“機網云”一體化，實現工業場景全周期運維管理

本刊記者

隨著國家“雙碳戰略”不斷推動，面對諸多大規模工業場景和裝備，如何進行巡檢運維，一直是個難題。過去，通常采用衛星遙感、人力、望遠鏡、直升飛機等形式，工程量巨大、消耗大量的人力物力。

北京云圣智能科技有限責任公司（以下簡稱“云圣智能”）通過無人機全自動機場有效協同、網格化部署，無人化采集數據，融合數字孿生、5G、AI、物聯網、大數據等技術，構建起的全自動空天一體化巡檢全息感知管控系統，很好地解決了這一難題，并在2023“直通烏鎮”全球互聯網大賽數字海洋空天專題賽上，引起大家的關注。

構建“機、網、云”一體化的工業運維系統

在“點、線、面”的工業場景中，以電力為例，能源行業作為主要排碳行業當下正積極打造“新型電力系統”，大力發展可再生能源、大規模發展新能源場站建設。為支持“新基建”的實現，電力輸電線路不斷擴大規模，特別是特高壓的建設，全國輸電線路已接近兩百萬公里；而這些新能源場站和輸電線路完成建設之后，如何進行運維工作是關鍵。

云圣智能研發的“全自動空天一體化巡檢全息感知管控系統”是以人工智能為核心，以三維實景地圖、工業無人機、全自動機場、地面機器人、物聯網云平臺為支撐，結合多元化傳感器，打造的“機、網、云”一體化的工業運維系統。它可以完成對工業場景和設備設施的大范圍、高頻次、全天候、及時性的巡檢偵查工作，為電力、石化、應急、林業、水利和智慧城市等“點、線、面”的工業場景提供全生命周期運維管理的整體解決方案。

通過全自動智能化無人機系統，構建起立體物聯網絡，實現數據采集、數據傳輸和數據處理融合于一體的數字化管控系統，可以有效解決數據采集不精確、數據采集困難、社會資源消耗大等一系列問題。例如，在日常巡檢中，海量數據可上傳云端，基于云計算進行大數據分析與存儲；在無人機端側搭載人工智能芯片，采用視頻語義分割技術可實現巡檢對象的智能識別，并實時顯示目標物的類別和數量，發現異常實時報警。

此外，云圣智能所研發的“端邊云”一體化計算模式，通過端側AI計算模塊，可完成電網數據的標準化數據采集并通過移動通信網絡實時傳輸至云端進行人工智能識別，最終產出巡檢數據成果報告。

“全自動空天一體化巡檢全息感知管控系統的亮點在于，結合了新一代信息化技術，真正實現了無人化、智能化、數字化、自動化、平臺化、在線化的工業運維管理體系，有效節約人力物力成本，提升工業場景和設備設施運行的安全可靠能力。”云圣智能相關負責人如此表示：“讓人工智能實現端邊云協同，讓立體物聯網的建設成為現實，讓高效采集數據成為常態化。”

聚焦低空經濟萬億市場打造工業元宇宙

低空經濟是一個萬億級別的市場，根據工信部發布的《工業和信息化部關于促進和規范民用無人機制造業發展的指導意見》指出：到2020年，民用無人機產業持續快速發展，產值將達到600億元，年均增速40%以上。到2025年，民用無人機產值將達到1800億元，年均增速25%以上。

而以云圣智能所面對的電力市場為例，200萬公里輸電線路、3萬個變電站、25萬個配電所，將分別會有20萬臺、6萬臺和50萬臺設備的部署需求。此外，還有17萬公里的石化長輸管線、數千個油田和煉化廠等等，均有部署需求。

成立僅僅6年的云圣智能，目前已成功研發兩大系列十多款產品，包括無人機、全自動機場、傳感器吊艙、三維建模算法、激光建模系統、四維全息管控平臺等，在全國范圍內完成了數百套系統部署。

例如，云圣智能“虎鯨虎穴”全自主無人機巡檢系統，便是由“虎鯨”工業無人機、“虎穴”全自動機場及“虎視”四維全息管控平臺組成，系統全面支持PMS3.0新一代設備資產精益管理系統，單套系統巡檢半徑可達6km，搭載電網巡檢所需多元傳感器吊艙，實現系統覆蓋下輸變配場景的高頻次、常態化、無人值守化巡檢，工作人員僅需通過“虎視”四維全息管控平臺即可遠程直接調度產品系統開展作業，巡檢全過程無需人員干預，“虎鯨”工業無人機數據采集后可通過加密移動網絡實時上傳至云系統進行AI智能分析，最終產出可視化巡檢報告。

但事實上，云圣智能的創新之路走得并不輕松。無人機系統在工業應用中有兩大難題：一是飛手，二是續航。云圣智能提出全自動無人機機場的理念，但無人機該如何實現精準降落、自動換電換傳感器、自主避障、智能識別？

舉個例子，一架無人機要精準降落在一個1平方米的平臺上、精度要在5厘米范圍之內，這在氣象環境復雜的野外作業中，難度極大。最終，云圣智能通過采用視覺分析、RTK精準定位、激光測距等多種融合技術，解決了這一難題。

更為重要的是，全自動空天一體化巡檢全息感知管控系統通過5G、北斗、邊緣計算、數字孿生、三維建模等信息技術的融合應用，為工業領域的設備和場站全生命周期運行提供了一個完整的工業元宇宙運維體系；在這一體系里，可實現現場巡檢無人化、作業協同集群化、數據采集標準化、數據處理智能化、運維管理全景化等。

在云圣智能看來，基于數字化和智能化的轉型升級，打造工業元宇宙，通過數字世界去管理物理世界，數據實時同步、預警及時反饋、病害及時研判、機器替代解決缺員少員問題……最終實現足不出戶、一網統管、安全運維、降本增效。

這，才是未來的真實畫像。