為深入貫徹落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院關(guān)于發(fā)展低空經(jīng)濟(jì)的工作部署，促進(jìn)低空經(jīng)濟(jì)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展，加快推進(jìn)無(wú)人機(jī)技術(shù)在公路橋梁巡檢領(lǐng)域的應(yīng)用，進(jìn)一步提升橋梁養(yǎng)護(hù)的智能化與精細(xì)化水平，由交通運(yùn)輸部公路局指導(dǎo)、中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院舉辦

　　從今天開(kāi)始，我們將對(duì)此次進(jìn)入決賽的參賽隊(duì)伍及其優(yōu)秀案例進(jìn)行推送，進(jìn)一步展示我國(guó)無(wú)人機(jī)在公路橋梁巡檢方面的應(yīng)用能力。

　　上海市建筑科學(xué)研究院有限公司是上海建科集團(tuán)股份有限公司下屬核心企業(yè)，是上海市高新技術(shù)企業(yè)，首批獲得“上海品牌”建設(shè)工程咨詢企業(yè)，中國(guó)綠色建筑影響力10強(qiáng)設(shè)計(jì)咨詢企業(yè)。上海建科院交通市政板塊業(yè)務(wù)擁有80余項(xiàng)資質(zhì)與認(rèn)可，并通過(guò)CMA資質(zhì)認(rèn)定、資質(zhì)平臺(tái)CNAS實(shí)驗(yàn)室和檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)認(rèn)可，管理體系已通過(guò)ISO9001質(zhì)量、ISO14001環(huán)境、OHSAS18001職業(yè)健康安全的三合一體系認(rèn)證，是上海市建交系統(tǒng)單位資質(zhì)類型最齊全、專業(yè)門(mén)類最多、綜合等級(jí)最高的單位之一。申報(bào)單位針對(duì)既有橋隧基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維中傳統(tǒng)人工作業(yè)效率、質(zhì)量、安全及不可達(dá)盲區(qū)等行業(yè)共性瓶頸問(wèn)題，經(jīng)過(guò)多年持續(xù)研發(fā)和聯(lián)合攻關(guān)，建立了國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的橋梁檢測(cè)三維數(shù)字作業(yè)系統(tǒng)和大型橋梁自動(dòng)檢測(cè)裝備，其中基于無(wú)人機(jī)的巡檢技術(shù)已應(yīng)用于上海、浙江、江蘇、天津、寧夏、廣西等多個(gè)省市，獲得發(fā)明專利授權(quán)10余項(xiàng)，主牽獲得華夏建設(shè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、上海市公路學(xué)會(huì)特等獎(jiǎng)、上海市數(shù)字城市建設(shè)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)等科技獎(jiǎng)勵(lì)。

　　項(xiàng)目聯(lián)合申報(bào)單位寧夏交投科技發(fā)展有限公司是寧夏回族自治區(qū)屬大型國(guó)有企業(yè)寧夏交通建設(shè)投資集團(tuán)有限公司與央企上市公司中遠(yuǎn)海運(yùn)科技股份有限公司共同出資設(shè)立，專注交通基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化和智能化的國(guó)有交通科技型公司，是國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)、國(guó)務(wù)院國(guó)資委科改示范企業(yè)、國(guó)有企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型試點(diǎn)示范企業(yè)，擁有民用無(wú)人機(jī)運(yùn)營(yíng)資質(zhì)，具備公路基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)利用的全流程建設(shè)能力。公司成立以來(lái)開(kāi)展多項(xiàng)省級(jí)交通數(shù)字化項(xiàng)目，在公路智能化巡檢及公路基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化應(yīng)用方向有豐富的經(jīng)驗(yàn)。

　　項(xiàng)目聯(lián)合申報(bào)單位上海大風(fēng)技術(shù)有限公司成立于2019年，致力于成為無(wú)人機(jī)智能應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)先專家，專注于無(wú)人機(jī)在全新領(lǐng)域的探索與創(chuàng)新。公司依托自主研發(fā)的軟硬件產(chǎn)品，為交通、物流、電力、建筑、應(yīng)急、消防等行業(yè)提供革命性的解決方案。

　　本系統(tǒng)由全自研飛行器、地面控制系統(tǒng)與智能處理平臺(tái)三大部分組成。三者協(xié)同工作，構(gòu)成橋梁巡檢任務(wù)的完整閉環(huán)流程，實(shí)現(xiàn)“自主飛行→數(shù)據(jù)采集→智能分析→成果輸出”的全流程作業(yè)。

　　作為作業(yè)終端，無(wú)人機(jī)搭載激光雷達(dá)、視覺(jué)傳感器、慣性組合導(dǎo)航單元等多種傳感器，具備在無(wú)GNSS環(huán)境下的自主導(dǎo)航、避障飛行能力，可實(shí)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的高精度三維建圖與橋梁表面缺陷拍攝。飛行器參數(shù)與照片如下所示。

　　地面控制系統(tǒng)與智能處理平臺(tái)主要用于任務(wù)規(guī)劃、飛行監(jiān)控與數(shù)據(jù)同步。用戶可在地面站界面中設(shè)定作業(yè)區(qū)域和巡檢構(gòu)件，實(shí)時(shí)查看飛行狀態(tài)，并在飛行過(guò)程中遠(yuǎn)程接收采集數(shù)據(jù)。系統(tǒng)具備一鍵起降、緊急接管等功能，保障作業(yè)安全?？刂葡到y(tǒng)主要功能模塊和特點(diǎn)如下：

　　1）數(shù)字孿生交互：可交互的橋梁病害查看，關(guān)聯(lián)展示所有病害，并對(duì)病害做編輯及標(biāo)注。可對(duì)數(shù)字孿生模型直接進(jìn)行長(zhǎng)度、面積、體積等測(cè)量，并對(duì)比不同時(shí)間軸上的橋梁狀態(tài)做。此外，可將真實(shí)世界中的車流疊加到三維實(shí)景模型上，作為智慧城市的底圖。

　　構(gòu)件劃分：對(duì)橋梁進(jìn)行高精度三維建模，并根據(jù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)模型進(jìn)行構(gòu)件劃分，支持自動(dòng)劃分和人工自定義。

　　病害定位和關(guān)聯(lián)：通過(guò)照片與三維模型之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將拍攝到的病害與其具體在橋梁中的位置進(jìn)行關(guān)聯(lián)和定位。

　　采用（二、系統(tǒng)組成與功能特點(diǎn)）所述無(wú)人機(jī)對(duì)南通市焦港大橋全橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面巡檢，實(shí)施過(guò)程中無(wú)人機(jī)在梁底等復(fù)雜無(wú)衛(wèi)星定位和導(dǎo)航的陌生環(huán)境中自主飛行，無(wú)需人工操作和規(guī)劃航線，并可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)自主避障。

　　無(wú)人機(jī)首先手動(dòng)或自主繞橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行環(huán)繞飛行，在飛行過(guò)程中，搭載的激光雷達(dá)實(shí)時(shí)掃描橋梁整體結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)在邊飛邊掃的過(guò)程中自動(dòng)構(gòu)建高精度的橋梁三維點(diǎn)云圖。若在飛行過(guò)程中遇到障礙物，系統(tǒng)將自動(dòng)避障，確保飛行安全與掃描連續(xù)性，為后續(xù)巡檢提供空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

　　根據(jù)構(gòu)件劃分結(jié)果，無(wú)人機(jī)將自主進(jìn)行動(dòng)態(tài)航線規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)構(gòu)件表面的全覆蓋飛行拍攝。無(wú)人機(jī)搭載6100萬(wàn)像素的全畫(huà)幅高清相機(jī)，能夠高精度拍攝橋梁表面的所選區(qū)域，即使是細(xì)微的裂縫、剝落等病害也能被清晰記錄，確保病害無(wú)遺漏。

　　拍攝完成后，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)采集的高清照片構(gòu)建高精度的實(shí)景三維模型，模型精度可達(dá)亞毫米級(jí)。該模型不僅可用于查看、測(cè)量與標(biāo)記，還支持與原始照片一一關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)模型與實(shí)景數(shù)據(jù)的互查互證。用戶可在模型上任意位置點(diǎn)擊查看對(duì)應(yīng)的照片，或通過(guò)照片定位到三維模型上的具置。

　　系統(tǒng)支持自動(dòng)生成包含圖像與標(biāo)記等的巡檢，大幅減輕人工整理負(fù)擔(dān)，相對(duì)于傳統(tǒng)巡檢方式效率提高10倍以上，且精度更高。同時(shí)，系統(tǒng)具備歷史數(shù)據(jù)對(duì)比能力，支持對(duì)比不同時(shí)間段的巡檢結(jié)果，從而實(shí)現(xiàn)橋梁病害的發(fā)展趨勢(shì)分析與可視化對(duì)照，大大幫助橋梁養(yǎng)護(hù)決策。

　　針對(duì)梁底、箱梁內(nèi)部等GNSS-RTK失效的作業(yè)區(qū)域，本系統(tǒng)構(gòu)建了層次化多源異構(gòu)傳感器融合架構(gòu)，通過(guò)動(dòng)態(tài)約束優(yōu)化分配策略實(shí)現(xiàn)對(duì)密閉空間等復(fù)雜環(huán)境的自適應(yīng)魯棒導(dǎo)航與自主飛行。硬件平臺(tái)集成了衛(wèi)星定位接收模塊、慣性測(cè)量單元（IMU）、視覺(jué)系統(tǒng)和激光雷達(dá)等多類傳感器，并采用異構(gòu)時(shí)間戳同步機(jī)制實(shí)現(xiàn)時(shí)空統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集。系統(tǒng)核心為自主研發(fā)的多模態(tài)自適應(yīng)融合算法，整體基于滑動(dòng)窗口多狀態(tài)估計(jì)框架，能夠根據(jù)定位信號(hào)與環(huán)境感知信息的可用性在不同工作模式之間動(dòng)態(tài)切換。

　　本技術(shù)方案已在上海、浙江、江蘇、天津、寧夏、廣西等多座橋梁上進(jìn)行應(yīng)用，部分項(xiàng)目展示如下。

　　1.建議制定無(wú)人機(jī)橋梁巡檢空域申請(qǐng)協(xié)調(diào)機(jī)制與標(biāo)準(zhǔn)化流程。在無(wú)人機(jī)橋梁巡檢的實(shí)踐中，空域管理權(quán)限的地域差異化顯著催生了跨區(qū)域作業(yè)的差異化壁壘與協(xié)同困境。在相當(dāng)程度上制約了無(wú)人機(jī)技術(shù)在大型基礎(chǔ)設(shè)施高效、規(guī)?；矙z管理中的應(yīng)用潛力。

　　2.建議建立無(wú)人機(jī)橋梁巡檢行業(yè)統(tǒng)一數(shù)據(jù)化交付標(biāo)準(zhǔn)。例如：統(tǒng)一構(gòu)件編碼與病害標(biāo)簽，明確最小作業(yè)單元SOP（航高、重疊度、GSD閾值、支座/伸縮縫/梁端近距拍攝距離），提交可復(fù)飛航線文件（KML/任務(wù)包）、原始影像及相機(jī)參數(shù)、作業(yè)日志，驗(yàn)收時(shí)“第三方可一鍵復(fù)核”，從而使檢測(cè)結(jié)果可追溯、可復(fù)用，便于長(zhǎng)期跟蹤與跨單位協(xié)同，進(jìn)一步促進(jìn)無(wú)人機(jī)巡檢“生產(chǎn)”應(yīng)用。

　　作為新質(zhì)生產(chǎn)力的代表，無(wú)人機(jī)正悄然改變傳統(tǒng)的工作生活方式。為推動(dòng)高速公路橋梁巡檢向智能化、自動(dòng)化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型，公司已立項(xiàng)江西省交通運(yùn)輸廳科技項(xiàng)目《基于AI深度學(xué)習(xí)和數(shù)字孿生的鄱陽(yáng)湖二橋無(wú)人機(jī)場(chǎng)智能巡檢技術(shù)研究及應(yīng)用》、集團(tuán)科技項(xiàng)目《基于無(wú)人機(jī)的公路智能巡檢技術(shù)研究及應(yīng)用》，開(kāi)展鄱陽(yáng)湖二橋無(wú)人機(jī)智能巡檢系統(tǒng)試點(diǎn)應(yīng)用研究，同時(shí)基于試點(diǎn)應(yīng)用成功入選和完成交通運(yùn)輸部公路局組織開(kāi)展的“低空無(wú)人機(jī)應(yīng)用公路巡查檢查先行試驗(yàn)項(xiàng)目”。

　　目前，公司聯(lián)合江西省交投養(yǎng)護(hù)科技集團(tuán)有限公司已開(kāi)發(fā)了基于AI深度學(xué)習(xí)和數(shù)字孿生的鄱陽(yáng)湖二橋無(wú)人機(jī)智能巡檢系統(tǒng)，編制了《無(wú)人機(jī)高速公路橋梁、邊坡巡檢技術(shù)指南》《無(wú)人機(jī)高速公路應(yīng)急搶通技術(shù)指南》2項(xiàng)技術(shù)指南，正在申報(bào)《旋翼無(wú)人機(jī)路橋施工巡查應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》《旋翼無(wú)人機(jī)橋梁養(yǎng)護(hù)巡檢應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》兩項(xiàng)地方標(biāo)準(zhǔn)。

　　鄱陽(yáng)湖二橋位于G56杭瑞高速，建成于2019年6月，總長(zhǎng)5589米，是目前國(guó)內(nèi)跨內(nèi)陸湖泊最長(zhǎng)的橋梁，主跨為420米的雙塔五跨雙索半漂浮體系鋼混組合梁斜拉橋，橋梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜，區(qū)域全年八級(jí)以上大風(fēng)天數(shù)達(dá)到100天，人工巡檢難度大。

　　項(xiàng)目結(jié)合高速公路橋梁常態(tài)化養(yǎng)護(hù)與應(yīng)急性養(yǎng)護(hù)的巡檢內(nèi)容和特點(diǎn)，從硬件性能、工況條件、巡檢實(shí)際需求等維度綜合考慮，選定DJI Matrice3D無(wú)人機(jī)+大疆機(jī)場(chǎng)2作為鄱陽(yáng)湖二橋巡檢設(shè)備。無(wú)人機(jī)搭載2000萬(wàn)像素的廣角相機(jī)和1200萬(wàn)混合的長(zhǎng)焦相機(jī)，最大作業(yè)半徑10Km，最長(zhǎng)飛行時(shí)間50分鐘，最大可承受風(fēng)速12m/s，工作環(huán)境溫度-25℃至45℃，實(shí)現(xiàn)橋梁圖像數(shù)據(jù)采集多角度、全覆蓋、無(wú)盲點(diǎn)。

　　同時(shí)，考慮地理?xiàng)l件限制和行車、機(jī)場(chǎng)安全的需求，在橋梁主塔附近的護(hù)欄外側(cè)設(shè)置獨(dú)立支桿，并構(gòu)建高架平臺(tái)，將機(jī)場(chǎng)部署在穩(wěn)固的不銹鋼底座之上，以確保機(jī)場(chǎng)的穩(wěn)定性和安全性。

　　1.綜合展示更直觀。首頁(yè)接入電子地圖、BIM模型和專業(yè)圖層，以“一張圖”及工作臺(tái)的方式進(jìn)行交互，可展示巡檢數(shù)據(jù)、任務(wù)列表、問(wèn)題清單、和空間位置等信息。

　　2.作業(yè)監(jiān)控更智能。對(duì)無(wú)人機(jī)作業(yè)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)時(shí)獲取無(wú)人機(jī)直播畫(huà)面、位置、朝向、任務(wù)完成進(jìn)度、電池、飛行狀態(tài)等信息，支持無(wú)人機(jī)任務(wù)執(zhí)行、遠(yuǎn)程控制和作業(yè)畫(huà)面同屏監(jiān)控等功能。

　　3.數(shù)據(jù)采集更高效。本方案以無(wú)人機(jī)為載體、人工智能為核心，解決了無(wú)人機(jī)飛行人工操控難、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程回傳慢等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)全橋T梁、蓋梁、墩柱、主塔的圖像數(shù)據(jù)采集全覆蓋，有效提升了病害數(shù)據(jù)采集效率。

　　1.高效巡檢，全天候值守。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了跨江跨湖大橋的“無(wú)人值守”，通過(guò)在后臺(tái)為鄱陽(yáng)湖二橋“量身定制”88條總長(zhǎng)達(dá)184.3km的巡檢航線對(duì)橋梁的主梁、橋墩、索塔、航道燈等關(guān)鍵核心部位進(jìn)行全面、細(xì)致的圖像數(shù)據(jù)采集，相比傳統(tǒng)的人工巡檢模式，工作效率提高了2-3倍，綜合檢測(cè)費(fèi)用降低50%以上。

　　2.遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，數(shù)字化管理。系統(tǒng)集成了大數(shù)據(jù)處理與云計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了海量多源數(shù)據(jù)的集中化管理與展示，能夠?qū)崟r(shí)呈現(xiàn)橋梁三維模型、巡檢視頻、圖片等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)可視化界面，管理人員可以直觀了解橋梁的整體狀況及局部細(xì)節(jié)，快速定位潛在問(wèn)題區(qū)域。

　　2.當(dāng)前無(wú)人機(jī)硬件性能可以滿足常規(guī)橋梁巡檢場(chǎng)景應(yīng)用需要，但對(duì)于特殊場(chǎng)景下橋梁巡檢應(yīng)用需求還存在困難。一方面無(wú)人機(jī)的續(xù)航能力很難滿足一次性長(zhǎng)時(shí)間、長(zhǎng)距離的巡檢需求，另一方面無(wú)人機(jī)在巡檢過(guò)程中容易受到強(qiáng)風(fēng)、雨雪等惡劣天氣的干擾，既影響數(shù)據(jù)采集質(zhì)量、也存在安全隱患。

　　2.由行業(yè)主管部門(mén)牽頭、地方單位協(xié)助，梳理橋梁巡檢場(chǎng)景下不同類型無(wú)人機(jī)性能指標(biāo)要求，推動(dòng)無(wú)人機(jī)迭代升級(jí)，進(jìn)而滿足橋梁巡檢場(chǎng)景應(yīng)用需求。九游體育