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守卫地球皮肤 | 联合飞机创新「智慧林草」无人系统解决方案

2024-05-31

智慧林草解决方案

近年来，我国持续推进高质量国土绿化，森林面积由十年前的31.2亿亩增加到现在的34.65亿亩，森林覆盖率由21.63%提高到24.02%，我国成为全球森林资源增长最快最多的国家。草原面积约60亿亩，划分为东北草原区、蒙宁甘草原区、新疆草原区、青藏草原区和南方草山草坡区等五个大区，其中西藏、内蒙古、新疆、青海、四川、甘肃等省份的草原面积总和占到全国草原的75.1%。



我国森林草原资源的日益增长、高温干旱等极端气候频发和人为火源的增加，加之森林火灾具有突发性强、破坏性大，且处置救助较为困难等特征，让森林草原火灾形势不容乐观，给自然环境和人类社会带来了巨大损失。此外，中国草原长期的过度开垦和过度放牧等原因，沙化、退化现象较为严重，保护及合理利用草原资源也成为新时代林草新发展的重要课题。


坚持创新引领，继续瞄准实战需求。为了提高森林草原的防火灭火和生态治理的及时性与高效性，联合飞机在我国多个省市探索利用无人机搭配先进技术装备，加强空中力量布局，打造「智慧林草无人系统解决方案」，助力我国森林草原的日常防火巡检、初期小型火点处置、大中型火灾救援、各类物资紧急吊运投送以及生态治理与环境保护等能力建设。


创新护林 解放人力

由于森林地形多陡峭崎岖高坡，夏雨冬雪致林区内泥泞难行，无宽直酣畅的地面交通坦途，导致护林员、瞭望员和相关工作人员在特殊紧急情况时无法及时运送医疗物资，必要生活物资无法保障。同时随着人口老龄化程度加深，我国护林员的平均年龄也越来越大，传统人工巡检和现有的空中作业手段的弊端日渐凸显。


首先，人工巡检覆盖范围极其有限，难以涵盖大片森林，导致部分区域存在监测盲区，小型火点在早期被忽视的情况，后期扑灭耗时又耗力；灾害态势蔓延或发展严重时，无法避免二次灾害和人员伤亡。其次，在复杂地形或恶劣天气下，人工巡检和卫星遥感信息反馈不及时，效率和监测精度较低，存在巡视疏漏或者错误判断的情况。此外，在病虫害频发，需要定期清理的环境区域，消费级无人机航时短、应用范围受限，难以做到全天候监测，提出定制化解决方案。


从弥补人力巡检与处置的盲区与误差，切实优化森林和草原资源长期运营与生态发展需求出发，联合飞机利用不同类型无人机的组合应用、多机融合、优势互补的特点，构建完整的无人机体系建设方案，在早期防火巡查、应急灭火救援和生态绿色治理等任务中，实现“三打”、“三早”和“三少”的目标。

三打#打早#打小#打了

三早#早发现#早出动#早扑灭

三少#人力和物力投放少#火灾损失少#直接扑灭成本少

创新方案 科技守卫


联合飞机「智慧林草」无人系统解决方案由无人值守巡检系统、防火日常巡检系统、灭火救援型无人直升机系统、应急通信保障系统和运输投送无人直升机系统，以及智能管控系统和服务保障系统组成。智能空域统一指挥系统可进行指挥调度、态势感知、高密度任务协同和可视化管理等任务，提供全周期保障。通过提供齐备的飞手团队培训与飞行服务，做好保障后盾。

01无人值守巡检解决方案

核心产品：无人值守自动机库


提供安全、高效、全天候的智能巡检，可根据客户需求、具体应用场景等定制化部署，提升重点区域保障能力。每隔两小时巡检一次，每天可巡5~6次，实现了工业无人机的自动巡航、重点目标勘察、自主降落、自动充电、智能识别诊断。无需飞手现场操作无人机，降低操控人员工作强度、减轻维护复杂度，提高响应速度，在各类巡检场景中有着广泛的应用前景。

参数名称性能指标
尺寸2.5x1.8x1.6m
重量约700kg
支持最高海拔5000m
飞行器充电时长60min
防护等级IP55
工作温度-20℃~+50℃


02日常防火巡检解决方案

核心产品：TF150垂起固定翼无人机


可进行长达10h的巡查作业，具有快拆结构，系统紧凑，无需复杂的辅助设备，运输、展开、维护、撤收简单，且为模块快拆组合。具有高精定位和高精测绘功能，支持仿地飞行，适应地形起伏较大的作业区域，抗干扰能力和环境适应性强。

参数名称性能指标
最大载重量50kg（不含油）
最大起飞重量150kg
巡航速度110～140km/h
续航时间≥10h
实用升限5500m
最大起降海拔高度4500m（25kg载荷）


03消防灭火救援解决方案

核心产品:TD550/TD220消防灭火无人直升机


共轴双旋翼构型无尾桨功率损耗，功率利用系数高，具有较好的悬停抗风性能，无尾桨故障安全风险，具有大载重、高速度、长续航、高可靠性的特点。

参数名称性能指标
最大载荷60kg（50min）10kg（30min）
续航时间5h（载荷15kg）>4h（载荷60kg）
巡航速度80km/h
实用升限3500m
任务半径100km
抗风能力起降抗风6级（12m/s）


04应急通信保障解决方案

核心产品：TD550应急通讯无人直升机

结合前方的通信指挥车，搭建前线救援队通信指挥网络，提供空中中继服务，解决大地域、恶劣环境下的语音通话以及单兵图像数据回传指挥部的问题。

参数名称性能指标
最大载荷200kg（海平面）120kg（海拔5000m）
续航时间8h（载荷35kg）2h（载荷200kg）2h（载荷120kg，海拔5000m）
巡航速度120～140km/h
起降高度5000m
实用升限6500m
任务半径200km
抗风能力起降抗风6级（12m/s）空中抗风8级（18m/s）



05物资运输投送解决方案

核心产品：TD550救援运投无人直升机


最大载重200kg。可支持吊挂运输、机腹挂载运输、两侧挂载运输；可运输货运箱、救援艇等设备。根据运输对象、起降区域、投放区域等多种情况，可选择空投、吊运、电动绞车、固定挂载等多种运输方式。

06执法监测治理解决方案

核心产品：镭影Q20无人机


通过感知和视觉等技术，增加飞机的智能化程度，提升飞机的安全程度。单人即可操作，携带轻便，操作简单，免去了繁重的运输工作，节省体力，使用体验好。可以挂载多种任务载荷设备，帮助用户应对更多的任务场景，节省了成本。针对特定行业用户可进行深度集成定制开发，满足用户差异化需求。

参数名称性能指标
最大载荷10kg（定制版）5.5kg（标准版）
最大航程60km
续航时间73min（空载）50min（5kg空载）
通信距离20km（无干扰）
最大飞行海拔高度标准动力 5000m高原动力 7000m
最大可承受风速15m/s
防护等级IP55
工作环境温度-40℃~+60℃



创新应用 空中护绿


我国北方某国家级自然保护区，春夏冬三季为防火期。林区内植被分布密集，冬季和夏季过渡快，气候差异大，受夏季降水与冬季降雪的影响，林区内部坡路陡峭、泥泞难行，地形复杂。护林站目前防火灭火的空中手段不足以满足核心需求，联合飞机围绕该林区的应用场景，引入「智慧林草」无人系统解决方案，解决目前林区运营中亟待解决的痛点，降低人力成本，提高运营效率，降低火灾风险，促进森林及相关产业发展，提高林区人民工作及生活质量。对于5平方米以内的火点，可使用TF150垂起固定翼挂载1枚25kg级垂投式灭火弹执行“武装“防火巡检，抛投灭火弹进行火势控制，并将信息推送至指挥中心。对于5-100平方米的火点区域，可使用TD220森林消防灭火无人直升机垂投灭火弹进行火势控制。

若火点蔓延至护林员无法通过现有工具扑灭的情况时，山下指挥中心可通过巡检无人机传输图像判断，在合适起飞点将灭火救援型TD550消防灭火无人直升机快速进行展开并在药箱内加装气凝胶灭火药剂，放飞并快速抵达火点区域。通过机载吊舱，确认火场高温点，进行区域性喷射阻燃，并优先进行高温点的压制或快速构建隔离带，并将高温点的图像回传至地面系统，同步至现场指挥与护林人员，等待专业队伍与消防官兵的快速抵达，为抑制火势蔓延争取时间。


对于雪灾、洪涝等自然灾害，需各方救援力量参与救援时，无人直升机可挂载消防专用基站为各方人员提供统一的通信保障、通信指挥和无人机通信中继。根据多个护林员监测点的生活物资消耗量制定物资配送计划，TD550运送物资到护林员所处平地上空，将物资抛投至指定地点后返回起飞点，继续前往下一任务地点。若发生人员受伤、疾病发作或其他紧急情况，飞行团队规划航线后将距离合适的无人机召回，再挂载应急医疗物资快速飞往特定区域，进行物资抛投，最大程度保障工作人员的生命安全。


在林区防火季，镭影Q20能成为宣传和教育的有力工具。在旅游旺季，针对林区游客的应急搜救，TD220和Q20无人机能及时发现和救援需要帮助的游客，提供了高效、快速响应的解决方案。在航空护林领域，联合飞机的飞播护林方案能够提高林草资源管理的效率和效果。同时减少时效性要求高的经济作物的在途时间，保证快速运输。联合飞机无人系统在智慧林草中降本提效、减少风险等方面的创新应用上发挥了巨大潜力。通过技术创新，科学管理，实现林区全域的高频次、常态化巡检、隐患排查与溯源管控，构建保护区内无人机自主巡视、监测、确认、告警业务全覆盖，打造智能、自主、快速、精准的无人机自主巡检示范区。

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