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我国民用无人机市场崛起

2019-03-14 02:49:56 | 来源: 时尚

中国无人机起步较早,20世纪80年代,西北工业大学D-4固定翼无人机就对地图测绘和地质勘探做了尝试,但是民用无人机领域开发长期以来没有受到足够的重视。近年来由于需求牵引,尤其是灾害频发急需一种灾情监视评估和搜救手段,民用无人机才得到充分关注。

民用领域对无人机的飞行速度要求通常在100公里/每小时以下,飞机高度在3000米以下,某些特殊应用飞行高度在米。在技术上要求更低、更注重经济性,军用技术的民用化降低了无人机市场进入门槛和研发成本,使得民用无人机得以快速发展。据不完全统计,目前国内民用无人机市场大概有几亿元的量级。面对这一正在兴起的市场,相关企业和科研机构也纷纷进驻民用无人机领域。

我国民用无人机市场大致经历了三个阶段,阶段的早期市场需求由军用垄断,惯性组建、控制系统技术不成熟,成本高。上世纪80年代初,西北工业大学D-4固定翼无人机为地图测绘和地质勘探作了尝试。

第二阶段是上世纪90年代至本世纪初,部分企业对无人机进行探索,市场开始向民用“渗透”,出现了低端民用小型无人机。1998年,南航在珠海航展中展出的“翔鸟”无人直升机,其用途就包含有森林火警探测和渔场巡逻。

第三阶段就是当前的情况,即军用需求饱满的同时,民用领域遍地开花,只是尚未找到合适的盈利模式。预计未来部分军工企业将涉足民用领域,凭借技术优势占据部分市场,民营企业也将通过技术、市场、资质竞争优胜劣汰,发展出几家骨干企业。

目前,我国民用无人机共有130余家研制单位和15000架使用量,民用无人机的种类也逐渐丰富,包括固定翼无人机、旋翼无人机、飞艇无人机等。上述成果,在很大程度上是高空、高速、中远程、长航时、大载荷等军用无人机技术逐渐向民用“渗透”的结果。

无人机被广泛应用于防灾减灾,搜索营救,边防巡逻,森林防火,气象探测和农作物估产,管道巡检等领域。由于小型无人机的航空特性和大面积巡查的特点,在洪水,旱情,地震和森林大火等自然灾害实时监测和评估方面具备特别优势。另外在农林植保和电力能源巡检这两个领域在目前已表现出较为迫切的需求趋势,且具备较为可观的市场规模前景,而考虑到无人机现阶段的技术已大可满足,故预计供需的契合度较高。在其他相对小众的民用领域方面,无人机凭借其优势,预计也将会有一展身手的机会。

(一)植保无人机

世界上家喷药无人机出自日本,日本在植保无人机农药喷洒方面技术已经比较成熟。经过30年发展,目前日本植保无人机保有量超过5000架,年更新量约3000架,操作人员超过14000人,成为世界农用无人机大国。在2004年,日本水稻农药喷洒使用的微小型无人直升机数量已经超过有人直升机。

日本农业耕地470万公顷,其中农用无人机作业面积2013年已达到104.7万公顷,占比达到22.3%。其中水稻全部用无人机施药,而麦类、豆类、萝卜、洋葱、升降、甘蔗等也逐步采用无人机施药。目前,采用微小型农用无人机进行农业生产已成为日本农业发展的重要趋势之一。

发展无人机施药技术装备是我国土地经营模式下的必然选择。

从纬度、地板形态来看,我国和日本的农田状况较为相似,从农作物类型来看,我国和日本都大量种植水稻。而且我国规模化的土地资源不足,仅占耕地面积30%左右,主要集中在北方东北、西北和华北平原。

而在南方,有着占总种植面积60%以上的小规模种植土地,土地地貌复杂,民房耕地交织,经营模式以一家一户的联产承包制为主,土地的分散经营、小块经营,使得耕地规模小、田块分散、作物品种布局不一,作物长势不一,包括固定翼飞机在内的大型施药机具难以适应其病虫害防治要求,在很大程度上限制了农业机械化实施。

无人机施药技术装备无需专用机场和跑道,灵活轻便、环境适应性强、不受作物长势和作业田块条件的限制,在应对小区域种植作物的病虫害防治中有着巨大优势。

(二)巡检无人机

无人机巡检系统指利用无人机搭载可见光、红外等检测设备,完成架空输电线路巡检任务的作业系统。在电力行业,无人机主要被应用于架空输电线路巡检,为此国家电发布了Q/GDW《架空输电线路无人机巡检系统配置导则》、南方电发布了《架空输电线路机巡光电吊舱技术规范(试行)》、中电联发布了DL/T《架空输电线路无人机巡检作业技术导则》,对无人机巡检系统及光电吊舱进行规范。

无人机在电力行业的主要应用场景:

1、线路巡检

除正常巡检和特殊巡检,还可将无人机应用在电灾后故障巡检。当灾害导致道路受阻、人员无法巡检时,飞行器无人机可以发挥替代作用,开展输电线路巡查,准确定位杆塔、线路故障,且视角更广,能避免“盲点”。无人机巡检提高了电力维护和检修的速度和效率,使许多工作能在完全带电的情况下迅速完成,比人工巡线效率高出40陪。在巡检过程中,还可通过无人机清除线路上的风筝、气球、塑料袋等异物。

2、线路架设

在输电线路施工过程中,线路走廊长、地形情况复杂,线路所经地区山谷河流茂密森林,给线路架设带来极大不便,工程实施困难重重。为有效破解缓解生态环境保护和架线施工的矛盾,可运用无人机展放导引绳进行来架设线路架设施工轻松解决。无人机首先沿线路上空飞行并施放一根轻质高强引绳通过各基塔,然后利用这根轻质引绳不断牵引后续引绳,直至牵通一根三级引绳,并架设导线。通过这种方式,解决了人力展放导引绳的高强度和动力伞展放导引绳着陆困难等问题,也减少了线路通道的树木砍伐,限度地保护了自然生态。

3、线路规划

无人机的测绘系统有很多优点,包括实时性、成本低、响应快、灵活度高等特点。和普通的航空遥感与卫星遥感相比,优势更加明显,它可以在低空取得光学图像、地形图像、输电线路图像,是其他测绘和、监测方式不能取代的。在对各类输电线路进行走廊规划时,需对规划区域进行详细的信息采集和测绘工作,的方式就是采用无人机测绘系统,

我国民用无人机市场崛起

不仅可以确保获取数据的高效性,还可以在多方面降低环境对信息采集与勘测的影响。依据无人机采集的数据进行有效分析,能够全面兼顾各方面因素,对充分利用有限的资源充分利用,使区域规划与线路走向更加合理,输电线路的路径得到优化,有效降低国家对于输电线路的建设成本。

无人机电力巡检与人力相比有以下三大优越性:

1、无人机巡线作业环境适应性强、准确性高。尤其在遇到电紧急故障和在异常气候条件下,无人机电力巡检弥补了线路维护人员不具备有利的交通优势、利用普通仪器或肉眼来巡查设施准确性低、效率低等缺点。

2、无人机巡线比人工巡线效率高出40倍。采用无人机进行常规输电线路巡查,可降低劳动强度,并且大大降低了成本,提高了电力维护和检修的速度和效率,使许多工作能在完全带电的环境下迅速完成,确保了用电安全。

3、无人机具有巡线速度快、应急反应迅速、及时发现缺陷等优势。它弥补了人工作业时视觉的盲区,以全视角360度巡线,能够及时提供准确信息,避免造成事故或重大财产损失。

无人机巡检可以克服人工巡检时的路面障碍和异常气候等困难,确保巡检工作顺利完成,可以在完全带电的情况下进行巡检,保证用电安全,且将巡检效率提高了40倍,几大电公司的需求量非常巨大,随着无人机技术的不断完善,无人机巡检将不断替代人工巡检。

民用无人机未来的发展重点则在于主观的无人机使用方式和使用安全方面。在未来,民用无人机的发展将不只局限与客观技术和设备的改善,对民用无人机的认识程度及主观的监管政策才是推动民用无人机普及的终因素。

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