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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。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，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。

北极，冰山耸立，白雪皑皑，气候严寒，人迹罕至。在一片仿佛与世隔绝的冰天雪地中，北极熊妈妈带着小熊在厚厚的冰层上慵懒闲适地晒太阳。

北极熊妈妈带着小熊慵懒地晒太阳。

忽然，远方一阵阵咔嚓咔嚓冰层破裂的声音引起了它们的好奇，原来是一艘红色的大船正在碾碎厚厚的冰层稳步前行。

总长206米、大载重量为28500吨的奥达克斯号（Audax）从比利时启航，经过8天8夜的航行，到达位于俄罗斯亚马尔半岛上的萨别塔港。它正为大的亚马尔液化天然气项目运送大型建造模块。

2017年此项目投入运行后，北极冰雪覆盖下的能源宝库将被打开，冰封了亿万年的油气资源将被唤醒，为人类*地输送宝贵能源。

目前，奥达克斯号是仅有的两艘具备在北级冰冻季节连续运输能力的船舶之一。西门子*的电力推进系统为它提供强大的动力保障，并优化能源效率，对亚马尔液化天然气项目的进展起到关键作用。

动力强劲

作为*艘破冰能力达1.5米的极地重载甲板运输船，奥达克斯号能同时承运2个1万吨的大型海工模块，在厚厚的冰面上保持2节航速前行，相当于每小时3.8公里左右。

可以说，亚马尔液化天然气项目能否如期投运，就全靠它和它的姐妹船普拉克斯号（Pugnax）来为天然气工厂的建设运送模块了。

奥达克斯号采用西门子的电力推进系统，从发电、配电到驱动，保证船只能以强劲、节能的动力经受极地破冰的严峻挑战。

轮机长Erik-John Gerssen表示：“对推进系统大的挑战是运行状态中的螺旋桨撞上冰块时传递给推进电机的巨大瞬时扭矩。西门子特别设计的推进电机*经得起扭矩变化的考验。”

奥达克斯号轮机长Erik-John Gerssen的工作是确保船上一切设备的稳定运行。西门子的电力推进系统确保船只经受住极地破冰的严峻考验。

换名话说，在极地冰区，在螺旋桨叶片有可能面临数百吨的冲击力时，西门子推进电机仍能持续输出充沛动力确保船舶克服阻碍，保证船只在浮冰中顺利航行。

在西门子电力推进系统中，两台8兆瓦和两台7.6兆瓦的发电机为船只*地提供稳定的电力。变压器将产生的电力转化为可供驱动系统和其他设备使用的电压。中低压配电柜则负责安全高效地将电力分配并传输到船上需要的部分。而两台主推进变频器则与两台12兆瓦的主推进电机*协同，适应破冰状态和正常航行时不同的功率需求。

在西门子电力推进系统中，发电机为船只*地提供稳定的电力。

“同时，瞬时扭矩变化对于电力系统带来的负荷也必须考虑在内。推进电机配备的软件和电力管理系统具备特殊功能设计，保证破冰船稳定的电力供应。” Erik-John Gerssen谈道。

奥达克斯号配备了西门子电源管理系统（PMS），一方面可以合理分配电力达到使用效率，使船只处于较经济节能的运行状态；另一方面，在情况下，可以保障电力分配到需要能源的关键设备，确保船只的可操作性。

奥达克斯号配备了西门子电源管理系统（PMS），确保电力的合理分配。在情况下，保障设备电力供应，提高船只的安全性和可操作性。

航行途中，船上机械设备、油料等各项系统的运行状态时刻保持透明可控。西门子基于Siship的全集成自动化解决方案实时收集和监控各系统的运行参数，让船长在驾驶室就能了如指掌。整合的西门子Siship电力推进系统有助于提高奥达克斯号的整体效率和可靠性，减少油耗，从而降低运营成本。

西门子基于Siship的全集成自动化解决方案实时收集和监控各系统的运行参数，让船长在驾驶室就能了如指掌。

远程维护

奥达克斯号远行北冰洋，如果设备运行出现异常征兆，远在上海的西门子工程师也能通过互联网进行远程诊断，让问题在发现之初就得到妥善解决，提高船上设备的可用性和船只的安全性。

远程诊断服务主要能实现两大功能：硬件诊断和远程软件操作界面的修改。一旦船员发现问题，西门子工程师只需要登录对方电脑，就可以读取诊断信息。这种方式有点类似于QQ提供的远程协助。这样一来，工程师无需再赶赴现场即可实现快速响应，为客户节省时间、降低成本。

西门子（中国）有限公司过程工业与驱动集团石油天然气及船舶部远程诊断服务主管施庆华说：“有了远程诊断服务后，问题得到及时解决，客户满意，我们也高兴。”

奥达克斯号远行北冰洋，如果设备运行出现异常征兆，远在上海的西门子工程师也能通过互联网进行远程诊断，让问题在发现之初就得到妥善解决。

近些年来，在极地破冰船建造领域新技术不断涌现，并且得到了广泛的应用。西门子一直在密切关注新技术的发展，并积极为船舶提供*的电力系统。

“在本项目中，西门子提供的电力推进系统成为了极地破冰船型应用的新*。从极地重载甲板运输船开始，西门子的*技术为船只的高可靠性、高效率和应用性保驾护航，并将为极地探索和资源开发做出新的贡献。” 西门子（中国）有限公司过程工业与驱动集团船舶解决方案部项目总监胡向东说。

肩负重任的奥达克斯号即将踏上新的航程。未来，西门子也将继续探索创新船舶科技，为人类的海洋之旅增添新的动力！