海上风电场正在变得越来越大,风机离岸越来越远,运维的难度也在不断增加。
一台海上风机出现异常,可能需要工作人员协调船舶、携带检测设备、乘船抵达现场,再通过人工检查判断问题出在哪里。
如果检查的是水下基础、海缆周边或者难以抵达的海上设施,事情还要复杂得多。
但现在,一种新的组合正在出现:无人机负责空中巡查,无人船负责海面巡航,水下机器人负责水下探测,AI负责处理它们采集的数据。
过去,人要带着设备去现场找问题。
以后,设备可以自己去现场找问题,人负责判断结果、处理异常,以及决定下一步该怎么做。
这听起来只是把巡检设备换成了无人系统,但真正发生变化的,是海上风电的整个运维流程。
01 海上风电,为什么需要一套新的巡检方式?
先看一个现实问题。
海上风电场不是建成之后就可以不管了。
风机、塔筒、基础结构、海缆、海上升压站,以及周边的航道和海域,都可能需要定期检查。海洋环境还会持续带来盐雾腐蚀、海浪冲击、生物附着和结构老化等问题。
这些工作有一个共同特点:设备在海上,问题发生在现场,数据却未必能及时回到岸上。
传统巡检高度依赖人员出海。什么时候出发、检查哪些位置、携带什么设备、回来之后如何整理数据,都需要组织协调。
如果遇到大风、大浪或者能见度不足,作业计划还可能受到影响。
更麻烦的是,不同巡检人员、不同设备、不同时间采集的数据,未必能够直接比较。今天拍到一张照片,半年后再拍一张,如果拍摄角度、距离和光照都不一样,就很难准确判断缺陷究竟有没有扩大。
海上风电真正需要的,不只是更快的巡检工具,而是一套能够持续获取数据、进行对比分析,并把异常及时反馈给运维人员的系统。
这正是无人船和AI可以发挥作用的地方。
02 无人船不是一艘遥控船,而是移动的数据入口
很多人对无人船的理解,还停留在远程操控。
但对于海上风电运维而言,一艘无人船真正的价值,不只是能够自己航行,而是能够带着任务去海上。
它可以搭载摄像机、雷达、定位设备及其他适配的检测载荷,按照预设航线开展海面巡查,采集海上设施及周边环境信息。
当自主导航、环境感知、路径规划和远程控制能力结合起来,无人船就不再只是一个需要人操纵的船体,而是一个可以被调度的移动作业平台。
它能做的事情,也不再局限于航行本身。
例如,围绕海上风电场的运维需求,无人船可以承担部分海面巡查、设施周边检查、海上目标识别和异常区域复查任务。具体能够检查什么,取决于搭载的传感器、任务设计和现场验证结果。
如果再与无人机和水下机器人协同,巡检范围就能从海面延伸到空中和水下。
无人机负责从空中获取风机及相关设施的图像,无人船负责海面航行、巡查和载荷搭载,水下机器人则可以在适用条件下对水下基础、结构表面等目标进行近距离探测。
三种设备采集的数据汇总到同一套系统中,运维人员就有机会从过去的单点检查,转向更加完整的立体化巡检。
过去是人带着设备寻找问题,现在可以让设备带着任务去寻找问题。
03 AI真正改变的,不是航行,而是判断
无人船能够按照路线航行,解决的是“怎么到达现场”。
但海上风电巡检真正困难的,是到达现场之后怎么办。
一张图片里,什么是正常的海面反光,什么是设施表面异常?一段视频里,目标是正常作业船只,还是需要进一步核查的异常目标?一次检测发现了疑似缺陷,它和上一次相比有没有变化?
这些问题,不能只靠航行控制系统回答。
AI的作用,是帮助系统处理大量现场数据,从中识别值得关注的信息。
例如,在具备相应传感器和算法的情况下,视觉模型可以辅助识别设施外观异常、漂浮物或特定海上目标;多时相图像可以用于比较同一位置的变化;AI还可以对巡检记录进行分类整理,辅助生成异常清单,减少人工筛查数据的工作量。
但这里有一个关键区别。
AI识别出“疑似异常”,不等于已经确认故障。算法发现了目标,也不代表系统已经理解目标背后的原因。
海面反光、雨雾、浪涌、光照变化和镜头污染,都可能影响识别结果。对于涉及结构安全的缺陷,仍然需要专业人员结合检测数据进行复核,必要时采用更精确的检测手段。
因此,比较现实的技术路线不是让AI直接替代所有巡检人员,而是先让AI完成数据筛选、目标识别、变化比对和风险提示,把真正需要人判断的问题交给人。
无人船负责把数据带回来,AI负责从数据中寻找线索,人负责作出最终判断。
这三个环节结合起来,才构成有实际价值的智能巡检系统。
04 谁在为AI提供海上数据?
AI需要数据,但海上风电的数据并不像互联网上的文字和图片那样容易获取。
真实的海上环境具有很强的复杂性。同一个目标,在晴天、阴天、雾天和不同浪况下,呈现出的图像可能完全不同。水下环境更复杂,浑浊度、悬浮物、光照衰减和设备运动,都可能影响检测效果。
仅仅收集大量网络图片,未必能解决这些问题。
真正有价值的数据,往往来自具体的海域、具体的设备和具体的任务。
一艘无人船沿着风电场周边航行,可以持续采集海面图像、航行轨迹、目标信息和任务记录;无人机可以从不同角度获取设施影像;水下机器人可以在具备条件的情况下采集水下结构数据。
当这些数据经过标注、清洗、关联和质量检查之后,就有机会成为训练和验证AI模型的基础。
更重要的是,巡检不是一次性的拍照。
同一处设施在不同时间被反复检查,数据之间就形成了时间关系。系统不仅能够记录“这里是什么样”,还可以进一步分析“这里发生了什么变化”。
例如,一处疑似腐蚀区域在后续巡检中是否扩大,一片海面是否反复出现异常漂浮物,某个海上目标是否在多个任务中持续出现。
这些信息的价值,不只在于识别单张图片,更在于帮助运维人员理解长期变化。
当然,设备采集到数据,不等于数据天然有用。要让数据真正支持AI,还需要统一采集标准、记录时间和位置、保证图像质量,并建立可靠的人工复核机制。
海上风电需要的,不是简单地把更多摄像头装上船,而是建立一条从现场采集到数据治理,再到模型验证和业务应用的完整链路。
05 下一步,不只是让无人船自己巡航
当无人船、无人机、水下机器人和AI系统逐渐成熟,巡检任务就有可能从固定航线、固定周期,进一步转向根据任务和风险动态调整。
例如,系统在日常巡检中发现某个区域存在疑似异常,可以先生成待核查任务;运维人员确认后,再安排无人船复查,必要时调度无人机获取更合适的观察角度,或者安排水下机器人开展专项检测。
这就不再是单台设备独立执行任务,而是多个平台围绕同一个问题进行协同作业。
从技术逻辑上看,它可以分为几个层次:
第一层是自主航行。无人船按照任务路线行驶,并根据感知信息进行必要的航行调整。
第二层是智能感知。系统对采集到的图像、目标和环境信息进行处理,识别需要关注的内容。
第三层是任务协同。不同设备根据任务需求分工,完成海面、空中和水下的补充检查。
第四层是数据闭环。巡检结果进入管理系统,与历史记录进行关联,形成可追踪的异常工单和后续复查任务。
最后,才是更进一步的智能运维:系统根据长期积累的数据,辅助判断风险趋势、安排巡检优先级,并为维护决策提供参考。
需要强调的是,这些能力并不会因为接入一个大模型就自动实现。它们依赖可靠的无人平台、稳定的通信与定位、适用的传感器、经过验证的算法,以及能够真正落地的业务流程。
AI可以帮助系统理解数据,但不能代替可靠的硬件和工程验证。
06 最后的问题:海上风电还需要多少人工?
答案可能不是一个简单的比例。
在可以标准化的重复巡检任务中,无人系统有机会减少人员出海和人工采集的频次;在大量图像和记录的处理过程中,AI可以帮助工作人员更快找到需要关注的内容。
但涉及设备维修、复杂故障诊断、高风险操作和最终安全决策时,专业人员仍然不可或缺。
真正的变化,不是所有人都离开海上,而是人的工作内容发生转移。
过去,工作人员需要花费大量时间组织出海、驾驶船舶、拍摄记录和逐张检查图像。未来,在适合无人化的任务中,这些工作可以逐步交给设备和软件完成,人则更多参与任务规划、异常确认、维修决策和系统管理。
对于运营方而言,最终需要计算的也不是AI模型有多先进,而是整个系统是否真正降低了巡检成本、减少了重复出海、提高了异常发现效率,并且能够稳定运行。
一套智能巡检系统即使能够识别很多目标,如果设备维护成本过高、误报频繁、通信不稳定,或者无法融入现有运维流程,也很难形成持续的商业价值。
反过来,即使AI暂时不能独立完成复杂判断,只要它能让巡检任务更安全、数据更完整、异常更容易被发现,就已经具有实际意义。
所以,海上风电的下一场变革,不一定始于一个无所不能的AI。
它可能始于一艘能够稳定自主航行的无人船,一套可以持续工作的感知系统,以及一条能够把海上数据转化为运维决策的工作链路。
当无人船负责执行任务,AI负责处理信息,多平台负责协同作业,海上风电运维就有机会从“定期派人去检查”,逐步走向“持续获取数据、按需开展复查、依据风险安排任务”。
对于青岛能征智能装备有限公司而言,无人船的价值也不应只停留在自主航行本身。围绕海上风电巡检需求,将无人船与无人机、水下机器人及智能感知系统结合,构建“空—海—潜”协同作业能力,才有机会把单一装备拓展为面向实际运维场景的系统解决方案。
未来,海上风电巡检的竞争,不只是比谁的船跑得更快,而是比谁能够更可靠地获取数据、更准确地发现问题,并把发现的问题真正转化为可执行的运维任务。



