“低空智联网”带来怎样的未来？中国工业无人机正在告诉你
转自：瞭望东方周刊
融入低空智联网，创新应用场景，工业级无人机等低空飞行设备正在持续拓展城市治理的“高度”和“广度”，让城市治理更“立体”。
塞罕坝机械林场位于河北承德市围场满族蒙古族自治县北部坝上地区，内蒙古高原与大兴安岭余脉、阴山余脉交界处。这是世界最大的人工林场，它像一座坚实的屏障，挡住了南侵的漫天黄沙。穿越林场的27条输配电线路，以往需要供电部门运维人员，以人力巡线方式逐一排查隐患，作业条件艰苦、巡查难度大。
为解决输配电线路巡检难题，2024年，塞罕坝森林防火首次用上了“数字孪生技术”，搭建起“数字林场”。在数字平台上，无人机飞过轨迹好像一条条银线，留下串串激光点云数据。
每天，天津云圣智能科技有限责任公司（以下简称“云圣智能”）的“圣·宝莲灯全自主无人机巡检系统”按照程序设定，飞出无人机，前往林场开展巡检。电量不足时，无人机会自主寻找最近的宝莲灯全自动机场（以下简称“宝莲灯”）更换电池。在“宝莲灯”内可实现无人机电池与吊舱的自动更换，无需人员干预。
区别于消费级无人机，工业级无人机是高效便捷替代原有工具，服务于各行各业的无人驾驶航空器。早在“低空经济”概念大热之前，国产工业级无人机已在植保、电力、气象、环保、建筑、医疗等领域多点“开花”。
工信部装备工业发展中心低空经济研究员、中国无人机产业创新联盟副秘书长金伟表示：“目前，我国工业级无人机占全球市场份额的一半以上，并且保持领先趋势。”
巡查电网
从2024年春节至今，云圣智能联合创始人朱胜利已带领团队奔赴各地，参加了五六场低空经济大会。
云圣智能创始团队有多位计算机视觉、人工智能、无人机飞控和通信芯片方面的专家、博士，因此他们在企业创立早期就把发展方向定位为“人工智能+无人机”。
“团队的第一桶金来自国家电网。”朱胜利告诉《瞭望东方周刊》，“发展工业级无人机系统，我们瞄准一个核心问题：研发真正的‘无人’机，去掉飞手（无人机操控员）。传统巡检需要翻山越岭，跋山涉水，巡检员背着干粮每天要走几十公里。发展无人机系统的初衷是进行电网的精细化巡检，让数据更精准，同时减少人力的辛苦和危险。如果需要飞手背着沉重的电池包跟着飞机每天走几十公里，那发展无人机巡检就没有意义。”
去掉飞手，无人机如何自主完成任务？首先，把机场当成无人机的“家”，根据不同尺寸、不同续航能力的无人机型号，分布式建设不同机场和基础设施；然后，通过软硬件规划，由系统制定飞行计划，对无人机进行集群化管理，让无人机自动完成执飞、换电、采集数据、生成报告等一系列操作。从这样的思路出发，云圣智能设计出了电网无人巡检系统，为客户交付了“机、网、云”一体化系统级产品和解决方案。
“最难突破的技术是让飞机精准‘回家’，降到机场。换电的过程要精确到毫米级，一点不能偏差。研发过程中，我们试烂了很多无人机，终于攻克了相关算法和技术。如今，云圣智能是全球唯一能自动更换电池和多元传感器（各种吊舱）的全自主无人机解决方案提供商。”朱胜利说。
“了解客户需求，我们先把自己训练成行业专家。”朱胜利以电网行业举例说，“输电、变电和配电不同专业都有不同的详细需求，比如输电专业的巡检，要对9大类45小类的问题进行数据采集、分析以及模型训练。包括无人机巡检时拍摄的每一张照片，其命名规则都必须与专业要求一致。”
如今，无人机在电网的应用场景越来越广泛，越来越多“无人机+末端执行器（连接在机器人边缘的工具）”正在落地应用：广东佛山输电线路直线塔超精细化巡视技术可实现设备的“毫米级”可见光及红外检测，广西柳州无人机装载灭火弹可精准扑灭模拟山火点，云南曲靖无人机悬吊铁棒可不停电对直流线路进行敲打除冰……
朱胜利认为，未来，工业级无人机引领的新型低空生产服务生态要进入低空智联时代。从无人机厂商到基站厂商、算力平台和数据中心厂商，产业链多方要共同建立统一的低空立体物联网数字管理新生态。
4月18日，在国务院新闻办公室举行的新闻发布会上，工业和信息化部副部长单忠德表示，下一步，要围绕无人化、电动化、智能化发展趋势，加快新型通用航空装备核心技术攻关；要充分利用好、发挥好新一代信息通信技术、数字技术、智能技术、人工智能等技术，加速低空智联技术攻关和模式创新。
应急救援
应急救援是工业级无人机的典型应用场景之一。
4月21日，广东韶关市江湾镇在连日暴雨中失联成“孤岛”。在广东省应急厅的紧急调配下，由中山福昆航空科技有限公司（以下简称“福昆航空”）研发生产的垂直起降固定翼无人机，搭载着移动公网基站，在江湾镇核心区域上空盘旋飞行，为当地救援指挥中心传回了灾区首份可见光画面资料，让受灾群众与家人取得了联系。
6月，广东梅州发生暴雨灾害。福昆航空无人机再次搭载移动基站飞抵灾区，在平远县泗水镇受灾最严重的文贵村、大新村上空，向当地1888名居民发送应急通知短信，为抢险救灾架起通信保障之桥。
在广东数次极端降水过程中，福昆航空工业级无人机扮演了应急救灾的重要角色。“应急救援场景对无人机的航时航程、抗风抗雨能力、稳定性等都要求较高。救援无人机上面搭载的通信设备可能是飞机本身价格的好几倍，保障通信设备安全至关重要。我们在产品研发过程中将安全放在首要地位，着重在安全性环节根据客户详细的技术指标不断死磕，做精做细。”福昆航空副总裁、御风未来副总裁岳婷婷告诉《瞭望东方周刊》。
浙江丽水市，森林覆盖率达81.7%，这里四面环山，山区地形复杂多变，给传统的森林防灾及火情监测带来极大困难。浙江容祺科技有限公司（以下简称“容祺科技”）的重型纵列型无人机弥补了这一短板，其灵活机动的性能使其能够轻松飞越崇山峻岭，深入林区进行常态化实时监测，为工作人员提供准确、全面的森林信息。
容祺科技总经理陈恳告诉《瞭望东方周刊》：“无人机能够对火情进行实时监测，对初期火灾进行‘打小打早’式灭火。针对中期火情，我们计划在常态化易发火情区域中心建设百吨级的蓄水池，在传统地面消防车无法到达的情况下，由重型灭火无人机搭载消防水带，对火情区域喷水或投放阻燃剂。”
无人机救火，在城市内也能发挥极大作用。陈恳介绍，针对高层建筑灭火救援的痛点，容祺科技联合江苏省消防救援总队，用运载无人机搭载消防灭火相关载荷设备飞到高空，向高层建筑中心着火点区域发射破窗灭火弹，破窗弹头可将18毫米厚的钢化玻璃打破，然后无人机投放灭火弹，释放超细干粉阻燃剂进行室内灭火。
我国是受自然灾害影响最严重的国家之一，如何运用人工智能、大数据、云计算等新兴技术手段解决传统应急救灾体系中存在的问题，是相关部门的重要课题。《“十四五”国家应急体系规划》提出“系统推进智慧应急建设”“推广运用智能机器人、无人机等高技术配送装备”，长航时大载荷无人机、大型固定翼航空器被列入重点发展的智能无人应急救援装备。
“航空应急救援产业是低空经济的重要组成部分，目前国内已形成从中央到地方，从政府到行业部门大力推进航空应急救援体系和能力现代化建设的良好势头。”应急管理部国家消防救援局原助理总监闫鹏说。
城市治理
在中新天津生态城，公安、消防、城管、交管、环保等13个委办局向城市大脑运营中心提出巡检需求后，一架“虎鲸”工业级无人机按照自动规划的航线，自动完成巡检任务，然后自动返回“虎穴”全自动机场。这样的无人机巡检，已成为生态城的常态。
2019年，云圣智能和中新天津生态城智慧城市运营中心携手打造了城市治理无人机工具箱，为公安、消防、城管、交管等多部门提供空中侦察、语音喊话等能力支撑。
“我们和当地政府共同进行低空经济在城市治理场景下的应用探索。”朱胜利介绍说，云圣智能推出了空地一体化城市治理系统，每套全自主无人机巡检系统都可以化身为一个城市网格员“云小圣”，让管控平台做到“一屏观天下，一网管全域”。
中新天津生态城智慧城市发展局副局长安脉介绍，中新天津生态城目前已建设无人机固定航线283条。自2020年1月至今，无人机已飞行5000多架次、拍摄照片近2万张。
飞过城市上空的无人机，为城管工作插上了“翅膀”、装上了“千里眼”。
在别墅里悄悄搭建阳光房、夜间违规施工、在非法装卸点偷倒渣土……这些原本需要大量执法人力才能发现的活动，如今难逃“空中侦察兵”的火眼金睛。上海浦东城管在全国率先探索数字化综合执法应用场景开发，先后设置16个无人机机场，区域内八成以上区域可适航飞行。
运用无人机巡航，上海浦东城管拓展了“非现场执法”的空中视角。通过非现场执法应用系统采集电子证据、固定违法事实，形成了非现场执法“全过程、全流程”闭环，提高了城市管理的智能化水平。截至2024年5月底，一年多时间里，无人机执飞计11918架次，飞行里程7.3万公里，工单总量超过300个。
上海浦东城管相关负责人表示，无人机辅助执法的前景广阔，未来将进一步优化飞行路线和航班安排，提升巡查效率及监管效能，并增强无人机智能监管的判断和分析能力。
以工业级无人机辅助城市治理，正在全国多个城市推进。
4月29日，武汉市东湖高新区(中国光谷)开设“低空经济服务窗口”，挂牌成立湖北省无人机行业协会光谷分会，以无人机赋能城市治理作为切入点，抢抓低空经济发展机遇。相关负责人表示，预计2024年底，中国光谷将拥有全域覆盖的无人机和自动机库，1个综合共享的无人机指挥中心，在城市治理、公共安全等28个领域开展应用，并逐步拓展民生领域应用场景。
6月21日，位于广州明珠湾核心区的全国首个全空间全要素无人体系超级示范应用场景正式亮相。明珠湾管理局副局长杨琼表示，明珠湾核心区将进一步融合无人机、无人船及巡检机器人等装备的综合应用，实现“陆-海-空-地下”协同联动的综合服务。
融入低空智联网，创新应用场景，工业级无人机等低空飞行设备正在持续拓展城市治理的“高度”和“广度”，让城市治理更“立体”。