“机网云”一体化，实现工业场景全周期运维管理

本刊记者

随着国家“双碳战略”不断推动，面对诸多大规模工业场景和装备，如何进行巡检运维，一直是个难题。过去，通常采用卫星遥感、人力、望远镜、直升飞机等形式，工程量巨大、消耗大量的人力物力。

北京云圣智能科技有限责任公司（以下简称“云圣智能”）通过无人机全自动机场有效协同、网格化部署，无人化采集数据，融合数字孪生、5G、AI、物联网、大数据等技术，构建起的全自动空天一体化巡检全息感知管控系统，很好地解决了这一难题，并在2023“直通乌镇”全球互联网大赛数字海洋空天专题赛上，引起大家的关注。

构建“机、网、云”一体化的工业运维系统

在“点、线、面”的工业场景中，以电力为例，能源行业作为主要排碳行业当下正积极打造“新型电力系统”，大力发展可再生能源、大规模发展新能源场站建设。为支持“新基建”的实现，电力输电线路不断扩大规模，特别是特高压的建设，全国输电线路已接近两百万公里；而这些新能源场站和输电线路完成建设之后，如何进行运维工作是关键。

云圣智能研发的“全自动空天一体化巡检全息感知管控系统”是以人工智能为核心，以三维实景地图、工业无人机、全自动机场、地面机器人、物联网云平台为支撑，结合多元化传感器，打造的“机、网、云”一体化的工业运维系统。它可以完成对工业场景和设备设施的大范围、高频次、全天候、及时性的巡检侦查工作，为电力、石化、应急、林业、水利和智慧城市等“点、线、面”的工业场景提供全生命周期运维管理的整体解决方案。

通过全自动智能化无人机系统，构建起立体物联网络，实现数据采集、数据传输和数据处理融合于一体的数字化管控系统，可以有效解决数据采集不精确、数据采集困难、社会资源消耗大等一系列问题。例如，在日常巡检中，海量数据可上传云端，基于云计算进行大数据分析与存储；在无人机端侧搭载人工智能芯片，采用视频语义分割技术可实现巡检对象的智能识别，并实时显示目标物的类别和数量，发现异常实时报警。

此外，云圣智能所研发的“端边云”一体化计算模式，通过端侧AI计算模块，可完成电网数据的标准化数据采集并通过移动通信网络实时传输至云端进行人工智能识别，最终产出巡检数据成果报告。

“全自动空天一体化巡检全息感知管控系统的亮点在于，结合了新一代信息化技术，真正实现了无人化、智能化、数字化、自动化、平台化、在线化的工业运维管理体系，有效节约人力物力成本，提升工业场景和设备设施运行的安全可靠能力。”云圣智能相关负责人如此表示：“让人工智能实现端边云协同，让立体物联网的建设成为现实，让高效采集数据成为常态化。”

聚焦低空经济万亿市场打造工业元宇宙

低空经济是一个万亿级别的市场，根据工信部发布的《工业和信息化部关于促进和规范民用无人机制造业发展的指导意见》指出：到2020年，民用无人机产业持续快速发展，产值将达到600亿元，年均增速40%以上。到2025年，民用无人机产值将达到1800亿元，年均增速25%以上。

而以云圣智能所面对的电力市场为例，200万公里输电线路、3万个变电站、25万个配电所，将分别会有20万台、6万台和50万台设备的部署需求。此外，还有17万公里的石化长输管线、数千个油田和炼化厂等等，均有部署需求。

成立仅仅6年的云圣智能，目前已成功研发两大系列十多款产品，包括无人机、全自动机场、传感器吊舱、三维建模算法、激光建模系统、四维全息管控平台等，在全国范围内完成了数百套系统部署。

例如，云圣智能“虎鲸虎穴”全自主无人机巡检系统，便是由“虎鲸”工业无人机、“虎穴”全自动机场及“虎视”四维全息管控平台组成，系统全面支持PMS3.0新一代设备资产精益管理系统，单套系统巡检半径可达6km，搭载电网巡检所需多元传感器吊舱，实现系统覆盖下輸变配场景的高频次、常态化、无人值守化巡检，工作人员仅需通过“虎视”四维全息管控平台即可远程直接调度产品系统开展作业，巡检全过程无需人员干预，“虎鲸”工业无人机数据采集后可通过加密移动网络实时上传至云系统进行AI智能分析，最终产出可视化巡检报告。

但事实上，云圣智能的创新之路走得并不轻松。无人机系统在工业应用中有两大难题：一是飞手，二是续航。云圣智能提出全自动无人机机场的理念，但无人机该如何实现精准降落、自动换电换传感器、自主避障、智能识别？

举个例子，一架无人机要精准降落在一个1平方米的平台上、精度要在5厘米范围之内，这在气象环境复杂的野外作业中，难度极大。最终，云圣智能通过采用视觉分析、RTK精准定位、激光测距等多种融合技术，解决了这一难题。

更为重要的是，全自动空天一体化巡检全息感知管控系统通过5G、北斗、边缘计算、数字孪生、三维建模等信息技术的融合应用，为工业领域的设备和场站全生命周期运行提供了一个完整的工业元宇宙运维体系；在这一体系里，可实现现场巡检无人化、作业协同集群化、数据采集标准化、数据处理智能化、运维管理全景化等。

在云圣智能看来，基于数字化和智能化的转型升级，打造工业元宇宙，通过数字世界去管理物理世界，数据实时同步、预警及时反馈、病害及时研判、机器替代解决缺员少员问题……最终实现足不出户、一网统管、安全运维、降本增效。

这，才是未来的真实画像。