1.1项目概述
中国石油长庆油田分公司第一输油处无人飞机巡查输油管道服务项目，在靖咸管道上选取宜君输油站至咸阳输油站管段使用无人飞机进行巡查工作，管道长度为120km，管道途经宜君县、铜川印台区、铜川王益区、耀州县、三原县、富平县、高陵县、泾阳县、咸阳渭城区。固定翼无人机主要将其应用于日常巡线工作和雨后水毁普查；多旋翼无人机配合固定翼无人机一次巡查后的二次详细查勘工作，在人员不便进入的管段，开展巡线工作和应急抢险等方面。将每天飞行采集的数据与历史视频数据或图片数据由系统软件进行比对，分析管道完好与施工变化情况和其他异常，自动识别报警，及时做出研判决策依据。
1.2巡线方式
无人机管线巡线工作是一种大量野外作业过程。用无人机进行低空巡线，是一种高效的巡线过程。它不仅能把部分野外的巡线作业转移到室内来做，还能把肉眼所难以发现的、通过可见光、红外、多光谱成像显
现出来。
为了提高低空巡线作业效率，整个作业过程可分为两种方式进行：
a)固定翼长距离管线线路普查
b)多旋翼短距离管线线路详查
前者主要是固定翼无人机利用红外、和可见光遥感设备检查管线是否有异常情况，后者则利用多旋翼在异常点上空多个角度的倾斜摄影，以便管理部门做出决策。
1.3第一输油处无人机巡线细则
（1）使用固定翼无人机每天全段（120KM）飞行巡查两次；白天一次，晚间一次，获取管道沿线施工
等情况的影像资料（录像或照片）。当发现异常可疑区域时，利用多旋翼飞行到现场进行详细勘察取证。
（2）拍摄的视频分辨率为1080P，拍摄的照片清晰度为2000万以上像素，影（像）均为数字格式。
（3）多旋翼无人机在飞行期间所拍摄的高清画面，除飞行控制终端显示外.同时还可实时传输到西安调度中心计算机（大屏幕电视墙）显示；也可在手机安装APP软件后，能在手机上实时显示。
（4）白天热成像飞行（需要时）：搭载热成像摄像机飞行。核实管道走向、埋深情况、管道沿线周边影像资料（录像或照片）等信息。
（5）夜间红外飞行（需要时）：搭载红外摄像机飞行。巡查管线周边有无异常等信息。
（6）每天飞行采集的数据与历史视频数据或图片数据由系统软件进行比对，分析管道完好与施工变化情况和其他异常，为用户生成飞行报告并标识出异常情况地点。
（7）每天固定翼无人机进行巡查后，发现管道沿线周围有异常情况时，再将多旋翼无人机飞到异常点周围详细查看并拍摄记录。
（8）试验无人机巡查管道，发现问题的及时性与人工巡查发现问题的及时性每天向第一输油处保安大队提供对比报告。
（9）技术服务结束前向第一输油处提供无人机巡查管道与人工巡查管道的优缺点和经济效益分析报告一份。
1.4工作流程
以长距离油气管道线路巡查为例，一套完整的无人机巡线解决方案，包括：无人机机体、弹射起飞架、自动驾驶仪、地面站控等。
无人机巡线工作流程为：
1)无人机搭载高清摄像头、高分辨率CCD相机和红外成像仪等任务设备，通过起落架起飞；
2)具有自主导航定位功能的地面控制站，可实现无人机自主起飞，采用定高飞行的方式，确保无人机和
地面被检测物的安全；
3)数字图像传输电台实时传送巡检中的视频录像；
4)地面检查人员格局实时视频判断线路情况，并根据GPS定位判断位置并记录，当发现问题区域后开启
机载的CCD相机进行拍摄，利用高分辨率航拍照片对问题区域进行准确判读；
5)完成一次飞行后，无人机可根据现场作业情况，选择滑跑、开伞等方式进行回收。
1.5流程图
1.6无人机巡线系统方案组成
1.6.1 YNG-350型油/电混合垂直起降固定翼无人机
人工干预
资料收集
空域协调
起飞航巡
航线规划
巡线要求
现场踏勘
区域地形、地貌、高程、气
象
发现异
常
详查拍摄
原始影像
返航降落
数据处理
否
是
一键垂直起降，无需弹射架和飞行跑道、航时长、速度快、航程远、自主飞行。整合四旋翼垂直升降功能，在任何场地都可以作业。双电源供电，提供安全回收条件。
便携、轻便。特别设计的手提箱可一个人轻易携带外出作业，可在10分钟能组装完成起飞作业。
飞控系统内置数据记录存储器。飞行信息和任务信息分开记录、下载，飞行信息记录长达9小时，任务信息记录可长达7000条。
YNG-350参数:
●翼展：3.5 m
●最大起飞重量：15kg
●机身长：1.61 m
●巡航时间：4-5 h
电池：10Ah*1
燃料：2.5升
●最高速度：110㎞/h(30m/s)
●巡航速度：80㎞/h (22m/s)
●抗风等级：6级
●有效负载：2.5kg
●最低起飞重量：8kg
●作业范围：≥160km
●整机连包装箱：16kg
●起飞/回收方式：垂直起降
1.6.2 型四旋翼无人机
YN4-100四旋翼无人机系统是一种垂直起降小型自动驾驶无人飞行器系统，可用于执行侦察、拍摄、测绘、检测、指挥、搜索、通讯、空投等多种空中任务。无人机系统的机体和云台完全采用碳纤维材料制造，拥有更轻的重量和更高的强度，可折叠式支臂设计更方便运输。
四旋翼无人机一般适合30min和3km左右的短距离飞行检查。可代替人工进行油气管线
常规巡视，或进行作业区全景或局部航拍；可在高山、河流等人员难以安全到达的特殊地形，或在洪水泥石流等灾害应急状态下执行特殊时期危险性高的任务。
四旋翼无人机短距离巡检方案可采用人工控制和自主导航等工作模式。人工控制模式指人工直接遥控无人机沿线路通道飞行检查。
地面控制站可事先布置在便于遥控的位置，直接进行目视飞行检查。若采用车载地面站进行遥控飞行，航巡距离可以更远。自主导航模式指设置航线信息下无人机半自主或全自主控制飞行，完成预定的飞行检查任务。一般可以采用人工方式对线路通道进行巡查，记录下各个管道的位置、巡航危险避让点等重要GPS信息，并存入到飞行器中，实现后续无人机巡视的自主导航。
YN4-100技术指标
●机身尺寸：展开直径：1750mm，储存直径：700mm
●最大爬升速率：7m/s
●最大巡航速度：12m/s
●飞行半径：≥5000m
●相对飞行高度：≥1000m
●最高工作海拔：5000m
●机身自重：2650g
●标准任务载荷：800g
●推荐的最大任务载荷：1200g
●最大起飞重量：6500g
●最大留空时间：空载时≥55分钟
●工作温度：-30~55°C
●最大抗风能力：6级
●抗雨能力：防水等级IP3，可在暴雨（24小时降雨量50.0～91.9毫米）下可持续安全飞行
●防尘能力：IP5
●抗强电场干扰能力：距离220kV超高压输电线3米距离时，飞行器控制、通讯线路不受影响
1.6.3地面控制和信息处理系统
1.6.3.1地面站
无人机地面控制站(Ground Control Station,GCS)是无人机系统的重要组成部分，其主要目的是完成无人机的飞行操纵、数据链管理、任务和航迹规划、机载任务设备控制，地面控系统设计在坚固的安全箱内。地面站为全中文图形界面，通过数据链系统将飞行控制系统发回的信息，实时在地图上精确标定飞机当前的位置、飞行路线和飞行轨迹，可预设飞行航线并可在无人机飞行中实时调整航路点属性和无人机飞行高度、速度等参数。
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