低空经济新“机”遇：无人机电力巡检虚拟仿真实验

一、前言

作为新质生产力的重要引擎，低空经济在政策引导和市场需求的双重推动下，正快速崛起为万亿级的产业新赛道。2021年2月，“低空经济”概念首次被写入国家规划；2023年12月，中央经济工作会议明确将低空经济确定为国家战略性新兴产业；2024年12月27日，国家发展改革委低空经济发展司正式亮相。截止到 2024 年全国已有超过 20 个省市自治区将发展“低空经济”写进政府报告，并发布相关低空经济高质量发展行动计划。“低空经济”一词已成为备受瞩目的焦点。

二、什么是低空经济？

低空经济是以各种有人驾驶和无人驾驶航空器的各类低空飞行活动为牵引，辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态。目前，低空领域以3000米以下非管制空域为主，覆盖通用直升机、eVTOL（电动垂直起降飞行器）、无人机等飞行器。

工业和信息化部赛迪研究院发布的《中国低空经济发展研究报告（2024）》显示，2023年，我国低空经济规模为5059.5亿元，增速为33.8%。低空经济作为新兴的经济形态，正以其独特的魅力和广泛的应用前景，逐步改变着我们的生产和生活方式。而无人机作为低空经济的重要载体，其功能早已超越了简单的搬运和喷洒，而是深入到各行各业，发挥着不可替代的作用。

三、人才需求

随着低空经济发展不断提速，行业人才需求的数量和种类也在不断增长。如无人机领域，除了100多万存量缺口，还有约350万无人机装调检修工需求；eVTOL领域，业内人士称包括总体集成、动力系统、飞控系统、工艺制造、试飞人员、场景运营、飞行器维修等多个方向仍有较大需求。为了契合市场对相关人才的需求，部分省市陆续出台支持低空经济发展的人才政策，国内高校基于传统民航飞行、民航运输等专业，培养低空领域行业领军人才、科技创新团队等多类型人才。

2024年12月20日，职业本科类增设了“电动飞行器应用技术”专业；2024年12月23日，北京航空航天大学、北京理工大学、北京邮电大学、南京航空航天大学、华南理工大学、西北工业大学等6所高校申请增设“低空技术与工程”新专业。截至2024年，全国共有506所高职院校开设无人机应用技术或无人机测绘技术专业。其中开设无人机应用技术专业的高职院校有445个学校，61所学校开设无人机测绘技术专业。

四、低空+电力

目前我国已经建成了六大跨省区的电网，主要以500kV及以上的交直流输电线路为主。我国国土幅员辽阔，地形也相对复杂，丘陵较多、平原较少，加上气象条件的复杂多变，给跨区电网和超高压输电线路工程的运行带来一定难度。随着航空、遥感、通信以及信息处理等技术的快速发展，电力行业积极开展线路施工及运维检修新技术研究，其中无人机在线路架设牵引及线路巡检上方式灵活、成本低，不仅能够发现杆塔异物、绝缘子破损、防震锤滑移、线夹偏移等缺陷，还能够发现金具锈蚀、开口销与螺栓螺帽缺失、查找闪络故障点等人工巡检难以发现的缺陷，已成为线路运检技术发展的重点方向之一。

五、象新力无人机电力巡检虚拟仿真软件

基于立足信息技术、面向电力行业的基本理念，北京象新力引入无人机电力巡检的技术场景，研发了“无人机电力巡检虚拟仿真软件”，采用情景式和探究式教学方法，从时间和空间两个维度完善、扩充现有课程及实验，培养具有新时代能源电力知识的新型电子信息类人才。

1、产品介绍

本软件实现了无人机电力智能巡检全场景三维可视化，以电力架空线路无人机智能巡检为背景，以输电线路故障检测为目标，着重培养本专业学生将电子信息新技术应用于电力系统的综合能力。通过本虚拟仿真实验，学生在理解电力系统中输电线路无人机智能巡检的基本理论的同时，加深了通信及信号处理方面的专业知识，极大提升学生的自信心和学习积极性。

2、产品特色

本软件的教学资源来源于教学团队长期与电力行业进行科研合作积累的工程案例和科研成果，教学内容属于最前沿的工程实践，具有先进性。随着电力行业最新的前沿科技变化，还将依托现有软件平台，持续丰富增加多种电力线巡检方式的可操作性内容，持续保证实验项目的先进性。为校内课程实验和电力企业培训提供扎实的虚拟仿真实验平台。

3、实验内容

1）电力架空线路无人机智能巡检认知

在输电线路虚拟场景中，学生点击基础设备认知按钮弹出主要设备列表，学生可以自主选择设备进行认知。点击对应的设备视角跳转到对应设备位置，可以点击界面中的设备介绍按钮，查看设备基本信息与原理介绍。

2）无人机巡检中的通信方式

在无人机巡检中，学习控制信号、数据信号和图像信号等信号的通信方式的基本原理，掌握常见的PWM和PPM信号的特点及通信方式。学习电力通信接入网概念和接入网技术。

3）数字图像处理基本算法

对无人机巡检中拍摄的图像进行基本的图像处理操作，包括图像噪声及其滤除、图像的直方图均衡化处理、图像的灰度变换、图像滤波等。

4）电力线路巡检

在电力线路巡检中，学生控制无人机操作按钮，进行无人机飞行，缩放以及鼠标点击拖动可以操作无人机飞行画面。操作不当或者安全距离过近，会发生相应的故障现象。巡检分为对设备的巡检和环境的巡检。点击暂停，无人机悬停，可以修改拍摄和处理参数，进行拍照。当飞行时间过长时，会提醒用户电池电量不足。返航充电完成后，可以再次进行巡检。

5）电力架空线路常见故障学习及诊断

学习电力架空线路中常见的故障，包括断线、横担断裂、横担缺失、绝缘子裂痕，杂物等故障，利用图像处理中机器学习算法对故障图片进行分类并判断巡检图像的故障。

4、支撑课程

通信原理、数字图像处理与应用、信息之光等课程。

六、结语

低空经济一端连着高端科技创新，一端连着低空飞行应用，绿色低碳、跨界融合的低空经济作为新兴产业的重要分支，在政策东风与技术加持下已成为新质生产力发展的热门赛道。随着低空产品的规模化应用，低空经济呈现多元化发展趋势。在推动低空经济发展的过程中，要聚焦应用场景开发，推动“低空+”场景落地。

北京象新力正积极探索更多“低空+应用场景”，开发“无人机电力巡检虚拟仿真实验”、“无人机控制虚拟仿真实验”、“固定翼飞行器控制及协同编队虚拟仿真实验软件”等一系列低空飞行器虚拟仿真软件，帮助院校培养低空经济相关的高素质专业人才。