懸索跨橋智能巡檢，DJI大疆經緯M300 RTK 大顯身手

成品油長輸管道穿越多種複雜地形地貌，其中懸索跨橋是管道穿跨越的一種重要方式。根據油氣管道穿越、跨越設計及施工規範等條例，銷售華南分公司製定了規範外管道穿跨越重點設施安全維護、維修管理辦法，定期巡檢，確保管道安全平穩運行。

中國石化銷售華南柳州懸索跨

中國石化銷售華南管道管理部高級主管李偉介紹，針對懸索跨管道，傳統巡檢作業人員一般採取地面望遠鏡的形式進行巡檢，另外每年會進行一次攀爬桁跨巡檢，但懸索跨底部及拉索等位置都無法近距離觀察，巡檢存在盲區。

隨著汛期來臨，通往懸索跨的巡檢道路常常因暴雨水位上漲、滑坡等原因中斷，巡檢人員無法抵達指定區域，導致日常巡檢無法正常開展，整個管段安全風險無法識別評估，威脅管道安全運行。

日常懸索跨區域巡線小路

水位上漲，巡線小路被淹

2020年，中國石化銷售華南與大疆行業應用成立無人機聯合開發應用實驗室。懸索跨橋無人機巡檢正是實驗室的重要研究課題之一。

調研發現，目前國內及國際行業內暫時沒有開展過相關的深度巡檢研究。雙方作為該研究的開拓者，進行了兩個月的調研、研討及籌劃，突破多項核心技術，在廣西輸油二部實際現場進行了多次試驗驗證並取得成功，利用大疆不同類型無人機的組合應用，完成懸索跨的精細三維模型重建及自動化巡檢作業。

管道完整性管理中，數字化管道模型作為多種數據的承載，是重要的基石。如何高效、低成本地重建部件級高精度三維模型，是當前數字化管道應用的難點。

聯合實驗室採用大疆精靈4 RTK 進行三維影像採集，極大降低了高精度三維模型影像採集成本。應用基於點雲生成的貼近攝影航線規劃，自動生成高精度模型影像採集航線，替代手動飛行補拍影像數據，並且提高影像採集有效率。另外，大疆智圖軟件針對精靈4 RTK優化了重建算法，縮短了重建時間並優化重建效果。

實踐證明，通過貼近攝影高精度三維影像採集的方式，能夠有效提升三維模型的精度，能夠清晰分辨抗風索連接處、管道支座、主塔塔基等零部件。相比傳統五航向傾斜攝影採集效率更高，模型細節重建更準確。可滿足數字管道懸索跨模型應用。

高精度三維模型與粗精度模型對比

懸索跨橋設備結構複雜，需要對主索、抗風索錨固點位置、混凝土基礎、鋼塔架、管道防腐情況等展開精細巡檢。檢查點多且情況各異，人工巡檢即使借助望遠鏡也難以完成，攀爬至桁架進行巡檢安全風險高，效率低，從而導致巡檢頻率較低。使用無人機巡檢，需要提前分析巡檢目標、規劃合理的航點及航點動作。

懸索跨人工檢查

聯合實驗室結合當前懸索跨橋各部位巡檢精細度要求、巡檢頻率要求、懸索跨設計結構特點，對比高精度三維模型，對懸索跨能夠通過無人機巡檢的部位進行逐一拆分，根據經緯M300 RTK 及禪思H20的性能，設計出一套針對懸索跨橋的高質量、高效率巡檢航線及採集任務。     

懸索跨橋無人機巡檢部位樣張

巡檢人員手動飛行巡檢，需要靠近懸索跨橋各結構，複雜的拉索抗風索結構對飛手同時意味著操作難度和安全風險。飛手還需要掌握一定攝影知識，才能清晰準確地採集巡檢照片。日常手動飛行存在不少漏拍、多拍、錯拍的情況。

聯合實驗室採用大疆經緯M300 RTK， 通過在線任務錄製功能，記錄飛行器運動、雲台俯仰、照片拍攝、變焦等多種動作，將其存儲為航線文件。另外，還可以在樣片中框選目標區域，以便AI算法自主比對目標區域和飛行時的實時畫面，據此糾正拍攝角度，從而保證每次作業都能拍到同一巡檢目標。之後，巡檢人員僅需啟動並且執行航線任務即可自動完成巡檢任務。

標註AI 識別區域

經過現場多個架次驗證，基於經緯M300 RTK的在線任務錄製自動巡檢方案，所獲取的圖像信息精準清晰，可滿足此類懸索跨的日常巡檢重複精度要求。

多個架次作業重複精度可靠

懸索跨橋結構複雜，對首次飛行人員的操作能力依舊有一定要求，巡檢路線優化修改不便。聯合實驗室進一步採用三維模型離線巡檢任務規劃的方式，有效降低巡檢路線規劃難度，並且可以根據懸索跨變化情況隨時調整，靈活方便。

採用精靈4 RTK 採集影像重建所得的高精度三維模型，具備絕對位置坐標。逐一標註巡檢目標，大疆智圖軟件能夠反算對應的無人機航點坐標、雲台俯仰角、相機變焦倍率，並且可以預覽巡檢效果，最終自動生成巡檢飛行任務。實驗室針對柳州懸索跨特點，設計了190 個巡檢位，覆蓋了所有無人機可巡檢的懸索跨橋目標。

大疆行業應用APP DJI PILOT 支持導入大疆智圖生成的離線三維任務文件並執行。採用經緯M300 RTK 及禪思H20 相機，兩個架次即能完成懸索跨橋完整精細化巡檢。    

實際飛行發現，基於大疆智圖的離線三維巡檢規劃的自動巡檢作業，事前能準確模擬出實際採集連接件級別的大小目標，並在自動巡檢過程中準確採集。

中國石化銷售華南分公司廣西輸油二部副經理張羽表示：“此次利用無人機進行懸索跨三維立體巡檢試驗的成功，可極大降低人員巡檢的安全風險，在以往無法巡查到看不到的地方，現在都可以看的清清楚楚，而且這種巡檢方式非常智能，對懸索跨橋檢查幫助非常大。”

柳州懸索跨橋無人機作業現場

採用無人機三維立體方式進行懸索跨橋智能巡檢，能夠有效覆蓋桁跨、主塔、拉索等人員難以巡檢的部位，實現全方位自動化巡檢，提升巡檢效率與效果，未來有望將懸索跨橋巡檢模式，將頻次從年度巡檢提升為季度或月度，聯合實驗室也將進一步進行研究，發揮好先驅作用，力爭盡快將成果進行轉化，造福整個行業。