原创《曹飞：打造无人机电力巡线版图》
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创业第9个年头,曹飞说：“无须讳言,不是每个人都适合创业这条路,一定要有创业心态才可以.人生只有一次,从开始到结束,大家都一样,顶多在时间长短上有点差别.所以我希望能够在这有限的长度内开拓广度,去做一些有意思的、不一样的事情.可能这是我的性格使然吧.”
曹飞,中飞艾维创始人兼CEO,中国直升机电力应用的开创者.他推出的直升机巡线、带电作业、水冲洗、放线等技术水平国内领先,创新地提出了无人机电力应用理念.
2009年,曹飞创立北京中飞艾维航空科技有限公司,专注于无人机电力应用.公司具备从无人机设计、研发、生产到飞行服务的全产业能力,开发了无人机电力巡线作业方法等多项专利技术,致力于为客户提供从无人机数据采集到后期数据分析的一站式飞巡服务.中飞艾维利用自主知识产权的无人机全自动飞巡技术和多年积累的空间数字地图,将无人机作业与人工智能、云计算、大数据等技术深度整合,并在石油、铁路、电信等多个领域进行拓展,为传统工业产业提供无人机数据采集服务,打造数据资产.如今,中飞艾维作为电力无人机巡线作业服务的开创者,电力巡检业务已涵盖全国20多个省市,无人机电力巡线服务市场覆盖率第一.把这份鲜亮的“成绩单”往前翻,曹飞和中飞艾维的故事缓缓展开扉页.2001年,“职场新鲜人”曹飞走出华北电力大学的校园,学习电力系统自动化的他,顺利进入专业对口的国家电网公司工作,负责北京供电局线路巡查工作.“在那个年代,全国的电力线路巡查工作都需要人在地面拿望远镜去看.但在国外,尤其是在发达国家,是由有人直升机进行巡视.”曹飞回忆道.
受到这个启发,曹飞牵线首都通用航空公司,在国内第一次把有人直升机巡线的方式引入了国家电网.在他看来,海外技术发展已较成熟的直升机电力巡线,市场前景非常好.2003年,曹飞从国家电网辞职,赴英国利兹大学深造,主修工业设计.学习之余,他的足迹踏遍了法国、美国、澳大利亚、新西兰等直升机巡线发达的国家,走访了很多业内公司并着手合作事宜.20 05年,曹飞回国,同时将全套有人直升机电力作业技术和高水平外籍飞行员带回国内,加盟首都通用航空公司,开始全面推广直升机在中国电力行业的应用.
“在那时的工作过程中,我发现有人直升机在中国应用还是有很多弊端的.”曹飞说,首要难题就是当时中国通用航空行业和欧美国家有差距,国内没有那么多民用直升机和直升机飞行员,配套也不健全.其二,也是很重要的一点,直升机电力作业是全球公认最危险的行业之一,保证安全性极其必要.国外先进的有人直升机电力巡线技术落地面临种种困难,那么,有什么方法可以让电力巡线更省力、更安全、更经济、更符合国情呢？念念不忘,必有回响.2 0 0 8年,一个契机出现了.
2 0 0 8年1月,中国南方部分省市不同程度遭受低温、雨雪、冰冻灾害影响.“当时路上冻得跟冰湖似的,很多地方电力倒塔断线,需要我们去抢险.”曹飞接到的任务,说简单其实也很简单：山里的路被大雪封了,施工队伍希望电力巡线直升机飞进山区勘察倒塔断线的情况,摸清倒塔数目,好准备足量的材料去抢修.但就这个看似简单的任务,因为天气恶劣,直升机撞上了山.虽然幸而没有人员伤亡,曹飞却再一次深深感到：自己必须尽快找到一个真正“简单”的方法,彻底杜绝人员安全隐患.
“其实,只是飞进去看看,把画面拍回来就可以了.”当时的曹飞自言自语道.
还没等曹飞把脑海中这几近呼之欲出的想法清晰化,第二个事件再次冲击了他的思维.2008年5月,.灾区及其周边道路损毁严重,天气状况十分恶劣,飞机飞不进去,只能高空跳伞救援.当时,曹飞很多飞航模（当时还不叫无人机）的朋友参与到了民间抗震救灾队伍中去,为震区拍摄了大量宝贵亟需的灾情资料.“从那时开始,大家发现航模,还有我们这些航空爱好者,做的事其实是很有价值的.我个人认为2 0 0 8年就是中国无人机发展的元年.2008年开始,国内陆续成立了很多无人机公司,这也是我事业发展的一个分水岭.”
曹飞最终找到了自己心中疑惑的答案,也找到了新的创业发展方向.2 0 0 8年起关注无人机的他,1年后正式成立了中飞艾维.“从一开始,我的初衷就不是造一架无人机,而是解决电力巡线的痛点.”曹飞的目标,是将无人机和人工智能技术相结合,让电力巡检更智慧.
电力巡检作业量非常大.全国110千伏以上输电线路118.5万公里,80%以上都在崇山峻岭中,而且需要每月巡视一次.传统的人工巡线需要人在地面看,很多时候是没有路的,巡线人员翻山越岭,风餐露宿.“有些塔所在的山,爬上去两个小时,下山又要两小时.这种塔,一天最多只能巡检两个,效率非常低.一旦遇上坏天气,人就更难到达了.即使到达现场,雨雪天气里,一座塔至少三五十米高,人在地面也看不清楚.”
很多细节也是肉眼远望难以察觉的,如螺栓、销钉缺失,导线断股,防震锤位移,此时就需要巡线人员穿着屏蔽服爬塔走线巡查缺陷.这是带电作业,有危险系数.
电力飞巡服务,是中飞艾维在中国率先提出的无人机运营服务理念,直接为客户提供所需的飞巡报告,无须客户自己购买飞机、培训人员,还可根据客户需求提供化的飞巡解决方案.“我们在国内第一个推出了无人机巡线服务外包这种作业方式.国家电网、南方电网、内蒙古电网的第一个无人机电力巡线项目也都是我们做的.”曹飞自豪地介绍道.那么,无人机电力巡线“看”的是什么呢？中飞艾维拥有多旋翼、固定翼两种无人机机型,分别满足电网的不同需求.无人机不受地形限制,巡检效率是传统人工的20倍以上.固定翼飞得远,速度快,覆盖面积大,可以大范围、多频次地对通道走廊进行巡视,主要看线下的违章施工、挖沙取土,以及覆冰、山火等灾情普查.但固定翼也有缺点,就是因为不能悬停所以看不了更多细节.多旋翼可以悬停,可以飞得贴近导线看细节.比如说塔上有一个螺栓,多旋翼拍回的图放大后可以观测到螺母缺失.风吹导线,螺栓就可能掉落,地线砸到底下导线导致险情发生.在实际作业中,固定翼和多旋翼也可组合应用.无人机的好处就在于“有图有真相”,所有的结果都是可复核、可追溯的,造不了假.在拍摄图片的精度上,曹飞提出了自己的概念,叫销钉级缺陷.“销钉基本上是线路里肉眼可见的最小单元.能拍出销钉的缺陷,是我对拍摄图片清晰度的要求.”除可见光外,中飞艾维无人机还可以搭载红外线设备进行测温.
“有些缺陷表面看上去没问题,但内部损毁的话就会发热.”曹飞给中飞艾维的定位和一般的无人机公司有些不太一样,他更愿意叫自己为无人机运营商.曹飞认为,随着今后产业规模的不断扩大,要让客户真正把无人机技术和产品用起来,市场就需要有运营商的角色.比方说一个塔,无人机该怎么飞,拍多少个角度、多少张照片才能覆盖所有区线,电网自己不会琢磨这个事情,单纯的无人机制造商也不考虑这些.“这些规则都是我们制定的,中飞艾维想成为无人机领域的‘航空公司’.我们的科研团队一半是电力出身,一半是航空出身.我们原来说：‘我们比搞电力的懂航空,比搞航空的懂电力.’但现在我们提出：‘要比搞电力的懂电力,比搞航空的懂航空.’”
中飞艾维是行业内首个能出缺陷分析报告的公司.多年的从业经验让曹飞明白：客户要的不是那些航拍照片,他们真正想知道是缺陷信息.中飞艾维的电力专家专门为客户提供符合电网运行规范的缺陷分析报告,客户体验非常好.“我们是一个以市场为导向的技术型公司,真正的核心部分是技术.”
曹飞分析道,现在无人机最大的问题就是无人机不无人,每架无人机都需要人操控,如此一来大幅度降低了巡检效率和质量.无人机一般都靠GPS导航,GPS本身就有漂移,水平精度偏差2到10米,垂直精度偏差更大.“三年前中飞艾维自己开发的自驾仪可以把导航精度细到厘米级,做到这一点后就可以实现另一个功能——我们的无人机现在已经可以实现自己绕塔飞行、拍照片,这个过程不需要人去干预.要做到这点,除了高精度定位外还需要每个塔精准的空间位置信息.精准的空间位置信息数据库收录的是六维立体坐标,针对每个缺陷点都会有拍摄角度定位.建立精准的空间位置信息数据库是很艰苦的工作,但我们通过日常飞巡服务把它建立起来了.基于这个数据库,我们的无人机现在可以自己绕塔飞行,让无人机真正地实现‘无人’.”
实现自动飞行后,曹飞又发现了另一个问题——无人机续航时间不够长.电池瓶颈问题不是中飞艾维的研究方向,曹飞转换思维,他想：可不可以跟扫地机器人充电一样,在塔上装充电桩？结合高精度定位技术和空中地图、自动充电技术、高速回传网络,中飞艾维开发的空中巡检机器人“龙巢”诞生.曹飞笑道：“为什么叫‘龙巢’？就是带‘窝’的无人机.今后,无人机就‘住’在塔上不下来了,有电的时候干活,没电回‘窝’充电.”“龙巢”再一次改变了现有的巡线模式.“龙巢”投入使用后,应用区域内再也不需要人员背着无人机赶赴现场,无人机可以“定居”在那里实时提供作业,进一步提升了巡检效率.
以“龙巢”为代表,中飞艾维实现了“四化”,即：自主飞行,经验数据化.通过前期人工数据采集和分析,形成基础的3D数字空间地图.数据采集,采集标准化.通过基础的空间地图,配合高精度自主定位技术和自主编程拍摄技术,实现了标准化的数据采集.深度学习,识别机器化.基于海量的标准化无人机巡检线路数据,开始逐步实现人工智能缺陷识别.数据管理,数据资产化.中飞艾维与电网合作建立无人机巡线精益管理系统,实现对无人机电力巡检作业流程的闭环管理及巡检数据的归集、整理、分类和筛选等.
回首创业历程,从一开始的电力巡线无人机研发、生产,到推出了飞巡服务和区线报告,进而实现了空间地图和标准化数据,从而可以进行机器识别和数据资产化,为整个产业提供支撑.曹飞说：“未来,希望我们Dronest的‘龙巢’可以变成Net的‘龙巢’网络,遍布到全国甚至世界各地.不仅仅用于能源互联网,还可以利用无人机对存量市场和传统产业进行数据采集,借助人工智能技术对采集的数据进行分析,进而为这个产业提供升级.”
8年稳步成长,中飞艾维拥有了专业的解决方案制定能力,参与制定无人机电力作业指导书及行业标准,自主研发电力巡检信息管理软件,完美匹配电力行业；深厚的研发能力,拥有从无人机到自驾仪的开发实力,研发多款多旋翼、固定翼无人机,与北京航空航天大学、华北电力大学成立联合实验室；强大的飞行作业能力,具有自主电力飞巡人员培训体系,团队电力行业飞行作业经验超8 年,拥有专业、合法、合规的飞行保障,具备专业的电力缺陷分析能力；完善的生产能力,具备从无人机机身模具制造到电子件安装、喷漆等全套生产线,是国家电网首批无人机考厂合格单位.加入微软加速器后,中飞艾维和微软充分进行行业应用交流和结合.微软人工智能技术对中飞艾维收集的缺陷作后期自动化判断,然后进行技术支持.现在,中飞艾维的数据可以上传到Azure云端,利用Azure云,不光是存储,还可以进行人工智能计算.微软加速器还积极帮助中飞艾维对接行业合作,为其引荐美国霍尼韦尔公司,以期在飞控和光伏电站管理方面达成更广泛的合作.
“市场非常有潜力,可挖掘空间还很大.创业8年,我只做了这一件事,还是觉得没有干透、干专.我们的大数据要更进一步和产业结合.到底这些数据能够为产业智能化提供哪些支持,这是我们将不断探索的.”曹飞说道.
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