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無人機(jī)整機(jī)
無人機(jī)配件
無人機(jī)服務(wù)
設(shè)備與工具引言
我國油氣管道包括原油管道，成品管道和天然氣管道具有地理區(qū)域跨度大、建設(shè)年代跨度大、安全事故多發(fā)等特點(diǎn)，且管道總里程呈持續(xù)增長的趨勢，加強(qiáng)管道的安全巡護(hù)與管理的需求更為緊迫。然而常規(guī)巡檢顯然已無法滿足高、精、準(zhǔn)的要求，需要采用更科學(xué)的技術(shù)手段進(jìn)行油氣管線檢測。現(xiàn)在采用無人機(jī)巡檢逐漸成為國內(nèi)外油氣行業(yè)的應(yīng)用趨勢。
截至2015年底，除臺(tái)灣省外，全國已建成的油氣管道總里程已達(dá)到12萬公里，是1978年的14.5倍。據(jù)多位業(yè)內(nèi)專家預(yù)測，中國將在“十三五規(guī)劃”中增加油氣管道歷程近六成。
油氣管道由于長期埋設(shè)在地下，會(huì)受到管道自身長期或超期使用導(dǎo)致的性能下降、內(nèi)外壁腐蝕；遭受自然災(zāi)害損毀、第三方人為破壞等各種不確定因素的影響，對系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來潛在威脅。一旦發(fā)生泄漏或者爆炸事故，將嚴(yán)重威脅人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全。常規(guī)巡檢已經(jīng)無法滿足要求，需要采用更科學(xué)技術(shù)手段進(jìn)行管理。
（無人機(jī)應(yīng)用于石油行業(yè)成為趨勢）
目前管道巡護(hù)工作主要采用人工、光纖或電子感應(yīng)、無人機(jī)巡護(hù)三種方式。
人工巡護(hù)及其局限性
人工巡護(hù)，作為最基本的巡護(hù)方式，一般依靠巡護(hù)人員徒步觀察和檢查線路情況并作記錄，地形空曠而平坦的區(qū)域尚可使用交通工具進(jìn)行巡檢，但在大多數(shù)情況下，管路都在地形復(fù)雜崎嶇的地域，不可避免的對人工巡檢制約。在惡劣氣象條件下、極端地理環(huán)境和自然災(zāi)害中，容易造成管道因外在因素的損毀和故障。在人工成本高、工作量大、受限條件多，則體現(xiàn)出人工巡檢的內(nèi)在局限性。
光纖或電子感應(yīng)巡檢及不足
利用靠近管道布設(shè)的光纖傳感器，通過檢測光信號在分布式傳感器的變化對管道周邊的震動(dòng)進(jìn)行分析預(yù)警，以及管道泄露和溫度變化產(chǎn)生的信號波動(dòng)來檢測管路是否遭到破壞。目前光纖和大部分外設(shè)的電子感應(yīng)裝置普遍存在誤差高、作用距離短，成本較高，不適合范圍廣，距離長的輸管道監(jiān)測，且光纖或電子感應(yīng)巡檢并不能獲取事故點(diǎn)的實(shí)時(shí)圖像，為指揮中心提供決策。
無人機(jī)自動(dòng)巡檢的應(yīng)用和優(yōu)勢
勘察選線
利用無人機(jī)全面、快速地了解目標(biāo)地形地貌、水文氣象等信息，可以為管道選線提供依據(jù)。搭載高分辨率航拍相機(jī)和測繪吊艙對任務(wù)區(qū)域進(jìn)行測繪掃描傳輸數(shù)據(jù)、圖像，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，及時(shí)提供區(qū)域的地理、空間信息，為油氣管道選線階段提供可靠的參數(shù)依據(jù)。
管道施工
利用無人機(jī)提供的數(shù)據(jù)對施工現(xiàn)場的地形、交通、周圍環(huán)境進(jìn)行分析，便于施工人員及設(shè)備快速進(jìn)入施工階段；同時(shí)，利用無人機(jī)隨時(shí)查看施工現(xiàn)場的進(jìn)度、設(shè)備布置、管道走向等，及時(shí)調(diào)整方案，以保證按設(shè)計(jì)要求順利施工。
無人機(jī)可以高效地完成大范圍的常規(guī)巡檢。搭載可見光、紅外雙光吊艙、晝夜監(jiān)控設(shè)備，可在指定目標(biāo)上空懸停進(jìn)行查看；利用任務(wù)吊艙獲取管路周圍土壤、天氣、管路溫度等信息進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)可疑情況后即可定位報(bào)警，鎖定和跟蹤地面目標(biāo)探查細(xì)節(jié)，配合遠(yuǎn)程喊話器，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、制止破壞管線、盜油的行為。 對于氣田管網(wǎng)存在管線長、巡檢點(diǎn)多、巡檢難度大等難點(diǎn)，尤其是桁架、懸索跨等巡護(hù)危險(xiǎn)性較高的巡護(hù)段，無人機(jī)巡檢優(yōu)勢對比以上兩種巡檢方式非常明顯。
（夜間紅外圖像）
利用無人機(jī)對石油管道進(jìn)行巡查的優(yōu)勢，不僅可以通過規(guī)劃航線進(jìn)行自動(dòng)巡查，也可以切換到手動(dòng)操控模式進(jìn)行特殊情況的巡查，提高了巡護(hù)作業(yè)的自動(dòng)化程度。不僅保證了高效率，更保證了巡護(hù)人員的人身安全，降低人工的巡查成本和意外風(fēng)險(xiǎn)。
應(yīng)急監(jiān)測
在遭遇洪水、泥石流、地震、山體滑坡等突發(fā)自然災(zāi)害中，無人機(jī)可以通過遙感拍攝遠(yuǎn)程影像，并進(jìn)入災(zāi)害現(xiàn)場進(jìn)行勘查，了解管道的受損位置、受損情況及周邊次生災(zāi)害情況；還可掛載相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行掃描測繪，生成災(zāi)害現(xiàn)場三維圖像，利用數(shù)據(jù)鏈將信息傳回指揮中心，為搶修方案提供信息支撐，最大程度降低災(zāi)害損失。
（紫燕無人機(jī)在直徑70公里的范圍內(nèi)巡檢油氣管道示意圖）
無人機(jī)的種類和選擇
在實(shí)際應(yīng)用中，在無人機(jī)多樣性的選擇上，管道行業(yè)應(yīng)用應(yīng)采取先分析后選擇的方法，擇取最優(yōu)化無人機(jī)。
考慮到巡檢站的輻射范圍長，地型復(fù)雜，且需要超低空飛行和懸停以貼近事故點(diǎn)做詳細(xì)拍攝和勘察，由此，要求無人機(jī)具有高速度、空中懸停、貼地或超低空飛行、快速爬升、較高的載荷能力、拋投能力。在繁重復(fù)雜的要求中，只有無人直升機(jī)能完全滿足以上要求。
（中國將在“十三五規(guī)劃”中增加油氣管道歷程近六成）
結(jié)合國情來看，我國油氣資源多集中在西部、西南、西北等高海拔荒漠地帶，并且處于四季多雨、高溫或是極低溫環(huán)境中，所以對無人直升機(jī)的動(dòng)力也有進(jìn)一步的要求。由于油動(dòng)無人直升機(jī)在高海拔和極低溫環(huán)境中難以順利運(yùn)行且因油料的易燃屬性存在爆炸的潛在危險(xiǎn)，油動(dòng)無人機(jī)則具有其本身的缺陷性。對比油動(dòng)無人機(jī)，電動(dòng)無人直升機(jī)則不存在以上問題。電動(dòng)無人直升機(jī)具有迅速的反應(yīng)能力、高度的環(huán)境適應(yīng)性、高效的操控性、長壽命、易維護(hù)性等優(yōu)勢。
紫燕無人直升機(jī)優(yōu)勢
目前，紫燕電動(dòng)無人直升機(jī)可以在幾十公里范圍內(nèi)完成管路巡檢的任務(wù)。已在新疆、西藏、遼寧、云南及東南沿海多個(gè)省市做過多次飛行任務(wù)的紫燕800無人電動(dòng)直升機(jī)為例，工作載荷在5-15公斤，可以平穩(wěn)地進(jìn)行離地面兩米的貼地飛行；在5分鐘內(nèi)于高海拔、極低溫環(huán)境中以每分鐘爬升500m的速度迅速起飛，并輕松完成70公里長航線飛行；在最高時(shí)速145km/h，巡航速度110km/h的條件下，從起飛點(diǎn)到距離起飛點(diǎn)10km外的檢查點(diǎn)只需5分鐘。紫燕無人直升機(jī)亦能在-40℃到60℃和高海拔、高濕、高鹽、大風(fēng)（七級）和雨雪天氣等極端不利的自然條件下順利執(zhí)行任務(wù)。
（紫燕“RANGER穿越者”無人直升機(jī)）
結(jié)語
目前，工業(yè)級無人機(jī)技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，行業(yè)應(yīng)用也逐漸普及，采用消費(fèi)級多旋翼航飛行器做巡檢任務(wù)將被趨于邊緣化。無人機(jī)的小型化，智能化的發(fā)展，使無人機(jī)的操作更加便捷，簡單。隨著任務(wù)的多樣化，工業(yè)級無人機(jī)和遙感技術(shù)、全球定位技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、地面感應(yīng)檢測系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)高度結(jié)合成為必然趨勢以形成數(shù)字化、信息化的油田管道管理系統(tǒng)，助力工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)和社會(huì)生活。無人機(jī)在油氣管道巡檢的應(yīng)用將使人工巡護(hù)智能化，提高監(jiān)控質(zhì)量和巡護(hù)效率，從根本上解決人工和電子、光線巡檢的周期長、成本高、局限性等問題。
紫燕致力于使用成熟技術(shù)與前瞻科技，制造智能化電動(dòng)無人直升機(jī)平臺(tái)，并擁有飛控軟硬件系統(tǒng)研發(fā)、飛行動(dòng)力系統(tǒng)研發(fā)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造、整機(jī)集成以及解決方案一體化定制的實(shí)力。
紫燕目前主打產(chǎn)品為電動(dòng)無人直升機(jī)，可適用于高速巡查、救援、邊境巡邏、反恐、特種作戰(zhàn)與空中警戒、訓(xùn)練靶機(jī)、中小型快速物流平臺(tái)等；未來的空中智能無人貨運(yùn)平臺(tái)可廣泛運(yùn)用于民用與軍用市場，依托先進(jìn)無人直升機(jī)技術(shù)紫燕已經(jīng)打造出優(yōu)秀的單兵個(gè)人飛行系統(tǒng)。
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