巡检工作向着更高效、更智能的方向发展

低空经济是以各种有人驾驶和无人驾驶航空器的各类低空飞行活动为牵引，辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态，产业链条长、辐射面广、成长性和带动性强。

2021年国务院在《国家综合立体交通网规划发展纲要》首次提出发展低空经济。2023年中央经济工作会议指出，以科技创新引领现代化产业体系建设，以科技创新推动产业创新，打造生物制造、商业航天、低空经济等若干战略性新兴产业。2024年，低空经济首次被写进政府工作报告。放眼全国，广东、安徽、浙江等各省市均在加快推动低空经济的发展，部分城市已陆续出台低空经济相关规划或政策支持。

作为创新之城，深圳有较好的低空经济产业基础，形成了相对完整的产业生态链，拥有多家低空经济头部企业，消费级无人机占全球70%的市场份额。根据相关文件，深圳正加速布局“天空之城”，抢跑低空经济发展的“新赛道”。

2023年11月，深圳市政府工作报告明确提出，建设低空经济中心，打造通用航空产业综合示范区、民用无人驾驶航空试验区，培育发展低空制造、低空飞行等新增长点。2024年新年伊始，深圳市出台全国首部低空经济产业促进专项法规——《深圳经济特区低空经济产业促进条例》，从基础设施、飞行服务、产业应用、技术创新、安全管理等方面助力低空经济产业新发展，为低空经济“腾飞”铺平法治跑道。

本文主要围绕基于无人机的AI智能巡检展开思考。

一、巡检业务痛点

（1）巡检的定义及作用

巡检，通常指的是对设备、设施、生产线或系统进行定期检查和维护，以确保其正常运行并及时发现和处理潜在问题。通过定期检查，发现并解决尚未严重影响生产或服务的问题，及时发现和修复安全隐患，保障人员和设备安全。巡检可以是人工进行的，也可以借助智能设备和自动化系统来完成。

（2）发展阶段及痛点解析

巡检技术和方法经历了不同的发展阶段。早期人工巡检阶段，主要依赖人工定期或不定期进行设备和设施的检查；后来，引入初步的自动化工具，如手持设备记录、条形码扫描等，数据收集效率有所提高，但仍需人工执行，信息整合和分析工作繁重；当下，巡检逐渐进入智能化阶段，通过利用物联网（IoT）、大数据分析、人工智能（AI）等技术，实现设备状态的实时监控、主动诊断和预测性维护，自动分析异常，巡检效率和智能化水平大幅提升。

尽管如此，目前城市巡检仍以人工巡检为主，这导致巡检工作一方面不仅耗时费力，存在效率低下、主观性强、准确性受个人状态和技能影响等问题；另一方面，巡检流程非标准化，结果不一，难以量化评估，难以实现对巡检全流程数据的管理和跟踪，无法全面、及时掌握运营状况。

二、基于无人机的AI巡检技术

（1）新的巡检技术

在此背景下，笔者提出基于无人机+AI的智能巡检技术方案架构，以无人机高空感知设备为基础，构建面向无人机+AI的泛在智能应用能力，实现从硬件设施到平台功能，再到场景应用的全链条闭环。硬件侧，包括无人机、智能机巢及边缘控制盒，并根据业务场景需求可挂载高清摄像头、激光雷达、喊话筒等设备；平台侧，构建面向无人机飞行控制和巡检应用功能，强化无人机应用。

图1 基于无人机的低空AI智能巡检技术架构

1）硬件设备

在硬件设备方面，一般包括工业无人机、智能机巢和边缘控制盒，并根据不同的业务场景可挂载对应设备。

工业无人机。应支持云端控制、自主升降、航线自动跟踪、轨迹实时展示、自动巡查、多路双向同步传输、安全预警策略等功能，无需人员进驻作业现场，支持按照需求挂载多样性的设备。

智能机巢。地面智能机巢系统保证全天候巡查，为无人机提供持续充电、停机、运维等服务，保证无人机全天候飞行作业；同时，机巢高度自动化，远程管控无人机飞行作业，日常无人化维护，无人值守。

边缘控制盒。边缘控制盒基于边缘计算及AI识别技术，应具备无人机协议适配、飞行控制、航点规划、AI识别、健康管理等核心功能，实现在边缘侧高性能的数据处理和决策，使飞行器具备更加自主、高效和安全的飞行能力，具备轻量化、及时性及自主性等特点。

2）软件平台

在软件平台方面，围绕无人机巡检的飞行任务申请、飞行控制、飞行数据分析应用等，可构建的核心功能一般包括如下：

飞行任务申请。即在线申请无人机巡检飞行，支持自动化的飞行任务排班调度，实现对无人机飞行任务管理，掌握无人机空闲时段，最大化驱动无人机灵活使用，满足跨部门的飞行任务排班需求。

飞行控制。基于数字孪生技术，精细化设定三维线路与飞行计划，实现对无人机的智能化飞控，应具备自动避障等应急管理功能。

AI配置。内置面向不同业务场景的AI算法仓库，根据巡检的场景需要，可配置启用的AI算法，配置完成后应支持在线实时响应。

5G鹰眼。利用5G高速传输技术构建无人机后台鹰眼，实时查看“上帝视角”的视频流和远程指挥。

事件中心。应具备事件全流程功能，包括无人机实时图像、视频回传、问题清单等模块，将基于无人机识别的预警事件纳入事件中心进行统一管理，实现“即时发现-实时预警-高效处置-重点巡查”的事前预警、事中处置、事后追溯的全链条闭环工作模式。

· 事前预警：以事件为驱动，在前端实现无人机的数据采集、智能分析、预警推送，并结合平台实现调度处置、固化证据等业务闭环流程；

· 事中处置：建立统一的管理平台以完成数据的汇聚、共享及分发；

· 事后追溯：人机协同，监督后期整改情况，对巡查对象全周期监测。

远程交互。可通过无人机搭载喊话设备，借助无人机“喊话”模式进行远程交互，对无人机飞行路线的运行状态展示，处置人员进行远程接管，使得处置更灵活机动。

（2）主要优势

基于无人机AI的智能巡检一般具备如下优势：

一是边缘计算：基于边缘计算及AI识别技术，在边缘侧实现高性能的数据处理和决策，使飞行器具备更加自主、高效和安全的飞行能力。

二是全链条事件闭环：构建“即时发现-实时预警-高效处置-重点巡查”的全链条闭环工作模式，实现数据采集、智能分析、预警推送、调度处置的端到端事件闭环，为业务赋能。

三是平战结合双场景驱动：构建“平战结合”的双场景巡检模式，可实现日常巡检处置流程和战时应急处置流程的快速切换，平时可承担日常管理巡检任务，战时可快速侦察现场情况，提升应急处置效率。

三、应用场景

基于无人机的低空AI智能巡检技术可广泛支撑政府、农工商、公共、零售等行业开展相关应用，为行业智能化发展赋能。以道路巡检、景区/绿道巡检、河道巡检、工地监管等场景应用为例阐述如下。

道路巡检场景：可构建全自动无人机道路交通的智能巡检服务应用，利用5G通信技术实时监控交通现场，结合无人机空中优势，通过定点拍摄、沿线扫描等方式弥补路面监控的空间限制，实时监测交通大流量路段，并结合AI算法自动完成交通目标识别、车流/车速/排队长度等指标统计、交通事故定位等，助力优化和提升重要路口、路段的管控能力。同时，无人机还可以结合地面巡查进行地空联动，形成立体巡查体系，通过无人机实时传输路段画面，能直观、全面、精准地识别道路多维度的交通流量和通行状况，第一时间向正在指挥疏导交通的工作人员发布指令，反馈和优化疏导措施。

景区/绿道巡检场景：由于景区、绿道一般具有节假日人流量大、环境开放（露天）、兼具保护与观赏多重属性等特点，可基于无人机在区域内实现自主巡逻，并通过搭载设备，借助AI算法，实现区域常态管理监控、游客情况监控、异常行为检测等，并及时通知相关人员做出响应，实现精细化管理。

河道巡检场景：可解决河道沟渠地处偏远、人手不足的问题，提高河道巡、管、护效率，实现无盲区治河、快速化响应。例如，无人机搭载多光谱成像仪、水质采样仪、夜视系统等设备，可对水质情况、河水流量、沿岸环境等进行全方位巡查监测；此外，搭载智能算法与定制化飞控设计，可实现对落水人员展开快速救援协同。

工地监管场景：可利用无人机多方位、自动化监管建筑施工现场，结合AI算法监测工地扬尘、裸土覆盖等情况，自动分析施工过程是否规范以及施工人员作业是否符合要求等。

四、思考与小结

随着技术的快速更新迭代，为应对城市巡检需求的复杂性和挑战，无人化智能巡检将成为趋势，无人机、机器人和自动驾驶车辆等无人化设备将被广泛引入巡检作业，以释放人力；高度自动化和智能化的系统，使得巡检能够在更复杂和危险的环境中进行，并提供更准确和更及时的数据，使得巡检工作向着更高效、更智能的方向发展，实现真正的智巡。