在浙江绍兴市越城区智慧水利大厅内,随着工作人员在无人机自动巡检智能平台上按下无人机启动键,分布于绍兴市区内的8架5G网联无人机缓缓从各自站点的无人机自动机场中缓缓升起,飞向周围河流上方进行无人化多角度航拍,开始执行绍兴市内36条河流的水域监管任务,标志着无人机自动巡检系统正式在绍兴市投入运行使用。

“十四五”是水利行业强监管的全面强化期时期,要推动行业监管体系从平稳起步向全面完善转变,专项监管行动从“被动迎战”向“主动出击”转变。在这样的背景下,绍兴市水利局以信息化为抓手,部署8套复亚智能无人机自动机场,覆盖城区内市36条省、市级河流,对其进行网格化、信息化的无人机环保监测管理,打造生态保护建设典范。

网格化部署,无人机以河流为任务导向进行协同接力

绍兴城内河道纵横,水网密集,盲区较多,巡逻工作繁重。依靠传统人工巡查,沿着岸边、在桥上或者是坐船进行巡查、取证、拍摄,但是河流附近环境复杂、树木茂密、巡河效率低下、行走不便,还容易发生危险。并且大部分的河流并不能通过坐船的方式进行巡河,难以形成有效的监管覆盖。

8套机场网格化部署,提升水利监管效率

绍兴市水利局以问题为导向,在市内的各个重要地点部署5G网联全自动无人机,100多条航线的将城区内主要河流全面覆盖,发挥网格化管理优势。工作人员任意点选一条河流启动监测任务,无人机便从附近的机场内自动飞出,也可多架无人机协同作业,进行航段任务接力,采集完整的河道数据,整个工作流程无缝衔接,形成全河段常态化的监管机制。

CV智能识别污染物,形成任务监管闭环

基于地图与AI自主航线规划功能,无人机携带高清远红外相机和喊话器自动开启巡河。当无人机捕捉到问题敏感点时,自动展开多角度的定点拍摄,并将巡检图像和视频上传云端,实时进行AI图像分析与识别,可以分辨出船只、排污口、漂浮物、浮萍、安全帽、施工车等多种河边常见类型主体,基本涵盖了主要的河流污染物和违规行为主体,识别精准度高达90%。

业务系统CV智能识别河边常见主体及污染物

基于高准确度的图像视频识别技术,漂浮物垃圾识别、河道沿岸违章建筑侵占、水质污染、非法捕鱼采砂、野外非法用火等违法行为能第一时间被发现,并且在客户端上自动弹出报警提示,巡检结束后,平台将提供包含异常种类、图像标注、地图坐标等信息的巡检报告并生成任务工单,供管理人员进行现场核查与消缺,并将处理完的结果反馈至系统,形成完整的任务闭环,助力河道精细化管理落地见效。

同时,该套系统在水资源保护、水域岸线管理上发挥着重要的作用。管理人员可以通过完整的视频画面,对比岸边主体空间分布、岸线利用、岸坡状态、植被覆盖度以及滩涂冲淤等变化,对河道演变进行分析,为河道保护、水环境治理、涵养水源提供了有效的数据支撑,辅助“河湖长制”打造水清岸绿的良好生态。

新一代飞行大脑,具备超强应对能力

复亚智能针对水网环境下工业无人机的任务需求,开发了轻量级高算力飞行大脑i40/i40 5G,该产品系列集成了NVIDIA Jetson NX高性能计算模组,高达21 TOPS的加速计算能力,可并行运行现代神经网络并处理来自多个高分辨率传感器的数据,满足边缘端实时计算的需求。

复亚智能飞行大脑

飞行大脑挂载北斗+GPS的双定位系统,能获取多维度、高精度的地理位置信息,当无人机自身导航模块失效或丢星时,可作为备份定位系统,有效保障无人机飞行安全,为大面积的水网巡逻提供极大的便利。

飞行大脑支持5G独立组网(SA)和非独立组网(NSA)两种网络架构,拥有更快的传输速度,更优秀的承载能力以及更低的网络延时。根据水利场景下的不同飞行任务,飞行大脑支持5G/2.4g/5.8G多模信号自动切换机制,满足无人机网联化和智能化应用的需求。在突发任务情况下,工作人员可以通过调用机载飞行大脑OSDK接口远程实时操控飞机的姿态,实现复杂的控制操作,确保水利巡查工作有条不紊的进行。

5G推流技术,构建“空天地”一体化治理体系

5G网络具有高速率、大带宽、低时延、超高密度链接等特点,为无人机搭建稳定的通信链路,弥补了4G满足不了无人机连续覆盖的应用需求,拓宽了无人机的飞行距离,实现天、地、空之间快速无障通信,为无人机全水域智能化监管夯实了基础保障,解锁了更多的应用可能。

在无人机巡河阶段,机载飞行大脑将采集的河段数据封包,并传输到云端。5G网络超强信号、智能视频分析技术,保障了视频推流传输质量及速率,使作业现场4K高清视频低时延、实时动态回传,管理人员可以在监控大厅里实时观看现场直播,从呈现的河高清道细节中及时发现问题隐患,也提升了CV识别环节的精准度。

5G数据传输技术,改变了传统无人机数据链采用点对点、一对一的数据传输模式,无人机飞行范围进一步拓宽,巡逻半径明显扩大。在面对“河街水巷交织如网”的绍兴水网,超视距远程控制将在单架次飞行中获得更长河段的图像数据,提升无人机数据采集效率。

无人机网格化管理应用于绍兴城区水域环保监测是城市科学化、精细化、智能化治理的创新之举。无人机自动飞行系统实现了36条河流的数据采集、存储、识别及分析一体化作业,解决了涉水各领域中因人的行为不当而造成的水安全、水资源、水生态、水环境等问题,全面提升涉水事务监管水平,为城市治理体系和治理能力现代化添砖加瓦。