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西门子正在研发一种系统化监测系统，它能够利用无人机和三维图像分析技术监测各类管线、大型工业设施以及高压配电系统中的电缆塔。

在我们看得见以及看不见的地方，管线如同动脉网络一般遍布全球。它为我们输送各类物资，从石油、天然气，到氨水、水，甚至啤酒。数十年来，管线一直是最为安全、高效的运输手段之一，用以取代成本高昂的公路或铁路运输方式。但问题同样存在，管线运营商需要监控这些广泛铺设在地表或深埋地下的管线。事实上，许多关键管线上方的覆土厚度与管线处的环境安全密切相关。比如，在欧洲，法律规定地埋式天然气和石油管线的覆土厚度必须达到1米。而在管线总长约占全球管线总长度（217万英里，即350万公里）65%的美国，管线埋设深度通常为地下3到6英尺。

一般情况下，直升飞机每隔2到4周会对管线进行一次空中监测。但是，这样的外部监测不仅成本不菲，而且通常缺乏相应设备，无法判定管线覆土厚度是否满足要求。

得益于精密的传感器，无人机有比人类更为敏锐的视觉。不仅如此，无人机操作便捷、外形小巧、成本低廉，可以取代昂贵的直升飞机，为提高基础设施的安全性和效率创造了可能。

精确测量

然而，在不久的将来，西门子研发的技术将让一切发生改变。来自西门子中央研究院的Claudia Windisch解释说：“我们正在研发一种效率更高的全新监测系统。它可以借助无人机，从空中对管线覆土厚度进行自动系统化测量。为了做到这一点，我们会将移动设备、机载传感器与智能图像分析技术相结合。”

无人机配备彩色摄像头和近红外线摄像头，沿着地下埋设的长距离管线，按预先设定的路线飞行，拍摄地表的照片。未来，这些图片将通过网络接口传送至西门子的管线分析平台，由平台根据数据生成或更新管线表面三维模型，并附上地理坐标。Windisch表示：“该系统测量覆土厚度的精确度可达10厘米左右。因此，这一系统能提供高质量的测量结果，便于进行可重复的客观分析。”完成分析后，数据将通过网络接口或在SCADA系统中发送给管线运营商。

空中传感器

每年，全球管线运营商都会因泄漏、损坏和非法蒙受数百万美元的损失。而如果发生泄漏的地区人迹罕至，维护团队往往需要耗时数日才能确定故障地点。西门子石油与天然气业务管线解决方案负责人Mike Liepe表示：“我们正在研发一种自动三维图像分析系统，将帮助客户更经济高效地监测管线。如果系统能在早期检测出偏差，运营商就能尽快采取应对措施，防止可能发生的损坏或故障。”

在实际运作过程中，相关人员将沿着管线阀站，以30到50公里的间隔布置无人机。如果管线过程控制系统中有传感器报告异常，距离最近的无人机将自行飞往异常管道段进行检测。无人机会将采集的数据发送至控制系统，由后者对异常状况进行分析并提出对策。西门子中央研究院的软件专家Daniel Schall说：“为实现这一目标，我们在现有的SCADA系统中结合了图像和过程数据的自动分析功能。异常和缺陷将显示在真实的三维环境中。这些信息与SCADA系统提供的可视化数据有助于轻松查明故障，并快速采取措施。”

研究人员预计将于一年后完成研发，并计划在德国和奥地利开展多次飞行试验，以测试不同的传感器系统、无人机和轻型飞机。

目前，无人机仍由人工远程控制。但在不久的将来，他们将实现自主操控，并将为工作人员提供不断拓展的数据库以支持更优化的基础设施维护。

建筑物监测

除用于监测管线之外，西门子的技术同样适用于其它领域，如建筑物监测等。大型办公楼和工业建筑通常会消耗大量热能。这些热能需要留在建筑物内部，而不应从幕墙或屋顶的隔热性能不良的结构处逸出。无人机可以轻便且安全地检测到这些容易流失热能的区域。

无人机搭载的红外摄像头能对建筑物散发的热量进行成像，然后将这些图片与可见光谱图片相结合。所得到的数据可用于计算出三维模型，以标明热量流失的地点。

密切监测架空导线

架空导线是另一个可能的无人机应用领域。架空导线系统不仅能为列车和缆车提供电力，而且也能为环保型电动卡车供电。在这种应用场景中，无人机同其他监测设备一样，沿规定路线飞行并为基础设施拍摄照片。随后，专门的软件将评估图像，检测松垂电缆、故障电缆塔以及其他潜在风险。这种软件甚至可以确定架空导线是否及何时会损坏。有了这些信息，运营商就可以尽早采取措施防止故障发生。