栖云通航无人机地铁巡检方案
（适用于 CX-SN03A 隧道专用机型）
前言
本手册旨在规范栖云通航 CX-SN03A 无人机在地铁巡检场景中的操作流程、技术标准与安全规范，适用于地铁隧道结构检测、轨道设备巡检、接触网状态监测及应急响应等作业。手册融合多地地铁试点经验与 "空 - 地 - 云" 协同技术理念，为巡检人员提供标准化操作指南，助力实现地铁运维从 "被动处置" 到 "主动预警" 的转型。
一、核心设备参数详解
1.1 主机核心参数
参数类别 | 具体规格 | 场景适配说明 |
机身尺寸 | 展开：550mm×550mm×400mm | 可通过地铁应急通道，适配狭窄隧道空间 |
整机重量 | 3.5kg（含电池与基础载荷） | 符合地铁低空作业重量限制，单人可携2-3 台 |
动力系统 | 共轴双旋翼设计，无刷电机 | 提供稳定升力，抗6级风 |
定位系统 | 激光SLAM | 无 GPS 环境下实现 ±2cm 定位精度，适配隧道封闭场景 |
续航能力 | 35 分钟 | 单次可覆盖 5 公里隧道，满足区间巡检需求 |
最大飞行速度 | 自动巡航：3m/s
手动控制：1.5m/s | 平衡巡检效率与成像质量 |
环境适应性 | 工作温度：-10℃~50℃防尘等级：IP45抗电磁干扰：IEC 61000-6-2 | 耐受隧道粉尘、潮湿及接触网电磁环境 |
1.2 载荷配置参数
载荷类型 | 技术规格 | 巡检用途 |
高清可见光相机 | 4800 万像素，10 倍光学变焦，全局快门 | 捕捉轨道裂缝（≥0.1mm）、螺栓松动等细节 |
红外热像仪 | 分辨率 640×512，测温精度 ±0.5℃ | 检测接触网过热、电缆接头异常升温 |
激光甲烷传感器 | 检测范围 0-100% LEL，响应时间≤1 秒 | 排查隧道内燃气泄漏隐患 |
数据传输模块 | 工业级 4G+WiFi 双链路 | 实现巡检数据实时回传，延迟≤0.5 秒 |
1.3 配套系统参数
系统名称 | 技术特点 | 功能价值 |
航线规划软件 | 支持导入隧道三维模型 | 精准贴合隧道走向，避免遗漏关键点位 |
智能分析平台 | 内置 AI 缺陷识别算法，识别准确率≥90% | 自动标记轨道裂缝、接触网异常等缺陷 |
数字孪生终端 | 实时同步飞行轨迹与检测数据 | 可视化呈现隧道状态，支持历史数据对比 |
二、标准化作业流程
2.1 作业前准备（30 分钟）
2.1.1 设备检查与校准
1. 电池检测：确认主电池与备用电池电量≥90%，外观无鼓包漏液，激活电池温控保护功能（低温环境专用）；
2. 载荷调试：根据巡检类型安装对应载荷（轨道检测选高清相机 + 激光测距模块，接触网检测加配红外热像仪），校准云台水平度；
3. 定位校准：在隧道入口开阔区执行 IMU 惯性测量单元校准，通过 UWB 基站建立局部定位网络；
4. 功能测试：测试避障系统（用障碍物模拟管线进行避障验证）、图传链路（确保 500 米内信号稳定）及应急返航功能。
2.1.2 航线规划
1. 基础参数设置：导入作业区段隧道地图，设定飞行高度（距轨道面 3 米）、航线间距（0.8 米）、重叠率（80%）；
2. 关键点位标记：在轨道接头、道岔、接触网支柱等位置设置兴趣点，指令无人机悬停拍摄 3 张不同角度影像；
3. 安全区域划分：在接触网高压区、信号机附近设置禁飞区，预留 2 米安全距离，设置 3 个应急迫降点；
4. 方案导出：将航线文件加载至无人机飞控系统，同步至地面控制终端。
2.1.3 环境与人员准备
1. 环境核查：确认作业区段已断电闭锁，检测隧道内风速≤3 级，有害气体浓度低于安全阈值；
2. 人员配置：每组 2 人（操作员 1 名 + 安全监护 1 名），均需佩戴绝缘手套、安全帽，携带应急照明设备；
3. 手续确认：办理地铁作业许可，与调度中心确认作业窗口期（建议 23:00 - 次日 4:00）。
2.2 现场作业流程（按 5 公里区段计）
2.2.1 起飞操作（5 分钟）
1. 在隧道入口指定起降点（5m×5m 平整区域）放置无人机，开启遥控器与主机电源；
2. 执行自检程序，确认定位、图传、载荷系统正常，获取调度中心起飞指令；
3. 采用手动模式起飞至 1 米高度，悬停 30 秒观察状态，切换至自动巡航模式。
2.2.2 巡航巡检（15 分钟）
1. 实时监控：地面终端查看飞行轨迹、电池电量及影像画面，遇突发障碍手动干预；
2. 重点补拍：发现疑似缺陷时，发送 "环绕拍摄" 指令，获取多角度影像；
3. 数据记录：每公里记录一次电池电量（预留 30% 返航余量）、定位精度及环境参数。
2.2.3 返航回收（5 分钟）
1. 到达终点或电量≤30% 时自动启动返航程序，沿原航线返回起降点；
2. 采用手动模式降落，关闭主机与遥控器电源，拆除载荷模块；
3. 立即导出存储卡数据，备份至移动硬盘与云端平台。
2.3 作业后处理（60 分钟）
2.3.1 数据处理
1. 影像处理：点云直接导出PCD文件；
2. 缺陷识别：通过智能平台自动标记缺陷，人工复核修正，标注缺陷位置（精确至米）、尺寸及等级；
3. 趋势分析：对比历史数据，判断缺陷发展速度（如裂缝扩展速率）。
2.3.2 报告生成
1. 基础信息：包含作业日期、区段、设备编号、天气条件及人员信息；
2. 缺陷统计：按 "轨道结构"" 接触网 ""隧道环境" 分类统计，附缺陷影像与定位坐标；
3. 处置建议：根据缺陷等级提出 "立即维修"" 定期观察 " 等建议，自动推送至运维系统。
三、典型试点案例
3.1 地铁隧道结构巡检项目
项目背景
• 作业区段：东管站 - 商务区站（双线 6.2 公里）
• 传统痛点：人工巡检 1 公里需 30 分钟，漏检率 15%，接触网区域作业风险高
• 作业配置：CX-SN03A 无人机 3 台，搭载高清相机 + 激光测距载荷，配套 "空 - 地 - 云" 分析平台
实施过程
1. 前期准备：先SLAM建图，再导入，规划航点
2. 作业执行：每晚 23:30 - 次日 2:00 分批次作业，每台无人机负责 2 公里区段，实现双线全覆盖；
3. 协同机制：采用 "无人机巡查 + 人工补位" 模式，禁飞区（信号机房上方）由人工复核。
项目成效
• 效率提升：巡检时长从 186 分钟缩短至 45 分钟，效率提升 3 倍；
• 精度改善：缺陷识别率从 85% 提升至 98%，成功发现轨道接缝裂缝 17 处、管片渗漏水 9 处；
• 成本优化：单月运维成本下降 27%，减少人工配置 6 人；
• 安全升级：接触网区域作业零风险，应急响应时间从 48 小时缩短至 15 分钟。
3.2 贵阳地铁某线接触网应急巡检项目
项目背景
• 作业需求：暴雨后排查接触网受损情况，涉及 3 个站点间 4.5 公里区段
• 现场难点：隧道内积水（最深 30cm）、部分区域信号中断，人工无法进入
实施亮点
1. 应急配置：启用防水载荷舱（IP65），搭载红外热像仪与水位传感器；
2. 航线优化：采用 "贴顶飞行 + 低空探测" 双模式，规避积水区域；
3. 数据应用：通过数字孪生平台实时回传影像，配合调度中心制定抢修方案。
项目成效
• 2 小时完成全区段巡检，比传统人工快 4 倍；
• 精准定位接触网断线点 2 处、绝缘子破损 3 处；
• 生成积水分布热力图，为排水作业提供数据支撑。
四、安全操作规范
4.1 飞行安全准则
1. 飞行限制：严格在作业许可区段内飞行，高度距接触网≥1.5 米，禁止超视距操作；
2. 应急处置：遇信号丢失立即启动 "失控悬停" 模式，电量≤20% 强制返航，避障触发时减速绕行；
3. 特殊天气：风速≥4 级、隧道内有明火或有害气体超标时立即终止作业。
4.2 设备安全管理
1. 载荷装卸：断电状态下更换载荷，确认接口锁死后方可起飞；
2. 电池维护：使用原厂充电器，避免过充过放，低温环境下启用电池预热功能；
3. 清洁保养：作业后用压缩空气清除机身粉尘，镜头用专用拭镜纸清洁，每月校准一次定位系统。
4.3 人员安全要求
1. 资质要求：操作员需持 AOPA 无人机驾驶员证书与地铁作业安全培训合格证；
2. 作业防护：进入隧道必须穿戴绝缘装备，携带气体检测仪与急救包；
3. 沟通机制：全程保持与调度中心无线电通讯，每 10 分钟汇报作业状态。
五、维护与故障排查
5.1 日常维护清单（每日作业前）
检查项目 | 检查方法 | 合格标准 |
旋翼系统 | 目视检查 + 手动转动 | 无裂纹、变形，转动顺畅无卡顿 |
电池性能 | 专用检测仪测试 | 充放电效率≥90%，内阻＜200mΩ |
镜头模组 | 拍摄测试 + 清洁 | 成像清晰无污渍，对焦准确 |
定位模块 | 校准测试 | 定位偏差≤3cm |
5.2 常见故障处理
故障现象 | 可能原因 | 解决方法 |
定位漂移 | 撞击或者震动影响比较大 | 重启，起飞点重新飞行 |
图传中断 | 电磁干扰或距离过远 | 降低飞行速度，靠近基站区域 |
载荷无法工作 | 接口松动或供电不足 | 重新插拔载荷，更换备用电池 |
自动返航失败 | 航线数据丢失 | 切换手动模式，参照隧道标识返航 |
六、附录
6.1 适配场景清单
巡检类型 | 推荐载荷 | 作业参数 |
轨道结构巡检 | 4800 万像素相机 + 激光测距 | 飞行高度 3m，速度 1.5m/s |
接触网巡检 | 红外热像仪 + 高清相机 | 飞行高度 4m，速度 1m/s |
隧道环境检测 | 气体传感器 + 温湿度模块 | 飞行高度 2m，速度 2m/s |
应急抢险巡检 | 防水相机 + 水位传感器 | 飞行高度 1.5m，速度 2.5m/s |
6.2 工具包配置
• 必配工具：备用电池（2 块）、电池充电器、绝缘工具箱、数据传输线；
• 选配工具：隧道照明设备、便携式气体检测仪、无人机维修套装。
技术支持：栖云通航客户服务部 010-87761008
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