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不再苦行千里!AI让电网巡检更高效——华为打造“云边协同”创新电网智能视频巡检

北极星输配电网  来源:华为    2019/10/11 11:50:35  我要投稿  

北极星输配电网讯:想象一下,通过智能视频让传统巡检工作从户外变成室内,不仅大大降低高空作业、天气恶劣等作业风险,还实现了巡检工作效率越来越高,发现的缺陷越来越准确……这样的场景,不仅大大改善了一线巡线员的工作环境,还能为电企的效益提升带来明显的价值。

平稳用电背后的辛酸往事

500千伏乌里托输电线路全长288千米,有铁塔404基,是满足广东及云南电网负荷增长及云电外送的重要线路。线路完工后,云南电网公司云南送变电工程公司迪庆工作站的员工要爬上线路进行逐档验收。也就是线路有多长,他们就要走多远。作为该公司线路巡检员,郑小雄的日常工作就是徒手攀登巡检电塔,检查每一根线路是否有隐患,以确保每一根线路安全稳定运行。通常,攀登100多米的铁塔需要40分钟,因为每次攀爬都会消耗大量体力,郑小雄通常会在悬空的塔线上持续4个小时以上工作。全部完成乌里托线路的巡检,郑小雄的团队需要40天时间。他与同事感叹,虽然行走于高空云端的照片气势磅礴,但真正站在塔线上却总让人惊心动魄。每年郑小雄和他的同事每个人都会有260余天在偏僻的野外作业。

即便不是在荒郊野外,人工现场巡视值守用电量高达907亿千瓦时的深圳,依然是高强度、高风险的工作。目前,深圳市供电局管辖杆塔7770个,线路5742千米。沿袭传统输电方式巡检,巡检员每年巡线行走路程约2500千米。这个距离相当于,徒步从深圳走到了北京。

根据国网统计的数据显示,巡检工作的高强度与高风险,使这个工种缺员率高达30%至40%。受限于现场情况及带电危险,人工巡检不仅安全风险大,而且巡检不全面,人力成本高,工作效率有限。

现网巡检方式可分为“人工”和“视频”两种。当前主流方案是“人工+视频”的叠加方式,但该方案仍存在诸多困难和挑战。

比如在输电线路场景下,为了及时发现问题,杆塔固定摄像头需要拍摄大量图片或者视频回传到主站,通过主站分析查找故障。因此导致大量的无效图片及视频回传,给通信带宽带来较大压力。现实是往往在很多偏远的杆塔场景中,如何获取通信资源是最大的难题。

在通信条件具备的场景(如变电站、部分配电房、部分杆塔等),虽然可以做到实时视频,但是发现故障还是依赖人,仅能够解决“看的见”但“看不懂”,故障识别不及时,效率低。

又如目前的无人机或巡检机器人等应用,大量图片或视频分析仍然依赖中心侧人工分析。无论是摄像头还是无人机,这种大量的低效原始图片及视频,都给后端带来了巨大工作量,查障和排障难,巡检效率低。

视频智能巡检方案及价值

科技创新的浪潮拍打着世界的角角落落。以人工智能、云计算、大数据、物联网、5G为代表的新一代ICT技术已经成为科技创新最为活跃的领域,是驱动社会和经济转型升级的重要引擎。在网络持续演进、技术创新升级、应用日渐丰富的背景下,创新ICT技术正在不断渗透到社会生活和工业生产的各个领域,加速与实体经济融合发展。

作为影响国计民生的电力行业,也在积极探索创新ICT技术的行业应用场景和方案。如国网提出了泛在电力物联网战略,南网提出了数字南网战略,积极开展创新科技与电力生产的融合创新,并取得了丰富的成果。

作为全球领先的信息与通信技术解决方案供应商,华为肩负着提供数字化技术与ICT基础设施的使命,始终积极参与电力产业科技创新,用高科技助力电力企业提速降本增效,为电力企业发展插上科技腾飞的翅膀。华为一直致力于把最先进的技术、方案、产品应用到电力行业,助力电力企业提高生产管理效率,保障供电安全,实现电力行业数字化转型。

联接、计算和云将成为构成智能世界的基础设施。华为希望以AI赋能电力智慧,打造“云边协同”创新电网智能视频巡检解决方案,让电网巡检不再成为高危的代名词。

针对电网巡检的现状,电网企业和华为、电力专业ISV等ICT公司合作,通过引入人工智能、云计算、大数据等创新ICT技术,目前已经探索出一系列经过实践检验的视频智能巡检方案。

为了更好适配不同的巡检业务场景和对象,他们提供出架空线路在线监测、 架空线路无人机巡检、变电站监测、配电房监测、输电隧道管廊监测共计5种相应的视频智能巡检方案。

第一,架空线路在线监测。传统方案是线路杆塔架设固定巡检摄像头的场景,摄像头进行实时监测和定时图像抓拍,并把视频和抓拍图片回传中心后台。但这种方法面临大量无效图片及视频回传,带来通信带宽压力大、后台分析效率低等问题。华为提供端侧AI+云端视频AI方案,端侧AI降低无效图片回传,减轻带宽压力;主站AI实现后台精准分析,提高效率。

第二,架空线路无人机巡检。传统方案依靠无人机对输电线和杆塔关键部位进行飞行拍照巡检,大量图片或视频依赖中心侧人工集中分析,仍然面临数据传递工作量大,后台人工分析效率低等问题。华为提供端侧AI+云端视频AI的方案,无人机上引入端侧AI芯片,可以自动完成视频和关键部位的图像拍摄,还可以对图像资料进行故障的实时识别。飞控系统也可以进行自动化升级,实现从人工放飞到自动放飞、自主飞行。主站AI实现后台精准分析。

第三,变电站监测。苦于传统视频画面多、故障识别不精准的问题,电网公司开始规划由传统视频向AI演进。华为在该场景下,通过轻量云或AI智能小站、以及1拖N智能摄像头的多种方案,利旧现网视频,通过增加边缘智能实现变电站视频智能算法,节约客户投资。辅以主站AI训练及云边协同,实现算法远程下发及管理。

第四,配电房监测。目前大部分配电房普遍处于无监控的盲区状态,配网设备的故障导致停电事故占比90%以上。要想实现一流的供电可靠性和一流的客户满意度,配电房数字化改造势在必行。华为通过Atlas 500 智能小站或1拖N智能摄像头方案,匹配不同规格的配电房需求,叠加行业智能算法,实现配电房场景的视频AI自动识别。

第五,输电隧道管廊监测。在隧道管廊中,综合运用了摄像头、隧道机器人、传感器等多种监控和数据采集手段,但传统方案也面临着数据量大、人工分析效率低等问题。和变电站/配电房方案类似,华为通过轻量云或边端AI、以及1拖N智能摄像头的多种方案,利旧现网视频,实现故障智能实时识别,节约客户投资。同时通过主站云平台AI训练及云边协同,实现算法远程下发及管理。

创新的“云边协同”架构

除了端侧的智能升级,华为视频智能巡检方案的另一大特点是“云边协同”的解决方案架构。

在云侧:云端大脑以云计算和云资源池为技术底座,实现了资源弹性利用,集成人工智能平台,能够完成人工智能算法开发、训练和优化、向边侧进行算法推送、对边侧设备进行统一管理,改变后台识别依赖人工的现状。还可以搭载视频云平台、大数据、物联网等创新技术,实现一体化视频监控,通过巡检数据和其他电网数据进行碰撞、分析、挖掘,完成更多的深化应用。

在边侧:在变电站、配电房场景中,增加Atlas 500智能小站或轻量云,实现厂站侧的AI升级改造,做到本地故障视频识别、存储、及上传。其中算法仓技术和云边协同架构,助力客户轻松实现远程维护及算法升级迭代。

在端侧:智能摄像头内置华为Atlas 200 AI加速模块,实现端侧AI使能,助力客户实现摄像头侧AI识别,实时输出分析结果并回传关键信息,降低通信带宽压力。

为了更高的安全可信,方案采用华为研发的芯片,实现端到端构筑普惠AI,适配不同应用场景,提供业界最高能效比和最高密度的算力,构筑全栈全场景AI解决方案。

在“云边协同”电网智能巡检解决方案中,华为定位于提供业界领先的ICT软硬件平台,由合作伙伴和ISV提供行业算法及定制化应用,共同促进行业发展。

目前,该智能巡检方案已经在国内数个城市电网完成验证并进入实际推广部署阶段。

相关数据显示,深圳供电局应用的人工智能物联网(AIoT)的视频巡检改变传统的人工巡检模式,有效保障了输电线路的安全稳定运行。过去户外输电线路传统人工巡视需要20天才能完成的工作量,利用基于Atlas 200 AI加速模块的AI边侧视频巡检只需要2小时,巡检效率提升80倍,并且能及时发现传统人工地面巡视不易发现的隐患点,识别准确率极大提高。

华为希望能与更多同仁一起携手并进,共同创新,丰富整个行业生态,为电力行业数字化转型贡献力量。

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