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电力人工智能科技成果落地应用:输电线路巡检图像实现云端批量识别、智能精准分析

北极星输配电网  来源:国家电网报  作者:李彤 孙珂  2020/10/27 8:58:23  我要投稿  

北极星输配电网讯:随着电网建设发展,电力线路数量不断增加,无人机等设备广泛应用于线路巡检。传统的输电线路巡检图像分析主要依靠人工,效率低且成本高。全球能源互联网研究院有限公司研发的输电线路巡检图像智能分析云服务系统有效解决了这一难题——识别100张图片,一位熟练的图像识别人员大约需要2小时,而使用该系统仅需2分钟。

该系统是当下电力人工智能领域的代表性科技成果。近日,联研院与两家外部企业针对该系统签署了电力人工智能科技成果转化协议,进一步推动电力人工智能科技成果转化及应用。

近年来,联研院注重畅通科技成果转化渠道,已在电力人工智能成果转化方面签订了31项成果转化合同。成果受让单位三年累计利用联研院相关技术实现产值近亿元。

注重科技创新

开展人工智能技术科研攻关

2017年7月,国务院发布《新一代人工智能发展规划》,构建开放协同的人工智能科技创新体系,带动国家竞争力整体跃升和跨越式发展。同年10月,国家电网有限公司发布“人工智能专项发展规划”,不断加强对电力人工智能技术的研究探索。

作为公司直属科研单位,近年来,联研院把握发展机遇,全面开展电力人工智能技术科研攻关,于2018年建立了国家电网公司电力系统人工智能联合实验室,充分发挥大数据、先进计算与人工智能在电网领域的应用价值,结合人工智能基础支撑能力与电网业务场景应用成效,促进电网智能化发展。同时,联研院建成了国家电网公司人工智能“两库一平台”总部级训练平台,在输电线路缺陷识别技术方面取得了突破性进展。

2010年起,直升机、无人机和可视化监拍装置逐步规模化应用,成为输电线路巡检人员的“千里眼”。这些巡检装置跨过江河、翻越群山,实时带回输电线路状况,随之产生海量图片。2018年,仅国网山东省电力公司就配置了600架无人机开展线路巡检,年产生120万张图片。

“以往对线路巡检图像查缺,班组员工要一张张地人工检查,特别是在查看一些小金具时,需要不停放大缩小图像来详细检查,并手动标注缺陷框,不但耗时,有时还会遗漏。查缺两小时大概审核一百张左右,最终还要人工统计缺陷信息形成报表。”福建电力科学研究院无人机巡检图像智能识别工程师王仁书介绍了过去依靠人工分析输电线路巡检图像的弊端。

2016年年初,联研院开展了人工智能图像识别技术在输电线路巡检图像智能分析领域的技术攻关,实现海量数据的高效、精准分析;同时,研发了面向输变电的人工智能云服务平台,并将输电线路巡检图像智能分析以云服务的形式面向公司内网用户开放,实现人工智能快速、高效服务一线班组。

发挥技术优势

提升输电线路缺陷识别效率

2019年2月,输电线路巡检图像智能分析云服务系统建成,并于当年12月面向公司系统开放。该系统将新一代人工智能技术和高性能异构计算技术相结合,包含了输电线路本体巡检图片和输电线路通道可视化监拍图片智能分析两大业务模型。

联研院计算及应用研究所所长助理赵婷介绍说,该系统基于深度学习技术,针对直升机、无人机、机器人等发回的巡检图像,实现了复杂环境中多种电力监控目标及其位移、状态识别。系统共具有导地线、绝缘子、异物、线夹及均压环、防振锤、细小金具、基础、附属设施、通道环境9大类缺陷识别能力,可对94%的输电线路常见缺陷进行智能检测。应用该系统,直升机巡检作业销钉缺失检出率达到89%。

9月15日,天津电力检修公司检修班组员工梁艳红将无人机拍摄的200余张输电线路巡检图像上传至输电线路巡检图像智能分析云服务系统。系统自动识别出了图片中存在的缺陷隐患。人工校核后,识别结果得到了在场检修班组同事的认可,系统对鸟巢、绝缘子自爆等典型缺陷的识别精度基本达到了对人工的替代。

输电线路巡检图像智能分析云服务系统具备强大的智能计算能力,支持多用户、多权限、多任务、多模型、多图像同时处理,支持万张图像批量处理。用户可通过图像准备、任务运行、结果查看三步轻松完成复杂分析任务。系统还支持识别结果便捷人工校验,提供报表、报告、缺陷图片下载功能。

“该系统可以快速自动识别出图像中可能存在的缺陷,百张图像只需2分钟即可完成全部检测。班组人员只要对结果进行二次快速校核,最后一键下载即可生成报表信息。这大大提高了我们班组的工作效率。下一步计划让各班组成员一起使用。”王仁书说。

2019年12月31日~2020年9月30日,已有25个省级电力公司访问使用了输电线路巡检图像智能分析云服务系统,建立账号600余个,通过该系统累计处理线路本体和通道山火相关图像740余万张。

加强外部合作

促进科研成果转化应用

当前,国家大力实施创新驱动发展战略,推进产学研用协同创新,促进科技成果转移转化。公司高度重视科技创新和成果转化对企业发展的引领作用。公司2020年科技创新大会强调,要下决心畅通成果应用通道,把科技成果及时有效转化为市场化、产业化的技术和产品,为壮大能源互联网产业集群提供强有力的创新供给。

10月13日,在联研院举办的电力人工智能科技成果推介会上,北京中飞艾维航空科技有限公司、北京天下宏图空间信息技术有限公司与联研院签署了电力人工智能科技成果转化协议。

“一直以来,输电线路巡检图像智能分析技术成熟度不高,输电线路缺陷多样性与样本不足,导致早期行业应用效果一般。联研院深入研究攻克了难题。”北京天下宏图空间信息技术有限公司总经理张峰在签约仪式上说。

针对输电线路巡检图像智能分析云服务系统,联研院已和天下宏图公司开展了一年多的合作。张峰对该系统赞赏有加:“我们先后在江西、湖北、河南等多个省级电力公司推广了这套分析系统。它涵盖的缺陷类型全面,即便是细小金属、线路异物等高难度缺陷,识别率也很高,应用效果卓越,获得了许多客户的赞许。”

类似的成果推介会,联研院已经组织了多场。推介会以综合与专题相结合、线上与线下相结合的形式开展成果对接发布活动,把科技成果推向市场,拓宽成果转化渠道和范围。2016年以来,联研院共签署105项成果转化合同,完成了±800千伏特高压换流阀、200千伏/500千伏直流断路器和绝缘栅双极型晶体管技术等多项重大科技成果转化,并实现了首例海外科技成果的国内转化。

联研院一直致力于探索成果转化新途径,努力打通技术研发到成果转化再到产业化的创新链条,形成了“成果转化+激励机制”提升科技创新良性发展的模式。

近年来,联研院在人工智能领域持续发力,除输电线路巡检图像智能分析云服务系统之外,还研发了视频质量智能检测系统、运检数据预处理工具、变压器风险预警分析系统、配网台区评价及规划分析系统等多种人工智能产品。

“联研院推出的一系列产品,极大提高了我们单位在业内及其他服务行业的生产效率。我们充分利用各类产品所带来的生产便利和效率,保障了安全生产。”北京恒华伟业科技股份有限公司市场营销部行业总监李鹏恩说。

今后,联研院将继续加强与业内各单位在人工智能领域的交流与合作,力争在更大范围和方式上实现成果转化新突破,与合作方实现互利共赢。


原标题:电力人工智能科技成果落地应用

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