无人机技术在内蒙古的典型应用

石磊

摘 要：现在无人机已经越来越离不开我们的生活。当前无人机主要应用的行业领域有：农牧，军用，警用，地方民用，快递等方面。该文就无人机在内蒙古多个行业内的几个典型应用情况进行了分析和介绍。

关键词：无人机 典型应用 内蒙古 行业应用

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）02（c）-0018-02

1 影视航拍

目前航拍共分为四种：第一种是个人娱乐：主要都是为了满足个人的兴趣爱好。绝大多都是采用自制的四旋翼机型，通过挂载简易的视频拍摄设备拍摄素材。第二种是简单商用服务：比如婚庆航拍，一般采用的都是一体机，主要完成婚庆个性化影像服务等。第三种是影视拍摄服务：主要针对各种文化传媒公司。这一类往往要求无人机操控人员具有一定的拍摄技巧，航拍设备一般都是专业设备，服务收费较高。第四种是专业航拍服务：这种一般都是注册的正规公司，有固定的办公场所，固定的工作人员，针对影视拍摄服务配有专业的摄影指导，航拍飞行器的控制人员能够精通多种飞行设备，可以根据客户的拍摄需求改装制作拍摄设备，航拍飞行器的种类繁多。这种航拍团队往往价格不菲；另外随着中国新华网无人机频道正式上线，这也标志着无人机在新闻航拍报道中占有了重要地位。内蒙古目前在航拍领域属于第三类和第四类的个人或集体近百家。随着业务领域的不断增加，制作水平的不断提升，这些团体的飞手、无人机维护、影像观测拍摄人员需求量也将不断增加。

2 电力巡检

在“十二五”期间，我国的电网建设快速发展，目前电网规模已经雄踞世界第一位。目前，我国已经建成了跨省区的六大电网，分别是：南方电网、西北电网、华东电网、华中电网、华北电网以及东北电网，六大电网的输电线路总长度，已经超过了125万km，而500 kV及以上的输电线路，已成为各区电网的输电主力。

我国的地域辽阔，地形变化多样，丘陵地带多、相对平原少，另外由于国土面积大，导致气象情况复杂多变，这些问题给跨区电网建设、超高压输电线路建设带来了非常巨大的困难，还有，尤其是这些工程建成之后，维护与保养仅依靠现有的常规检查及测试手段，达不到很好的效果，而且效率低下，满足不了高效快速任务要求。而无人机电力巡检的应用，打破传统，能够以较高的效率保质保量的完成电力巡检。无人机技术在电力行业的应用，其实除了电力巡检外，还能辅助实现线路架设和线路规划。鉴于以上的突出优点，目前无人机技术已经得到了电力设计部门以及输变电企业的高度认可，而且已经开始大规模应用在实际项目中。随着无人机科技的不断进步，无人机飞行控制、机载设备越来越多，在电力行业的应用已经变得越来越成熟。在巡检电力线路的工作中采用无人机技术，将大大降低人工巡检时可能会出现的错误率、故障率，这将有效降低输变电企业的运营成本，由于无人机巡检的高效性，这将大大提高电力巡检工作的效率。

在十三五期间，内蒙古电力集团有限责任公司将计划投资超过800亿元，用于我区“四横五纵”电力线路主网的建设、配网的升级改造、农网电力设备的维护升级等工程建设，比如内蒙古电力勘测设计院、国土测绘规划院等相关部门在2015年及2016年相继购买了无人机用于勘测及电力线路规划。

3 光伏电厂检测

在“十三五”规划中，将会大力推广诸如风力发电、光伏发电、核能发电等这些新型的清洁能源。内蒙古自治区疆域辽阔，是我国跨经度最大的省级行政区，从东到西，直线距离达到了2 400 km之多，而从南道北，跨度达到了1 700 km之多，另外国界线长度达到了4 221 km，土地總面积达到1183万km2，占全国国土面积的12.3%。而从美国宇航局（NASA）公布的气象资料数据库可以看出，内蒙古自治区的太阳能资源是非常丰富的，每平方米一年的太阳能总辐射能量，达到了1331～1722 kW·h，在国内仅少于西藏，位居全国第二。所以可以看出内蒙古自治区日照充足，太阳能资源丰富，而且内蒙古地广人稀，在发展太阳能光伏产业上具有非常便利的条件，拥有非常大的发展潜力。其实在“十二五”期间，内蒙古的太阳能光伏产业就已经得到了快速发展，伴随国家层面、地方层面的政策不断落实，可以预见内蒙古未来太阳能光伏产业将迎来快速发展期。预计内蒙古太阳能光伏发电到2015年，太阳能光伏发电的装机规模将会达到260万kw，（2 600 MW）；2017年内蒙古太阳能光伏发电的装机规模达到400万kW（4 000 MW）；2020年内蒙古太阳能光伏发电的装机规模达到600万kW（6 000 MW）。对于如此庞大的装机容量，将会带来大量的检测工作，传统的人工巡检往往采用热成像仪对发电板一块一块的进行巡检，其工作耗时长、效率极其低下。而无人机技术能够承担这种大型光伏发电站的巡检工作，升空100 m耗时1 min左右就可以一次巡检100余块太阳能发电板，比如在我区包头所辖的集中式光伏发电厂，其一个发电模组占地达到百亩，而其中所有光伏发电板将近上万块。目前已经逐步开始采用无人机进行巡查及数据采集，比如：它们将检查发电板上是否有过多灰尘、是否某一发电板出现温度过高的问题、或着发现那些由于草木茂盛造成的发电板遮挡、或是当控制室发现一些难以解释的异常问题时，派出无人机快速抵达问题区域直接进行影像监控甚至直接查明问题原因，其工作效率是有人值守的百倍以上。

4 农业植保

目前世界各国将无人机在农业植保上的应用程度不尽相同，日本，是世界上最早采用微小型农用无人机的国家之一，1987年雅马哈（Yamaha）公司受到日本农业部的委托，生产了第一台应用于农业生产的农用无人机R-50，是一款20 kg级别的喷药无人机，从此之后，无人直升机在日本的大田作物植保中得到了广泛应用。目前已经经过了20多年的发展，日本的农用无人机从1995年到现在，从307架已经增加到了2400多架，其无人机操作人员更是达到了14 000多名，日本一跃成为世界上采用农用无人机喷药第一。美国，农业航空应用技术同样非常成熟，更是经历了最初有人驾驶飞机机植保，后期到采用无人机植保的发展过程，目前已经形成非常完善的农业航空产业体系。目前在美国进行农业服务的飞机多达9 000多架，这个数量占世界的28%，航空技术对农业的直接贡献率，更是达到了15%以上。除了日本、美国外，韩国、俄罗斯等国航空植保在农业上的应用也是非常广泛的。比如，俄罗斯，地广人稀，其拥有着非常庞大的农用飞机，用于农业服务的飞机数量高达1.1万多架，年平均服务农业的面积约占俄罗斯耕地总面积的35%以上。韩国，在2003年开始引进无人植保机，直接用于农业航空植保作业，从此韩国的农用无人机数量、服务的农业作业面积一直升高趋势，韩国农林水产食品部以及农协中央会计划，今后每年将增加100架无人植保机，到2017年增加到900～1 000架。

其实在20世纪的50年代，我国就已经开始研究航空农业植保，主要进行的是航空施药技术的研究和应用，2004年，由科技部863计划、农业部南京农机化所等部门开始对无人机在农业植保的应用进行研究及推广；2007年，我国开始了工程型植保无人直升机的产业化探索；与传统植保作业相比，采用无人机植保作业具有作业精准、环保高效、操作智能、控制简单等显著特点，这无疑为农业经营户在大型机械和人力投入上节省大量成本。农用无人机技术具有以下特点：（1）效率高。农用无人植保机飞行速度快，如果采用规模作业，能达到120～150亩/h，效率比常规喷洒至少高出100倍；（2）安全性高：农业植保无人机一般都是通过地面遙控或飞控进行操控，所以喷洒作业人员将会远距离进行操作，这样与传统喷洒工作情况相比，使得植保人员免于暴露在农药的高度威胁下，提高了喷洒作业的安全性。（3）节约性高。无人植保机在进行喷洒作业前会提前进行区域分析，进行航线规划，农药使用量至少可以节约50%，用水量上也能节约90%，降低资源成本。（4）防治效果好。无人植保机采用旋翼结构，飞行定位采用GPS，目前逐步采用差分定位法，定位精度可达厘米级，所以具有作业高度低，飘移控制好，空中可悬停等特点，另外在喷洒农药时，利用旋翼产生的向下气流，增加了雾流对农作物的穿透性，防治效果好。（5）成本低，易操作。植保无人机具有整体尺寸小、重量轻、易保养、折旧低、单位作业人工成本低等特点；操作人员一般经过30 d左右的训练即可掌握要领并执行任务。

目前随着民用无人机的快速发展，植保无人机的技术水平也越来越完善，开始“飞入”寻常百姓家。随着我国土地流转规模的不断增加，我国农业植保无人机的产业，将会有近千亿元的潜在市场。可以计算一下，目前我国耕地18亿亩，就算是一半采用无人机进行农业植保，按10元/亩的市价估算，那么，我们国家将会有几百亿的服务市场。而且，就像水稻田这样的农作物，一年将会喷洒几次，所以如此估算的话，那么我们国家将会出现几百亿的植保服务市场。另一方面，这庞大的服务市场也将会带动几十万架无人机的市场需求。有了飞机还会带动培训市场，每架无人机按照2-3人的队伍配备，那么将会有几十万甚至上百万的农业植保飞手的缺口，由此可见，农业植保的市场非常庞大。内蒙古是我国的农业大省，其拥有耕地近1.079亿亩，如果按照目前市值10元/亩的服务收入来进行计算，每年将会产生有十几亿的市场。另外从地理环境来看，内蒙古的耕地大多地势较缓、地形平坦，这非常适合无人机进行农业植保作业。

参考文献

[1] 薄文娟，韩淑平.无人机系统在电力行业中的应用[J].通讯世界，2016（23）：130.

[2] 张贵赞，史宁岗，袁勋，等.无人机油气管道巡线应用可行性研究[J].化工管理，2017（6）：185-186.