Axpo集团如何利用自主无人机加强瑞士阿尔卑斯山水电站的监测

Axpo集团在瑞士阿尔卑斯山脉运营着众多水力发电设施，这些设施位于地形险峻的山区，传统的巡检方式需要派遣人员徒步进入危险区域。该公司是瑞士可再生能源基础设施的重要支柱，其60%以上的电力来自水力发电。

在 NextGen '25 的一次会议上，我们采访了瑞士最大的可持续能源生产商 Axpo 集团的项目经理 Klaus Liedtke 和数字创新实习生 Anna。Axpo 集团拥有超过百年的电厂运营经验。作为瑞士能源领域的先驱，Axpo 集团建立了瑞士第一座水力发电厂，并通过其“水力 4.0”计划，持续引领水力发电运营数字化转型。

以下是他们对利用自主无人机革新巡检作业的看法👇

“传统上，我们的检查工作需要派人徒步进入恶劣环境。这既耗时又危险，而且效率低下。” 说 Klaus Liedtke，Axpo 集团项目经理。

在瑞士山区运营水力发电设施面临着几个重大挑战：

• 危险地形：定期检查需要人员在积雪覆盖、陡峭偏远的山区进行作业，这会造成重大的安全风险。
• 资源密集型旅行：偏远的集水区和水库距离主要设施有半小时车程，还需要徒步旅行，因此考察工作非常耗时。
• 天气脆弱性：恶劣的高山环境，包括大雪和雪崩风险，可能会妨碍在关键的冬季月份进行及时的检查。
• 数据一致性：传统的目视检查缺乏标准化，无法创建持久的记录以供长期比较。

虽然无人机技术提供了潜在的解决方案，但在 Axpo 的运营中实施该技术也面临着自身的障碍。 “无人机飞行看似简单，但当将其纳入健康和安全规程时，就需要确保飞行员接受过培训，遵守相关法规，获得许可，并对技术创新进行评估。” 解释 利德克。

经过对各种方案的评估，Axpo最终采用了一种“无人机一体化”解决方案，该方案可在偏远山区自主运行。该系统包括：

• DJI Dock 2 基站位于瑞士格劳宾登州的一个水库旁。
• DJI Matrix 3DT 无人机配备高分辨率摄像头
• FlightHub 2 软件平台用于任务规划和执行
• FLARM空中交通感知系统用于航空安全
• 通过附近的瑞士电信天线实现移动数据连接

该解决方案可实现全自动无人机任务，用于检查集水区、监测积雪水平，并在雪崩等紧急情况下提供实时态势感知--所有这些都无需人员前往这些偏远地区。

该自主无人机系统遵循精简的操作流程：

• 任务规划：操作员远程规划巡检路线，目标是特定的集水区、雪桩或其他基础设施。
• 自动部署：无人机自动离开停机坪，执行飞行前检查，无需现场人员即可开始执行任务。
• 安全监控：飞行过程中，系统会监控：
  • 通过 FLARM 与 SafeSky 平台集成实现空中交通管制
  • 通过机载传感器获取天气状况
  • 用于维持控制链路的移动数据连接
• 数据采集​​：无人机从多个角度采集集水区和其他关键基础设施的高分辨率图像。
• 自主返航：任务完成后，无人机返回码头，在那里充电并传输收集到的数据。
• 数据分析：水电站运营人员对图像进行分析，并将关键发现输入到 Axpo 的检查管理系统中。

Axpo公司于2024年10月启动了一项结构化的概念验证项目，该项目着重于四个评估标准：可用性、技术能力、合规性和经济可行性。实施团队将无人机停机坪安装在格劳宾登州一个战略位置，俯瞰着一个拥有多个集水区的山谷，距离主发电厂约半小时车程。监管流程包括制定具体的运营风险评估，并获得瑞士联邦民航局的许可。一项关键要求是监控运营区域内50%的空中交通参与者，为此，项目团队部署了一套基于FLARM的空中交通感知系统，并将其与该地区直升机和滑翔伞使用的SafeSky平台集成。 ‍

“我们想在水电站获得无人机一体化解决方案的实际经验，所以我们决定在整个冬季直接在发电厂安装一个码头。” 说 Anna，Axpo集团数字创新实习生。 “今年冬天，水电站正常全面地运营了这个码头。”

自主无人机技术的应用为Axpo的水电运营带来了诸多显著益处：

• 时间效率：省去了对偏远集水区进行例行检查所需的半小时车程和危险的徒步旅行。
• 提高安全性：通过远程目视评估，减少人员暴露于恶劣冬季条件和雪崩风险中的风险。
• 应急响应：在雪崩等重大事件中提供近乎即时的态势感知，同时不危及工人安全。
• 提高数据质量：建立了基础设施状况的一致、高质量的视觉记录，从而能够更好地进行趋势分析和预测性维护。

“最大的好处在于节省了耗时费力的长途旅行。” 著名的 安娜。 “这与在紧急情况下节省宝贵时间息息相关。如果发生雪崩而码头没有遮盖物，我们可以几乎立即获得对情况的第一手信息。”

随着概念验证项目于2025年3月接近完成，Axpo正在最终确定评估方案，以确定下一步如何在其水电基础设施中更广泛地部署无人机一体化解决方案。团队正在探索具有更高用户友好性和数据安全功能的替代软件平台。未来的扩展计划包括：

• 评估无人机一体化系统在Axpo旗下核电站的实施情况，这些核电站面临着不同的监管和运营要求。
• 在Axpo电网基础设施部门内测试应用程序
• 为码头的冬季运营制定解决方案，包括使用加热垫或金属屏障来防止积雪进入。
• 与软件供应商合作，改进山区返乡功能，以符合监管要求

“我们对瑞士境内的任何形式的概念验证都持开放态度。” 说 安娜这凸显了 Axpo 致力于在其运营中继续推进无人机技术发展的承诺。

Axpo集团自主无人机技术的应用，展现了如何通过数字化创新实现传统能源基础设施的现代化。通过在环境严苛的高山地区部署一体化无人机解决方案，Axpo提高了运营效率，增强了工人安全，并建立了一套更加规范的关键基础设施监测方法。

‍“如果您想为无人机或无人机一体化解决方案实施可靠的概念验证，我们目前在该领域拥有丰富的专业知识。” 说 克劳斯·利德克。 “最有效的做法是到现场观察人们实际如何使用这项技术--不要告诉他们应该如何使用。看看他们是如何使用的，然后你才能探索改进方案。”