无人机行业应用技术 课件 项目二 任务二 管线巡检

模块二

无人机巡检应用主讲老师：XXXX任务1电力巡检01任务2管线巡检02任务2管道巡检02学习目标能力目标1.能根据任务选择适合的飞行平台与任务载荷，并对无人机及相关设备进行系统检查。2.能进行管道巡检任务实施和巡检航线规划，并根据实飞数据进行记录。3.能按管线巡检要求进行作业检查，并进行巡检数据的处理与分析。知识目标1.熟悉管道类型及常见故障问题。2.掌握巡检无人机平台、任务载荷及设备维护的相关知识。3.掌握无人机管线巡检的工作内容、实施步骤和注意要点。素养目标1.增强风险意识，养成精益求精，严慎细实的工作作风。2.培养学生吃苦耐劳，团结协作，主动配合的优秀品质。3.养成爱护设备，严守规范，安全飞行的职业守则。2.1任务描述利用无人机对某地区全长28公里的天然气管道开展巡检服务。任务要求实现28公里管道线路的自动巡检，每天覆盖2次以上。巡检任务主要包括日常巡检和系统发出的光纤震动预警信息现场确认。具体要求如下：（1）完成28公里管道线路的自动巡检，每天覆盖2次；无人机要实现366天、24小时待命。（2）无人机巡检过程中，发现管道两侧各20米范围内水毁塌陷、新增违章占压、机械入侵、作业等第三方施工迹象，实时向PC端、手机端推送报警信息。2.2知识储备一、管道的主要类型管道运输是常见的运输方式之一，主要用于传送液体、气体或研成粉末状固体等工业资源，广泛应用于能源运输行业。多数埋于地下，少部分露出在地表之上。按照输送介质的不同可分为：输油管道、天然气管道、给水管道、排水管道、光缆通信管道、热力管道等。2.2知识储备一、管道的主要类型即从天然气开采地或处理厂输送到城市配气中心或工业企业用户的管道，地上地下均有铺设天然气管道低合金钢管材主要采用具有密封性好、运输全过程带压、运输介质比重小、发生事故危险性大、波及范围广管材特点2.2知识储备一、管道的主要类型即用于运送石油及石油产品的管道系统地上地下均有铺设输油管道碳素钢管与耐油胶管管材主要采用碳素钢管与耐油胶管，具有密封性好、耐腐蚀、强度高、铺设距离长管材特点2.2知识储备一、管道的主要类型即汇集和排放污水、废水和雨水的管渠及其附属设施所组成的系统排水管道塑料、混凝土、钢筋混凝土、PVC管材主要采用承担雨水和污水的排水任务，在城镇各地广泛铺设管材特点2.2知识储备一、管道的主要类型用于传输通信信号的一种管道在城镇各地广泛铺设通信管道塑料、钢管、混凝土管材主要采用具有抗干扰性好和保密性好管材特点2.2知识储备二、管道巡检内容及常见故障管道巡检主要分为管道线路巡检和阀室巡检。管道线路巡检主要关注油气泄漏、管道裸露或移位、地貌变化及第三方施工等安全隐患，利用可见光及红外传感器等技术手段进行监测。同时，还需检查管道附属设施的完好性，监察盗采情况，确保管道周边无可疑人员或车辆活动，以保障管道运输安全。阀室巡检主要巡检阀室设施完整性、周边安全距离内无违规建设及地质灾害，并确保安全防护设施完好。2.2知识储备二、管道巡检内容及常见故障01油气管道泄露利用可见光镜头、检查管道周边有无可疑烟气、气泡、污渍、大面积植被枯死等运输资源的泄露泄漏现象。对于油、气等管道，由于本身红外光谱特性，对特定红外波段吸收明显，泄漏处在红外图谱上成像显著。泄漏可见光、红外对照2.2知识储备二、管道巡检内容及常见故障02管道沿线地貌变化利用可见光镜头，检查地下管道是否有裸露，根据预埋的高度标志杆计算覆图的厚度，以此判断覆土是否减少。检查地上管道是否发生移位、漂浮、外防腐层破损、锈蚀等情况。高度标志杆塌方2.2知识储备二、管道巡检内容及常见故障03管道周围环境利用双光吊舱（日间运检可见光，夜间巡检红外光）检查管道周边红线范围内是否可疑人员或车辆出现。管道附属设施（地面标识、高度标识杆、水工设施等）的完好性、管道沿线占压、管道保护范围内的第三方施工等，并关注周边其他社会活动。铲机非法占压2.2知识储备二、管道巡检内容及常见故障04盗采监察利用双光吊舱（日间巡检可见光，夜间巡检红外光）检查管道的盗采情况。2.3任务实施任务作业流程2.3任务实施一、作业准备（一）选择飞行平台及任务载荷

无人机电力巡检任务主要分为电塔及周边设施的精细化巡检（精细化巡检专注于本次作业任务全长18公里的油气管道途经丘陵、山区，要满足管道巡检任务要求，需要飞行平台远距离通信和作业，此次任务优先选择垂起固定翼无人机。

结合本次巡检的任务要求与成本因素，选择华兴3300复合翼式垂起固定翼无人机作为飞行平台，载荷选择适配搭载的双光吊舱。2.3任务实施一、作业准备（二）管道巡检航线规划

航线规划采用地面站软件进行规划。规划航线时，需明确任务需求，精确设定起飞、巡航及降落航点；调整航线高度（飞行方式为仿地飞行，相对地面航高为200m。）、速度，适应飞行环境与任务特性。特别注意降落航线规划，需选择安全、无障碍的降落点，并设计合理的返回路径。规划过程中，需注意避开禁飞区，考虑气象因素，确保航线安全。

根据任务要求制定飞行计划，完成管道巡检飞行任务计划书，包括任务名称、作业时间和人员以及作业器材、任务区域及作业参数等内容。2.3任务实施一、作业准备飞行任务计划书任务名称

任务描述

作业日期

作业人员1

主要职责

联系方式

作业人员2

主要职责

联系方式

作业人员3

主要职责

联系方式

作业器材

任务区域

任务规划及主要参数

预计起降场地

委托方对接人员

联系方式

作业注意事项

安全措施

紧急联系人

联系方式

飞行取消条件

隐私保护

（二）管道巡检航线规划2.3任务实施二、作业实施（一）飞行前检查

在垂直固定翼无人机飞行前，务必在开阔无干扰的环境下进行检查，确保无人机处于最佳飞行状态，以保障飞行安全及任务顺利进行。具体检查内容如表所示。1.确认无人机外观无损伤，螺旋桨安装稳固，电池电量充足且连接紧密。2.检查飞行控制系统与遥控器通信是否顺畅，传感器（如陀螺仪、磁力计）校准无误，避障系统反应灵敏。3.启动电机，确保旋转平稳无声，无异常振动。4.进行电源及通信系统的全面测试，确认所有指示灯显示正常，遥控信号稳定。务必在开阔无干扰的环境下进行这些检查，确保无人机处于最佳飞行状态，以保障飞行安全及任务顺利进行。2.3任务实施二、作业实施（一）飞行前检查项目要求状态确认飞机各部件无损坏□飞机装配所有部件正常连接□机身舱盖安装锁紧□平飞动力螺旋桨紧固、无损坏□机翼中端安装锁紧□空速管无损坏、堵塞□机翼锁扣扣紧□舵机无卡齿□舵面无损坏□旋翼机臂无损坏、锁紧□旋翼电机安装紧固□旋翼螺旋桨无损坏、锁紧□尾翼连接插销锁紧□尾翼固定螺丝锁紧□机身外部天线紧固□2.3任务实施二、作业实施（二）常规巡检飞行作业1.飞前检查完成后进入地面站软件，完成起飞前准备工作和降落航线规划。2.飞行任务执行任务上传、飞前检查、降落航线上传完毕后，飞机进入待飞状态，点击“起飞”按钮执行巡检飞行任务。3.监控飞行状态

无人机执行飞行任务时，作业员需全程监控无人机状态，包括实时查看无人机的飞行高度、速度、航向、电池电量等参数，确保飞行状态正常；监控相机、传感器等任务载荷的工作状态，确保数据采集正常进行。4.常规巡检飞行

每日按预规划的航线飞行两次，考虑到光照等天气因素的影响，一次为早上10点开始，一次为下午3点开始，按照航线进行照片数据采集，并实时传输至数据分析平台进行自动识别，发现第三方施工、机械作业、地形地貌变化、新增建筑物等情况时需实时向PC端、手机端推送报警信息。2.3任务实施二、作业实施（三）应急巡检飞行作业

在出现第三方开挖或者人为破坏时，光纤振动预警系统通过智能预警平台发出报警信息，根据预警平台提供的精确位置，在起飞前检查完成后，多旋翼无人机迅速响应，直奔报警点。无人机所拍摄的画面实时回传至无人机智能巡检作业平台进行智能识别。2.3任务实施三、作业后处理（一）保养维护无人机

巡检作业完成后，需对无人机机身、动力系统、飞控系统和连接件进行保养维护，并将无人机存放在干燥、无尘、无腐蚀性气体的环境中，避免阳光直射和极端温度变化。具体维护保养注意事项如下：1.清洁机身2.检查电池3.电机与螺旋桨4.飞行控制系统5.连接线与接口6.结构检查2.3任务实施三、作业后处理（二）数据图像分析处理

将无人机巡检过程中采集到的高清图像、红外热图等数据实时传输至智能数据分析平台进行处理，可实时监测巡检情况及突发情况，形成巡检任务报告。2.4任务评价一、任务成果（1）异常识别报告通过图像识别技术，对无人机拍摄的照片进行分析处理，生成包含管道缺陷、隐患等信息的识别报告。任务成果如图所示。（2）巡检报告详细记录巡检过程、发现的问题、处理建议等信息，为管道维护和安全管理提供重要参考。图

施工机械和可疑人员图

水毁塌陷和可疑车辆2.4任务评价二、技能考核

利用CW15垂起固定翼无人机和双光吊舱任务载荷对某区域的管道进行巡检，按照管道巡检作业流程完成作业，并填写巡检任务单，完成任务评价表。