云圣智能通過其自主研發(fā)可網(wǎng)格化部署的“全自主無人機巡檢系統(tǒng)”，融合“AI、數(shù)字孿生管控、物聯(lián)網(wǎng)、云計算”等行業(yè)先進技術(shù)，可為油氣管網(wǎng)打造高頻次、常態(tài)化、無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，實現(xiàn)降本增效，整體系統(tǒng)可實現(xiàn)：

①對異常現(xiàn)象場景（人、車、靜物占壓、施工、可見漏油等）識別；

②巡檢過程中進行異?，F(xiàn)象的實時報警；

③對異常場景中目標(biāo)信息（人臉、車牌號等）取證；

④對證據(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)險分級報告。

中國能源行業(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，油氣管道的運維工作已經(jīng)由傳統(tǒng)管理模式逐步向“無人化”運維模式發(fā)展?！盁o人化”運維當(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、強化本質(zhì)安全、提高系統(tǒng)效率、控降運營成本、實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵支撐。

我國地域遼闊，地形復(fù)雜，油氣管道穿越公路、河流、沙漠、農(nóng)田，線路長，覆蓋范圍廣、地理環(huán)境特殊，通過巡檢及時掌握管網(wǎng)運行狀況及周邊環(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)狀卻多以人工運檢為主，這給當(dāng)前油氣管道的巡檢帶來了諸多安全隱患與困難。

1. 線路管網(wǎng)維護任務(wù)重：對長輸油氣管道經(jīng)常要求“短平快”巡檢，測量周期短、任務(wù)重、要求嚴；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，如巡檢維護不及時，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，穿越無人區(qū)如沙漠戈壁、森林、高山等，有時人員和測量儀器無法到達。

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

4. 險要地帶易發(fā)地質(zhì)災(zāi)害：管道大多分布在野外，特別是險要地段難以實現(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。

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

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)象時有發(fā)生，不僅給管道帶來破壞，也會引發(fā)油氣泄漏導(dǎo)致的安全事故。

無人機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無人機巡檢系統(tǒng)為例

云圣智能深度分析當(dāng)前油氣管道安全運維發(fā)展存在的現(xiàn)狀和問題，為解決當(dāng)前行業(yè)痛點問題，助力國家管網(wǎng)公司落地“實施市場化、平臺化、科技數(shù)字化和管理創(chuàng)新“四大戰(zhàn)略，加快建設(shè)“全國一張網(wǎng)”，著力打造“智慧互聯(lián)大管網(wǎng)、構(gòu)建公平開放大平臺、培育創(chuàng)新成長新生態(tài)”的戰(zhàn)略，云圣智能提供了在油氣管道場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人機巡檢系統(tǒng)，整體系統(tǒng)以“工業(yè)無人機+全自動機場”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)等先進技術(shù)，實現(xiàn)油氣管道場景下的高頻次、常態(tài)化和無人值守的巡檢工作，足不出戶，統(tǒng)攬全局。

1. 方案設(shè)計思路

全自主無人機巡檢系統(tǒng)由虎鯨工業(yè)無人機、虎穴全自動機場、虎視四維全息管控平臺、智能識別軟件以及平臺云系統(tǒng)構(gòu)成，通訊方式采用移動通訊網(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中一鍵遠程下達飛行指令，千里之外的虎鯨工業(yè)無人機即可從虎穴全自動機場中自動起飛，整體系統(tǒng)可覆蓋以全自動機場為中心，12km直徑范圍內(nèi)的油氣管道巡檢，無人機巡檢畫面可實時回傳至四維全息管控平臺，實現(xiàn)全流程無人機值守化巡檢。

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

系統(tǒng)作業(yè)流程圖

2. 智能識別軟件基于深度學(xué)習(xí)實現(xiàn)目標(biāo)檢測

系統(tǒng)智能識別方面，云圣智能采用“端邊云”一體化協(xié)同識別，基于無人機端側(cè)AI識別功能，可對油氣管道周邊異?，F(xiàn)象進行實時識別報警取證，采集后整體圖片、視頻證據(jù)信息將通過移動通訊網(wǎng)絡(luò)實時回傳至云平臺進行分析，產(chǎn)出風(fēng)險報告。

無人機自動巡檢系統(tǒng)采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)深度學(xué)習(xí)算法對巡檢過程中拍攝的圖像進行目標(biāo)檢測，在無人機端側(cè)即可實現(xiàn)巡檢對象的智能識別，采用語義分割技術(shù)設(shè)立管道高風(fēng)險區(qū)域電子圍欄，精準識別目標(biāo)物，并實時顯示目標(biāo)物的類別和數(shù)量，發(fā)現(xiàn)異常實時報警。海量巡檢數(shù)據(jù)也可同時上傳云平臺，基于云計算進行大數(shù)據(jù)分析與存儲。

無人機端側(cè)AI識別

3. 全自主無人機巡檢系統(tǒng)各項功能：

全自主無人機巡檢系統(tǒng)可實現(xiàn)航線規(guī)劃、自主飛行、自動更換電池、自動更換吊艙、人工智能識別、智能管控和操作管理等功能：

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

• 全自主飛行、支持蛙跳式巡檢：通過虎視四維全息管控平臺，工作人員可遠程對虎穴全自動機場中的虎鯨工業(yè)無人機一鍵啟動控制，實現(xiàn)巡檢自主飛行和全地形覆蓋；結(jié)合全自動機場，實現(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)。

• 自動更換電池：虎穴全自動機場可為虎鯨工業(yè)無人機自動更換電池，更換下的電池可在虎穴全自主機場中充電，無人機自換電到再次起飛僅需3分鐘，此功能有效解決無人機飛行中的能源問題，是實現(xiàn)無人機全自主智能巡檢的必要環(huán)節(jié)。

• 自動更換、配置多元傳感器吊艙：虎鯨工業(yè)無人機可根據(jù)作業(yè)需求，自主搭載、自動更換吊艙，解決了飛行中能源問題和工具問題，是實現(xiàn)無人機全自主智能巡檢的必要環(huán)節(jié)。搭載可見光吊艙和紅外熱成像吊艙，配合使用具有晝夜監(jiān)控能力，可對管道及其周邊5m安全距離內(nèi)靜物占壓、違章施工、大車碾壓、地下滲油（白天）、打孔偷油行為（夜間）等場景進行智能識別和實時報警與預(yù)警。搭載高音喊話器，對占壓人群進行勸導(dǎo)驅(qū)離，保障輸油管線安全。

• 系統(tǒng)自主化智能管控：全自主無人機巡檢系統(tǒng)可從巡檢任務(wù)的制定、巡檢全過程實時監(jiān)控，到巡檢成果的匯總，形成工作閉環(huán)，實現(xiàn)油氣管道巡檢的綜合管控。
• 系統(tǒng)后臺管理：虎視四維全息管控平臺提供完善的后臺管理，口令驗證及權(quán)限驗證功能，使所有操作有詳細記錄，并存入歷史數(shù)據(jù)庫。每個遠程用戶的登錄時間、用戶名及修改系統(tǒng)配置、控制設(shè)備運行等操作均可完整記錄，高級系統(tǒng)管理員可以隨時檢查每個用戶所作的操作。

系統(tǒng)管理平臺

應(yīng)用效果

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

現(xiàn)場應(yīng)用部署

在國家對能源需求越來越大的今天，在數(shù)字化、智能化變革的浪潮中，云圣智能將充分運用AI、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等使能技術(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，為油氣能源的安全運輸保駕護航，為國家管網(wǎng)公司實現(xiàn)數(shù)字化、智能化的轉(zhuǎn)型升級助力。