李书
目前,智能电网建设已上升为国家战略,“绿色、高效、经济、互动,更加安全可靠、与环境更加友好、具有现代智能化水平、可持续发展”是智能电网建设的总体目标,“智能化”也成为了实现“绿色高效”智能电网的主要手段。
随着科学技术的快速发展,物联网、人工智能、大数据、5G等现代信息技术、先进通信技术已逐渐与电力系统各环节深度融合,在中国电力市场里,具有状态全面感知、信息高效处理等特征的智能电网建设大潮正激荡起新的活力。响应智能电网建设的发展战略,中飞赛维智能科技股份有限公司(以下简称“中飞赛维”)从2019年开始推进无人机智能巡检、基于大数据和AI的智能识别、边缘计算、智慧巡检管控系统等先进技术及手段在电网智慧巡检中的深度应用。
智能巡检开发及应用
近年来,随着社会对电力需求的持续上涨,对供电可靠性的要求更高,电网的复杂程度与安全运行压力不断加大,电力行业的智能化转型迫在眉睫。为推动传统电力提效增速发展,以无人机为代表的高新产品逐渐成为电力巡检过程中的重要利器。“巡检经历了三个阶段的发展:过去是完全依靠人力进行巡检的传统模式,巡视效率低,安全风险高,巡视准确性低;无人机作为辅助巡检手段后,开展人巡+机巡的协同巡检模式,显著提升了巡检的质效;随着无人机技术的快速发展,目前正在进一步向无人机智能巡检发展。”中飞赛维董事长韩云豪介绍道,随着技术的发展,中飞赛维从2018年起就已经开始致力于无人机智能应用的开发。
在5G进一步增强无人机的通讯和数据传输能力,人工智能进一步提升无人机的智能交互、信息处理等能力的加持下,基于无人机的智能巡检模式应运而生。投入应用后,智能巡检不仅对输电线路提供高视角、近距离的巡检,实现了高空巡检“全覆盖”,同时,从“人眼判别”升级到“机器视觉和AI缺陷识别”,既提高工作效率,又提高精益度,为线路的运维提供了更精准可靠的巡检结果。
2019年,中飞赛维开始着手于无人机智能巡检模式的开发。通过采用中飞赛维自主研发的无人机智能航线规划以及智能巡检终端,基于高精度RTK定位(厘米级)技术,通过人工示教学习模式或三维点云(激光或可见光点云)航线规划方式,实现了无人机的智能巡视功能。“一方面,机载AI实现了对目标物的自动识别定位,保证拍摄质量;另一方面,摆脱对无人机操作手技能的依赖,一键起飞即可完成数据的精准采集。”高效准确,节省人工成本,这对于面临日趋激烈的市场竞争的电网企业而言,无疑是充满吸引力。据韩云豪介绍,这一模式已于今年在四川、新疆、甘肃等地区大面积应用,未来将逐步扩大应用地区。
同时,在无人机自主巡检的基础上进一步探索,中飞赛维相继研发了无人机全自动飞行系统。该系统通过远程控制端设定或输入飞行路径后,无人机从野外自动机场远程起飞,按设定路线执行飞行任务。任务执行完毕或电量不足时,无人机返航自动机场,实现精准降落归仓,并通过机械臂自动更换电池,准备再次作业。“这满足多行业巡检、巡逻场景,可降低80%的成本、提高90%的效率,实现无人值守、自动飞行、远程控制、智能处理。”韩云豪表示,该系统中的无人机搭载了中飞赛维自主开发的机载AI控制单元,支持机载端实时高顿运算,可实现多场景AI应用。
为改变传统粗放式的无人机巡检管理模式,中飞赛维推出了输电线路无人机巡检管控系统,内置任务计划派工管理、无人机数据采集管理、巡视成果管理、消缺管理、统计和预警管理、输电线路台账管理、无人机设备管理、无人机作业在线监控等多个管理模块。通过将传统输电线路运检中的任务规划、巡检数据采集、数据分析和存储、消缺等各个分离的环节整合成一个系统,实现运检工作内外作业、前后端数据的互联互通,形成完整的无人机巡检工作闭环,从而实现了无人机巡检精细化、体系化、智能化、可视化、全流程化管理,达到提高电线路运检科学管理水平的目的。
數据智能分析和价值挖掘
社会经济的发展带来了电网规模的不断增长,输电设备的巡检要求也越来越高。无人机巡检作为一种新型的智能巡检方式已成为电网巡检利器,相比传统人工巡检,智能化的无人机巡检具有高质量、高效率、高效益和高安全性等优势,显著提高了电网运检的精细化管理水平。即通过采用无人机搭载可见光相机对输电线路杆塔本体设备进行拍照或录像,按照电网相关标准查找出杆塔本体设备缺陷隐患,能为电网运维部门的消缺提供详实依据,从而保证杆塔本体设备的安全可靠运行。
韩云豪表示:“在这一过程中,智能巡检模式会产生大量的巡检数据,如何实现海量数据的快速分析、如何实现数据的系统化管理、如何挖掘数据的深度应用价值成为了新的挑战。人工智能的快速发展为数据智能识别提供了可能,目前我们虽然可以利用这些数据提前发现一些问题,但主要集中于表面,数据还应该发挥出更大的价值,我们在后台开发了相应的软件系统后,把所有存在硬盘里的数据系统化呈现,通过大数据分析,进行动态预测分析,可以看到未来可能产生的问题,预防某些问题的出现。”
为实现数据的快速分析,结合AI技术,中飞赛维开发出了图像缺陷自动识别系统,是基于深度学习卷积神经网络的图像识别方法和小波矩的图像识别方法,对机巡、人巡数据进行快速识别分析,支持绝大部分通道隐患类别和金具、绝缘子、防震锤以及销钉级的杆塔本体部件缺陷类别。“中飞赛维的优势在于我们多年积累的大量缺陷样本,通过大量样本的不断深度学习,能不断提升缺陷识别的准确性。” 韩云豪介绍,其处理速度能达到平均2张/秒,进一步减少了数据分析过程工作中的人力投入,提高数据分析智能化水平。
立足高起点,拓展新领域
自成立以来,中飞赛维相继承接了国家电网、南方电网、蒙西电网及下属各地市公司约50万余基杆塔和约20万余公里电网运检数据采集和处理服务,是国内领先的巡检方案以及智能化应用服务商。韩云豪表示,“未来,中飞赛维将利用自身独特的技术、方案优势,大力培育发展新兴业务,在物联网、人工智能、测绘、智慧城市等领域进行积极开拓”。
韩云豪表示,目前中飞赛维已经取得测绘资质,计划从测绘领域打开跨行业的突破口。在测绘领域,通过无人机航空摄影技术拍摄,再经过外业调绘、补测,并进行绘制编辑,可最终生成符合要求的地形图,可提供精度高达1:1000比例尺的数字地形图,并能高效快速的提供海量的基础地理信息数据,为各行业、应用的系统开发提供数据支撑。在城市交通领域,结合无人机倾斜摄影测量测绘技术,三维模型重建及监测、电子沙盘基础测绘、地理信息系统、大数据、人工智能等技术,不仅可以进一步提高测绘效率与精度,还能有效提供智慧交通规划建设、运营,为交通行业的规划、施工提供综合服务。
在未来的规划中,中飞赛维将继续以无人机智能应用、人工智能开发、智能平台开发、大数据应用等为着力点,围绕智能工业的发展,致力于为电力、石油化工、国土测绘、工程矿山、智慧城市等提供更多的优质解决方案。