低空经济新动力：氢能助力高速公路无人机巡检实现突破

　　总体介绍

　　中国科学院青岛生物能源与过程研究所(以下简称中科院青能所)醇类燃料电池组工程师与山东高速数字科技有限公司视频分析团队联合开展了一项典型的无人机巡线任务，地点位于山东高速枣庄路段。此次任务旨在提升高速公路路况巡检效率与精确度，通过氢燃料电池动力无人机的长续航优势，进行长时间滞空的视频分析与现场巡查。

　　当前，传统锂电池无人机在高速公路巡检中存在续航能力不足的问题，尤其在进行远距离巡线和长时间滞空监控时，常常出现续航中断，影响巡检的持续性与效果。中科院青能所团队开发的氢燃料电池动力系统无人机，凭借其续航时间为锂电池无人机的3-5倍，成功解决了这一瓶颈，极大增强了无人机在高速公路巡检中的应用灵活性。

　　在此次测试中，中科院青能所团队将氢动力无人机与山东高速的视频分析模块结合，实时对枣庄路段进行视频巡检。无人机的长时间滞空确保了视频监控的流畅性，能够精准监测可能出现的护栏损坏、烟火、废弃轮胎、碰撞、逆行等安全隐患，将原本最长可达2小时的检测反应速度，极大幅度降低至分钟级别，通过机载LTE通信技术，在理想状况下达到秒级。

　　这一技术革新成功将高速检测范围从原先的40%路段覆盖面积，拓展至动态100%。为山东高速管理部门提供全面及时的数据决策支持。通过持续跟拍，山东高速的视频分析团队可以精准掌握长距离、点对点的路况信息，提高了应对事故和安全隐患的效率。此举不仅推动了低空经济在测绘勘察领域的应用，也展示了氢能作为无人机新动力模式的巨大潜力，为未来低空经济的可持续发展提供了新思路和动力。

　　图 1中科院团队与山高团队合作

　　图 2 无人机于封闭路段起飞进行巡检

　　主要做法

　　此次案例应用使用的是2.5千瓦氢燃料电池工业级无人机，搭载12升35MPa高压氢气瓶，具有显著的续航优势。这款无人机采用了中科院青能所自主研发的金属双极板燃料电池动力系统，系统包括金属双极板燃料电池电堆、燃料电池性能控制器和混动功率板，确保了高效、稳定的动力输出。相比传统锂电池无人机，这款氢动力无人机能够提供更长时间的飞行续航，同时氢动力的载重冗余可支持搭载GPU算力的机载设备，具备在信号孱弱地区进行机载视频分析的能力，特别适合用于对续航时间要求较高的高速公路巡检任务。同时无人机养护方面成本得到极大降低，传统锂电池无人机需要配置5-10块备用电池，并且充电整备时间长，氢能无人机换氢气瓶时间在5分钟左右，极大降低维护保养成本与难度。通过这一方式，路况监测的实时性和准确性得到了大幅提升，为交通管理部门提供了更加全面和精确的数据支持。

　　取得成效

　　提高巡线效率：

　　长时间的滞空使无人机能够覆盖更广泛的路段，减少传统巡检方式中频繁起降所带来的时间浪费。相比传统的地面巡检或短程无人机巡检，氢燃料电池动力无人机凭借其3-5倍于锂电池无人机的续航能力，能够持续飞行较长时间，从而覆盖更多的路段，减少了巡检任务的次数，节省了人力物力。这不仅显著提高了巡线的工作效率，还能在短时间内完成更大范围的路况监测，大幅提升了交通管理的响应速度和整体效率。

　　精确度与可靠性提升：

　　充足的氢能动力可支持48v电压，使得高算力的机载设备成为可能。通过机载设备的自主分析与远程算力中心的支持，氢能无人机通过实时的视频分析，氢动力无人机可以精准识别和记录潜在的路面问题和安全隐患，例如护栏损坏、废弃物、烟火、碰撞等，甚至能够检测到非常细微的变化。这种高精度的监控使得巡检工作更加全面和细致，避免了传统巡检方式中可能存在的盲点和漏检现象。无人机搭载的视频分析模块，能够长时间保持高质量的视频监控，确保了路况数据的准确性和监测结果的可靠性，极大地提升了路况监测的精确度。

　　增强应急处理能力：

　　随着无人机技术的应用，路况数据的采集和传输变得更加高效和实时，使得高速公路管理部门能够更快速地获得准确的现场信息。无人机的长时间滞空和精准数据传输为应急响应提供了充分的支持，可以迅速发现并判断潜在的事故隐患。无人机通过实时监控和精准定位，能够帮助相关部门在发生突发情况时做出迅速决策，并优化应急资源的调配。这种全面的路况掌控能力使得交通事故的应对更加高效，减少了交通事故的发生率，并提升了整个路网的安全性和运营效率。