在浙江紹興市越城區(qū)智慧水利大廳內(nèi),隨著工作人員在無人機(jī)自動(dòng)巡檢智能平臺(tái)上按下無人機(jī)啟動(dòng)鍵,分布于紹興市區(qū)內(nèi)的8架5G網(wǎng)聯(lián)無人機(jī)緩緩從各自站點(diǎn)的無人機(jī)自動(dòng)機(jī)場(chǎng)中緩緩升起,飛向周圍河流上方進(jìn)行無人化多角度航拍,開始執(zhí)行紹興市內(nèi)36條河流的水域監(jiān)管任務(wù),標(biāo)志著無人機(jī)自動(dòng)巡檢系統(tǒng)正式在紹興市投入運(yùn)行使用。

“十四五”是水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管的全面強(qiáng)化期時(shí)期,要推動(dòng)行業(yè)監(jiān)管體系從平穩(wěn)起步向全面完善轉(zhuǎn)變,專項(xiàng)監(jiān)管行動(dòng)從“被動(dòng)迎戰(zhàn)”向“主動(dòng)出擊”轉(zhuǎn)變。在這樣的背景下,紹興市水利局以信息化為抓手,部署8套復(fù)亞智能無人機(jī)自動(dòng)機(jī)場(chǎng),覆蓋城區(qū)內(nèi)市36條省、市級(jí)河流,對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格化、信息化的無人機(jī)環(huán)保監(jiān)測(cè)管理,打造生態(tài)保護(hù)建設(shè)典范。

網(wǎng)格化部署,無人機(jī)以河流為任務(wù)導(dǎo)向進(jìn)行協(xié)同接力

紹興城內(nèi)河道縱橫,水網(wǎng)密集,盲區(qū)較多,巡邏工作繁重。依靠傳統(tǒng)人工巡查,沿著岸邊、在橋上或者是坐船進(jìn)行巡查、取證、拍攝,但是河流附近環(huán)境復(fù)雜、樹木茂密、巡河效率低下、行走不便,還容易發(fā)生危險(xiǎn)。并且大部分的河流并不能通過坐船的方式進(jìn)行巡河,難以形成有效的監(jiān)管覆蓋。

8套機(jī)場(chǎng)網(wǎng)格化部署,提升水利監(jiān)管效率

紹興市水利局以問題為導(dǎo)向,在市內(nèi)的各個(gè)重要地點(diǎn)部署5G網(wǎng)聯(lián)全自動(dòng)無人機(jī),100多條航線的將城區(qū)內(nèi)主要河流全面覆蓋,發(fā)揮網(wǎng)格化管理優(yōu)勢(shì)。工作人員任意點(diǎn)選一條河流啟動(dòng)監(jiān)測(cè)任務(wù),無人機(jī)便從附近的機(jī)場(chǎng)內(nèi)自動(dòng)飛出,也可多架無人機(jī)協(xié)同作業(yè),進(jìn)行航段任務(wù)接力,采集完整的河道數(shù)據(jù),整個(gè)工作流程無縫銜接,形成全河段常態(tài)化的監(jiān)管機(jī)制。

CV智能識(shí)別污染物,形成任務(wù)監(jiān)管閉環(huán)

基于地圖與AI自主航線規(guī)劃功能,無人機(jī)攜帶高清遠(yuǎn)紅外相機(jī)和喊話器自動(dòng)開啟巡河。當(dāng)無人機(jī)捕捉到問題敏感點(diǎn)時(shí),自動(dòng)展開多角度的定點(diǎn)拍攝,并將巡檢圖像和視頻上傳云端,實(shí)時(shí)進(jìn)行AI圖像分析與識(shí)別,可以分辨出船只、排污口、漂浮物、浮萍、安全帽、施工車等多種河邊常見類型主體,基本涵蓋了主要的河流污染物和違規(guī)行為主體,識(shí)別精準(zhǔn)度高達(dá)90%。

業(yè)務(wù)系統(tǒng)CV智能識(shí)別河邊常見主體及污染物

基于高準(zhǔn)確度的圖像視頻識(shí)別技術(shù),漂浮物垃圾識(shí)別、河道沿岸違章建筑侵占、水質(zhì)污染、非法捕魚采砂、野外非法用火等違法行為能第一時(shí)間被發(fā)現(xiàn),并且在客戶端上自動(dòng)彈出報(bào)警提示,巡檢結(jié)束后,平臺(tái)將提供包含異常種類、圖像標(biāo)注、地圖坐標(biāo)等信息的巡檢報(bào)告并生成任務(wù)工單,供管理人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)核查與消缺,并將處理完的結(jié)果反饋至系統(tǒng),形成完整的任務(wù)閉環(huán),助力河道精細(xì)化管理落地見效。

同時(shí),該套系統(tǒng)在水資源保護(hù)、水域岸線管理上發(fā)揮著重要的作用。管理人員可以通過完整的視頻畫面,對(duì)比岸邊主體空間分布、岸線利用、岸坡狀態(tài)、植被覆蓋度以及灘涂沖淤等變化,對(duì)河道演變進(jìn)行分析,為河道保護(hù)、水環(huán)境治理、涵養(yǎng)水源提供了有效的數(shù)據(jù)支撐,輔助“河湖長(zhǎng)制”打造水清岸綠的良好生態(tài)。

新一代飛行大腦,具備超強(qiáng)應(yīng)對(duì)能力

復(fù)亞智能針對(duì)水網(wǎng)環(huán)境下工業(yè)無人機(jī)的任務(wù)需求,開發(fā)了輕量級(jí)高算力飛行大腦i40/i40 5G,該產(chǎn)品系列集成了NVIDIA Jetson NX高性能計(jì)算模組,高達(dá)21 TOPS的加速計(jì)算能力,可并行運(yùn)行現(xiàn)代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并處理來自多個(gè)高分辨率傳感器的數(shù)據(jù),滿足邊緣端實(shí)時(shí)計(jì)算的需求。

復(fù)亞智能飛行大腦

飛行大腦掛載北斗+GPS的雙定位系統(tǒng),能獲取多維度、高精度的地理位置信息,當(dāng)無人機(jī)自身導(dǎo)航模塊失效或丟星時(shí),可作為備份定位系統(tǒng),有效保障無人機(jī)飛行安全,為大面積的水網(wǎng)巡邏提供極大的便利。

飛行大腦支持5G獨(dú)立組網(wǎng)(SA)和非獨(dú)立組網(wǎng)(NSA)兩種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),擁有更快的傳輸速度,更優(yōu)秀的承載能力以及更低的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)。根據(jù)水利場(chǎng)景下的不同飛行任務(wù),飛行大腦支持5G/2.4g/5.8G多模信號(hào)自動(dòng)切換機(jī)制,滿足無人機(jī)網(wǎng)聯(lián)化和智能化應(yīng)用的需求。在突發(fā)任務(wù)情況下,工作人員可以通過調(diào)用機(jī)載飛行大腦OSDK接口遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)操控飛機(jī)的姿態(tài),實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制操作,確保水利巡查工作有條不紊的進(jìn)行。

5G推流技術(shù),構(gòu)建“空天地”一體化治理體系

5G網(wǎng)絡(luò)具有高速率、大帶寬、低時(shí)延、超高密度鏈接等特點(diǎn),為無人機(jī)搭建穩(wěn)定的通信鏈路,彌補(bǔ)了4G滿足不了無人機(jī)連續(xù)覆蓋的應(yīng)用需求,拓寬了無人機(jī)的飛行距離,實(shí)現(xiàn)天、地、空之間快速無障通信,為無人機(jī)全水域智能化監(jiān)管夯實(shí)了基礎(chǔ)保障,解鎖了更多的應(yīng)用可能。

在無人機(jī)巡河階段,機(jī)載飛行大腦將采集的河段數(shù)據(jù)封包,并傳輸?shù)皆贫恕?G網(wǎng)絡(luò)超強(qiáng)信號(hào)、智能視頻分析技術(shù),保障了視頻推流傳輸質(zhì)量及速率,使作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)4K高清視頻低時(shí)延、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)回傳,管理人員可以在監(jiān)控大廳里實(shí)時(shí)觀看現(xiàn)場(chǎng)直播,從呈現(xiàn)的河高清道細(xì)節(jié)中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題隱患,也提升了CV識(shí)別環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)度。

5G數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),改變了傳統(tǒng)無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一對(duì)一的數(shù)據(jù)傳輸模式,無人機(jī)飛行范圍進(jìn)一步拓寬,巡邏半徑明顯擴(kuò)大。在面對(duì)“河街水巷交織如網(wǎng)”的紹興水網(wǎng),超視距遠(yuǎn)程控制將在單架次飛行中獲得更長(zhǎng)河段的圖像數(shù)據(jù),提升無人機(jī)數(shù)據(jù)采集效率。

無人機(jī)網(wǎng)格化管理應(yīng)用于紹興城區(qū)水域環(huán)保監(jiān)測(cè)是城市科學(xué)化、精細(xì)化、智能化治理的創(chuàng)新之舉。無人機(jī)自動(dòng)飛行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了36條河流的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、識(shí)別及分析一體化作業(yè),解決了涉水各領(lǐng)域中因人的行為不當(dāng)而造成的水安全、水資源、水生態(tài)、水環(huán)境等問題,全面提升涉水事務(wù)監(jiān)管水平,為城市治理體系和治理能力現(xiàn)代化添磚加瓦。