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西門(mén)子正在研發(fā)一種系統化監測系統，它能夠利用無(wú)人機和三維圖像分析技術(shù)監測各類(lèi)管線(xiàn)、大型工業(yè)設施以及高壓配電系統中的電纜塔。

在我們看得見(jiàn)以及看不見(jiàn)的地方，管線(xiàn)如同動(dòng)脈網(wǎng)絡(luò )一般遍布。它為我們輸送各類(lèi)物資，從石油、天然氣，到氨水、水，甚至啤酒。數十年來(lái)，管線(xiàn)一直是安全、高效的運輸手段之一，用以取代成本高昂的公路或鐵路運輸方式。但問(wèn)題同樣存在，管線(xiàn)運營(yíng)商需要監控這些廣泛鋪設在地表或深埋地下的管線(xiàn)。事實(shí)上，許多關(guān)鍵管線(xiàn)上方的覆土厚度與管線(xiàn)處的環(huán)境安全密切相關(guān)。比如，在歐洲，法律規定地埋式天然氣和石油管線(xiàn)的覆土厚度必須達到1米。而在管線(xiàn)總長(cháng)約占管線(xiàn)總長(cháng)度（217萬(wàn)英里，即350萬(wàn)公里）65%的美國，管線(xiàn)埋設深度通常為地下3到6英尺。

一般情況下，直升飛機每隔2到4周會(huì )對管線(xiàn)進(jìn)行一次空中監測。但是，這樣的外部監測不僅成本不菲，而且通常缺乏相應設備，無(wú)法判定管線(xiàn)覆土厚度是否滿(mǎn)足要求。

得益于精密的傳感器，無(wú)人機有比人類(lèi)更為敏銳的視覺(jué)。不僅如此，無(wú)人機操作便捷、外形小巧、成本低廉，可以取代昂貴的直升飛機，為提高基礎設施的安全性和效率創(chuàng )造了可能。

精確測量

然而，在不久的將來(lái)，西門(mén)子研發(fā)的技術(shù)將讓一切發(fā)生改變。來(lái)自西門(mén)子中央研究院的Claudia Windisch解釋說(shuō)：“我們正在研發(fā)一種效率更高的全新監測系統。它可以借助無(wú)人機，從空中對管線(xiàn)覆土厚度進(jìn)行自動(dòng)系統化測量。為了做到這一點(diǎn)，我們會(huì )將移動(dòng)設備、機載傳感器與智能圖像分析技術(shù)相結合。”

無(wú)人機配備彩色攝像頭和近紅外線(xiàn)攝像頭，沿著(zhù)地下埋設的長(cháng)距離管線(xiàn)，按預先設定的路線(xiàn)飛行，拍攝地表的照片。未來(lái)，這些圖片將通過(guò)網(wǎng)絡(luò )接口傳送至西門(mén)子的管線(xiàn)分析平臺，由平臺根據數據生成或更新管線(xiàn)表面三維模型，并附上地理坐標。Windisch表示：“該系統測量覆土厚度的精確度可達10厘米左右。因此，這一系統能提供高質(zhì)量的測量結果，便于進(jìn)行可重復的客觀(guān)分析。”完成分析后，數據將通過(guò)網(wǎng)絡(luò )接口或在SCADA系統中發(fā)送給管線(xiàn)運營(yíng)商。

空中傳感器

每年，管線(xiàn)運營(yíng)商都會(huì )因泄漏、損壞和非法蒙受數百萬(wàn)美元的損失。而如果發(fā)生泄漏的地區人跡罕至，維護團隊往往需要耗時(shí)數日才能確定故障地點(diǎn)。西門(mén)子石油與天然氣業(yè)務(wù)管線(xiàn)解決方案負責人Mike Liepe表示：“我們正在研發(fā)一種自動(dòng)三維圖像分析系統，將幫助客戶(hù)更經(jīng)濟高效地監測管線(xiàn)。如果系統能在早期檢測出偏差，運營(yíng)商就能盡快采取應對措施，防止可能發(fā)生的損壞或故障。”

在實(shí)際運作過(guò)程中，相關(guān)人員將沿著(zhù)管線(xiàn)閥站，以30到50公里的間隔布置無(wú)人機。如果管線(xiàn)過(guò)程控制系統中有傳感器報告異常，距離近的無(wú)人機將自行飛往異常管道段進(jìn)行檢測。無(wú)人機會(huì )將采集的數據發(fā)送至控制系統，由后者對異常狀況進(jìn)行分析并提出對策。西門(mén)子中央研究院的軟件專(zhuān)家Daniel Schall說(shuō)：“為實(shí)現這一目標，我們在現有的SCADA系統中結合了圖像和過(guò)程數據的自動(dòng)分析功能。異常和缺陷將顯示在真實(shí)的三維環(huán)境中。這些信息與SCADA系統提供的可視化數據有助于輕松查明故障，并快速采取措施。”

研究人員預計將于一年后完成研發(fā)，并計劃在德國和奧地利開(kāi)展多次飛行試驗，以測試不同的傳感器系統、無(wú)人機和輕型飛機。

目前，無(wú)人機仍由人工遠程控制。但在不久的將來(lái)，他們將實(shí)現自主操控，并將為工作人員提供不斷拓展的數據庫以支持更優(yōu)化的基礎設施維護。

建筑物監測

除用于監測管線(xiàn)之外，西門(mén)子的技術(shù)同樣適用于其它領(lǐng)域，如建筑物監測等。大型辦公樓和工業(yè)建筑通常會(huì )消耗大量熱能。這些熱能需要留在建筑物內部，而不應從幕墻或屋頂的隔熱性能不良的結構處逸出。無(wú)人機可以輕便且安全地檢測到這些容易流失熱能的區域。

無(wú)人機搭載的紅外攝像頭能對建筑物散發(fā)的熱量進(jìn)行成像，然后將這些圖片與可見(jiàn)光譜圖片相結合。所得到的數據可用于計算出三維模型，以標明熱量流失的地點(diǎn)。

密切監測架空導線(xiàn)

架空導線(xiàn)是另一個(gè)可能的無(wú)人機應用領(lǐng)域。架空導線(xiàn)系統不僅能為列車(chē)和纜車(chē)提供電力，而且也能為環(huán)保型電動(dòng)卡車(chē)供電。在這種應用場(chǎng)景中，無(wú)人機同其他監測設備一樣，沿規定路線(xiàn)飛行并為基礎設施拍攝照片。隨后，專(zhuān)門(mén)的軟件將評估圖像，檢測松垂電纜、故障電纜塔以及其他潛在風(fēng)險。這種軟件甚至可以確定架空導線(xiàn)是否及何時(shí)會(huì )損壞。有了這些信息，運營(yíng)商就可以盡早采取措施防止故障發(fā)生。

北極，冰山聳立，白雪皚皚，氣候嚴寒，人跡罕至。在一片仿佛與世隔絕的冰天雪地中，北極熊媽媽帶著(zhù)小熊在厚厚的冰層上慵懶閑適地曬太陽(yáng)。

北極熊媽媽帶著(zhù)小熊慵懶地曬太陽(yáng)。

忽然，遠方一陣陣咔嚓咔嚓冰層破裂的聲音引起了它們的好奇，原來(lái)是一艘紅色的大船正在碾碎厚厚的冰層穩步前行。

總長(cháng)206米、大載重量為28500噸的奧達克斯號（Audax）從比利時(shí)啟航，經(jīng)過(guò)8天8夜的航行，到達位于俄羅斯亞馬爾半島上的薩別塔港。它正為大的亞馬爾液化天然氣項目運送大型建造模塊。

2017年此項目投入運行后，北極冰雪覆蓋下的能源寶庫將被打開(kāi)，冰封了億萬(wàn)年的油氣資源將被喚醒，為人類(lèi)*地輸送寶貴能源。

目前，奧達克斯號是僅有的兩艘具備在北級冰凍季節連續運輸能力的船舶之一。西門(mén)子*的電力推進(jìn)系統為它提供強大的動(dòng)力保障，并優(yōu)化能源效率，對亞馬爾液化天然氣項目的進(jìn)展起到關(guān)鍵作用。

動(dòng)力強勁

作為*艘破冰能力達1.5米的極地重載甲板運輸船，奧達克斯號能同時(shí)承運2個(gè)1萬(wàn)噸的大型海工模塊，在厚厚的冰面上保持2節航速前行，相當于每小時(shí)3.8公里左右。

可以說(shuō)，亞馬爾液化天然氣項目能否如期投運，就全靠它和它的姐妹船普拉克斯號（Pugnax）來(lái)為天然氣工廠(chǎng)的建設運送模塊了。

奧達克斯號采用西門(mén)子的電力推進(jìn)系統，從發(fā)電、配電到驅動(dòng)，保證船只能以強勁、節能的動(dòng)力經(jīng)受極地破冰的嚴峻挑戰。

輪機長(cháng)Erik-John Gerssen表示：“對推進(jìn)系統大的挑戰是運行狀態(tài)中的螺旋槳撞上冰塊時(shí)傳遞給推進(jìn)電機的巨大瞬時(shí)扭矩。西門(mén)子特別設計的推進(jìn)電機*經(jīng)得起扭矩變化的考驗。”

奧達克斯號輪機長(cháng)Erik-John Gerssen的工作是確保船上一切設備的穩定運行。西門(mén)子的電力推進(jìn)系統確保船只經(jīng)受住極地破冰的嚴峻考驗。

換名話(huà)說(shuō)，在極地冰區，在螺旋槳葉片有可能面臨數百?lài)嵉臎_擊力時(shí)，西門(mén)子推進(jìn)電機仍能持續輸出充沛動(dòng)力確保船舶克服阻礙，保證船只在浮冰中順利航行。

在西門(mén)子電力推進(jìn)系統中，兩臺8兆瓦和兩臺7.6兆瓦的發(fā)電機為船只*地提供穩定的電力。變壓器將產(chǎn)生的電力轉化為可供驅動(dòng)系統和其他設備使用的電壓。中低壓配電柜則負責安全高效地將電力分配并傳輸到船上需要的部分。而兩臺主推進(jìn)變頻器則與兩臺12兆瓦的主推進(jìn)電機*協(xié)同，適應破冰狀態(tài)和正常航行時(shí)不同的功率需求。

在西門(mén)子電力推進(jìn)系統中，發(fā)電機為船只*地提供穩定的電力。

“同時(shí)，瞬時(shí)扭矩變化對于電力系統帶來(lái)的負荷也必須考慮在內。推進(jìn)電機配備的軟件和電力管理系統具備特殊功能設計，保證破冰船穩定的電力供應。” Erik-John Gerssen談道。

奧達克斯號配備了西門(mén)子電源管理系統（PMS），一方面可以合理分配電力達到使用效率，使船只處于較經(jīng)濟節能的運行狀態(tài)；另一方面，在情況下，可以保障電力分配到需要能源的關(guān)鍵設備，確保船只的可操作性。

奧達克斯號配備了西門(mén)子電源管理系統（PMS），確保電力的合理分配。在情況下，保障設備電力供應，提高船只的安全性和可操作性。

航行途中，船上機械設備、油料等各項系統的運行狀態(tài)時(shí)刻保持透明可控。西門(mén)子基于Siship的全集成自動(dòng)化解決方案實(shí)時(shí)收集和監控各系統的運行參數，讓船長(cháng)在駕駛室就能了如指掌。整合的西門(mén)子Siship電力推進(jìn)系統有助于提高奧達克斯號的整體效率和可靠性，減少油耗，從而降低運營(yíng)成本。

西門(mén)子基于Siship的全集成自動(dòng)化解決方案實(shí)時(shí)收集和監控各系統的運行參數，讓船長(cháng)在駕駛室就能了如指掌。

遠程維護

奧達克斯號遠行北冰洋，如果設備運行出現異常征兆，遠在上海的西門(mén)子工程師也能通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠程診斷，讓問(wèn)題在發(fā)現之初就得到妥善解決，提高船上設備的可用性和船只的安全性。

遠程診斷服務(wù)主要能實(shí)現兩大功能：硬件診斷和遠程軟件操作界面的修改。一旦船員發(fā)現問(wèn)題，西門(mén)子工程師只需要登錄對方電腦，就可以讀取診斷信息。這種方式有點(diǎn)類(lèi)似于QQ提供的遠程協(xié)助。這樣一來(lái)，工程師無(wú)需再趕赴現場(chǎng)即可實(shí)現快速響應，為客戶(hù)節省時(shí)間、降低成本。

西門(mén)子（中國）有限公司過(guò)程工業(yè)與驅動(dòng)集團石油天然氣及船舶部遠程診斷服務(wù)主管施慶華說(shuō)：“有了遠程診斷服務(wù)后，問(wèn)題得到及時(shí)解決，客戶(hù)滿(mǎn)意，我們也高興。”

奧達克斯號遠行北冰洋，如果設備運行出現異常征兆，遠在上海的西門(mén)子工程師也能通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠程診斷，讓問(wèn)題在發(fā)現之初就得到妥善解決。

近些年來(lái)，在極地破冰船建造領(lǐng)域新技術(shù)不斷涌現，并且得到了廣泛的應用。西門(mén)子一直在密切關(guān)注新技術(shù)的發(fā)展，并積極為船舶提供*的電力系統。

“在本項目中，西門(mén)子提供的電力推進(jìn)系統成為了極地破冰船型應用的新*。從極地重載甲板運輸船開(kāi)始，西門(mén)子的*技術(shù)為船只的高可靠性、高效率和應用性保駕護航，并將為極地探索和資源開(kāi)發(fā)做出新的貢獻。” 西門(mén)子（中國）有限公司過(guò)程工業(yè)與驅動(dòng)集團船舶解決方案部項目總監胡向東說(shuō)。

肩負重任的奧達克斯號即將踏上新的航程。未來(lái)，西門(mén)子也將繼續探索創(chuàng )新船舶科技，為人類(lèi)的海洋之旅增添新的動(dòng)力！