線規(guī)劃、自主飛行、自動(dòng)更換電池、自動(dòng)更換吊艙、人工智能識(shí)別、智能管控和操作管理等功能：

• 航線自主規(guī)劃：基于激光點(diǎn)云和傾斜攝影技術(shù)融合的三維實(shí)景模型，工作人員可通過(guò)虎視四維全息管控平臺(tái)自主規(guī)劃無(wú)人機(jī)油氣管網(wǎng)巡檢航線，航線可進(jìn)行多次編輯，可根據(jù)巡檢需要增加或刪減拍照點(diǎn)位，制定靈活。

• 全自主飛行、支持蛙跳式巡檢：通過(guò)虎視四維全息管控平臺(tái)，工作人員可遠(yuǎn)程對(duì)虎穴全自動(dòng)機(jī)場(chǎng)中的虎鯨工業(yè)無(wú)人機(jī)一鍵啟動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)巡檢自主飛行和全地形覆蓋；結(jié)合全自動(dòng)機(jī)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)多任務(wù)協(xié)同巡檢如蛙跳式巡檢，形成區(qū)域網(wǎng)格化巡視網(wǎng)絡(luò)。

• 自動(dòng)更換電池：虎穴全自動(dòng)機(jī)場(chǎng)可為虎鯨工業(yè)無(wú)人機(jī)自動(dòng)更換電池，更換下的電池可在虎穴全自主機(jī)場(chǎng)中充電，無(wú)人機(jī)自換電到再次起飛僅需3分鐘，此功能有效解決無(wú)人機(jī)飛行中的能源問(wèn)題，是實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)全自主智能巡檢的必要環(huán)節(jié)。

• 自動(dòng)更換、配置多元傳感器吊艙：虎鯨工業(yè)無(wú)人機(jī)可根據(jù)作業(yè)需求，自主搭載、自動(dòng)更換吊艙，解決了飛行中能源問(wèn)題和工具問(wèn)題，是實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)全自主智能巡檢的必要環(huán)節(jié)。搭載可見(jiàn)光吊艙和紅外熱成像吊艙，配合使用具有晝夜監(jiān)控能力，可對(duì)管道及其周邊5m安全距離內(nèi)靜物占?jí)?、違章施工、大車(chē)碾壓、地下滲油（白天）、打孔偷油行為（夜間）等場(chǎng)景進(jìn)行智能識(shí)別和實(shí)時(shí)報(bào)警與預(yù)警。搭載高音喊話器，對(duì)占?jí)喝巳哼M(jìn)行勸導(dǎo)驅(qū)離，保障輸油管線安全。

• 系統(tǒng)自主化智能管控：全自主無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)可從巡檢任務(wù)的制定、巡檢全過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，到巡檢成果的匯總，形成工作閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)油氣管道巡檢的綜合管控。
• 系統(tǒng)后臺(tái)管理：虎視四維全息管控平臺(tái)提供完善的后臺(tái)管理，口令驗(yàn)證及權(quán)限驗(yàn)證功能，使所有操作有詳細(xì)記錄，并存入歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。每個(gè)遠(yuǎn)程用戶的登錄時(shí)間、用戶名及修改系統(tǒng)配置、控制設(shè)備運(yùn)行等操作均可完整記錄，高級(jí)系統(tǒng)管理員可以隨時(shí)檢查每個(gè)用戶所作的操作。

系統(tǒng)管理平臺(tái)

應(yīng)用效果

部署并應(yīng)用全自主無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)，不僅大大降低了人工巡檢所帶來(lái)的安全隱患和難度，而且顯著提升了輸油管線的巡檢效率和精細(xì)度。無(wú)論是對(duì)油氣管線的定期普查，還是突發(fā)事故的應(yīng)急巡檢處理，特別是需要加強(qiáng)巡護(hù)的高后果區(qū),系統(tǒng)均可實(shí)現(xiàn)7*24小時(shí)不間斷的日夜守護(hù)。用全自主、可視化、智能化的巡檢系統(tǒng)方案，開(kāi)辟了解決油氣管道巡檢痛點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題的新路徑，促進(jìn)了油氣管線智能化的管理升級(jí)，從而實(shí)現(xiàn)安全、成本、效能總體最優(yōu)。

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用部署

在國(guó)家對(duì)能源需求越來(lái)越大的今天，在數(shù)字化、智能化變革的浪潮中，云圣智能將充分運(yùn)用AI、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等使能技術(shù)，不斷創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案，與行業(yè)客戶及合作伙伴攜手共進(jìn)，為油氣能源的安全運(yùn)輸保駕護(hù)航，為國(guó)家管網(wǎng)公司實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化的轉(zhuǎn)型升級(jí)助力。