无人机应用之石油管道巡线
行业背景
我国油气管道包括原油管道，成品管道和天然气管道具有地理区域跨度大、建设年代跨度大、安全事故多发等特点，且管道总里程呈持续增长的趋势，加强管道的安全巡护与管理的需求更为紧迫。然而常规巡检显然已无法满足高、精、准的要求，需要采用更科学的技术手段进行油气管线检测。现在采用无人机巡检逐渐成为国内外油气行业的应用趋势。
截至2015年底，除台湾省外，全国已建成的油气管道总里程已达到12万公里，覆盖全国31个省。据多位业内专家预测，中国将在“十三五规划”中增加油气管道历程近六成。
长输管道特点
野外地下铺设：地形复杂，线路长，保护难度大。
管内压力高：以天然气管道为例，10Mpa相当于家用燃气管的5倍。
管道安全威胁
第三方施工、地质灾害、违章占压、偷油盗气、恐怖袭击等
管道事故危害
2013.11.22青岛输油管道爆炸，事故共造成62人死亡、136人受伤，直接经济损失7.5亿元。
2014.08.01台湾高雄天然气管道爆炸，事故共造成32人死亡、321人受伤。
管道巡检现状
人工巡检：安防效果差、效率低、人员风险高。
人工沿管线徒步巡检面对管网周边错综复杂的人文、地理环境，存在巡检死角。
人工沿管线徒步巡检受管道铺设条件限制，典型地段如河流穿越、跨越，陡坡人工巡线困难，往往巡查一条跨越管道就要绕道1至2千米，有些地方甚至无法到达。
人工巡查地质灾害点识别难，通常人工巡查范围只有管道中心线附近10米左右，地质灾害诱发点往往超过此范围。
石油管道巡线解决方案
长输管道巡检常规流程综述
日常巡检飞行频率高，异常发现更及时
定期特检更全面，微小细节皆掌握
高倍率可见光配合高分辨率红外成像，全天候执勤能力强
巡检数据人员实时可见，同时支持数据上传服务器，结合超算中心提供服务，巡检效果早知道，处理才能更及时
配合数字图像处理技术，不同飞行架次所得数据差异及时标出做到心中有数
基于机器学习技术，参考大量样例训练模型，常见异常情况准确报警
视频数据实时转发视频服务器，支持多个终端同时访问，各部门协作更高效，信息分享更及时
高分辨率三维模型，为事故分析提供强大数据支援
二十多种载荷模块化，模块间轻松切换，真正的“多面手，超能力”
早发现，快处理，高效率，高智能强大算法和技术支撑起来的是“石油人”自信的脊梁
方案设计：系统架构
应用场景
固定翼大范围巡检 多旋翼精准监控
勘察选线规划 重点区域排查
管道施工监视 偷盗现场取证
大范围常规巡检 危险施工警告
高精度测绘 实景三维建模
倾转旋翼应用场景：管道建设前
功能：勘察选址规划
利用倾转旋翼无人机搭载可见光相机，对规划管道线路进行巡查，收集周边土壤、植被等地理信息，为项目部门提供评估参考信息。
倾转旋翼应用场景：管道建设后
功能：大范围日常巡检
搭载可见光相机进行油气管道沿线巡检，记录周围土壤、植被等信息，确认沿线标志警示牌的完整性，及时发现问题并锁定位置。
对于环境复杂、地势险峻的管道线路，使用长航时无人机搭载高精度变焦相机进行沿线巡查，一方面提高了巡查作业效率，另一方面也保障了巡查人员的人参安全。
多旋翼应用场景
功能：重点区域排查
搭载高精度红外相机，可快速对油井区和石油管道等重点区域进行针对性检测，排查安全隐患；
功能：偷盗现场取证
白天搭载可见光相机进行巡查，获取管路周围土壤、天气、管路温度等信息进行分析，发现可疑情况后即可定位报警，锁定和跟踪地面目标探查细节。
夜间搭载红外相机进行巡查，发现夜间盗油现象，及时进行拍摄取证，配合远程喊话器，及时发现、制止盗油的行为。
功能：危险施工警告
在巡检过程中发现危险施工行为，自动识别定位报警，锁定和跟踪地面目标探查细节，及时进行拍摄取证，配合远程喊话器，及时发现、制止破坏管道线路的行为。