无人机破巡检难题,秒变电网卫士

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2019年6月,有个城市因为电力互关联统瘫痪瞬间成了一座“灰暗”的城市,交通旌旗灯住手运作,地铁、城际铁路、公交车等民众交通悉数停运,供水系统无法正常运行。此次停电波及跨越4800万人。 (自媒体www.777n.com)


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在高度依靠电力财富的今天,停电成了一座城市的灾难,交通对象无法运行,旌旗灯不亮,商号休业……电力作为城市正常运作和快速成长的命脉,提高输电线路巡检的效率,保障民用、企业用电的供电靠得住,成为亟需解决的问题。


跟着无人机的普及,电路放哨逐渐从人力巡检中解脱出来,但仍然存在手艺手段单一、无法实时同步线路缺陷等问题。

 

一群来自华北电力大学的师生团队看到了将来输电线路AI巡检的蓝海市场,投入到研发傍边,经由无人机智能巡检、 AI 手艺图像检测剖析,让输电线路缺陷检测的正确度络续提拔。


 


人力痛点难解决,换成机械试一试


传统输电线路巡检,大多依靠运行维护人员肉眼或手持仪器排查电路中的故障,凭据经验判潜在隐患,然而,纯靠人力检测自己就是一个伟大隐患,巡检员很难一处不落的清扫掉所有隐患,而在电网的运行中,任何微小的平安问题都有或者造成事变,导致大面积的瘫痪,造成伟大的经济损失;有时赶上下雨、下雪等恶劣天色,人力搜检更是寸步难行。

 

输电线路大多位处火食稀少的郊区,远离市中心,需要特巡特维线路占悉数线路比重的20%,运检难度大、质量要求高档前提让甘愿从事巡检工作的人越来越少。据数据显露,我国现有输电线路运检人员的年均增进率不足 3%,2019 岁尾缺员高达 34%,巡检专业人员数量少、人工效率低、危险系数高档问题日益凸起。

 

据不完全统计,2014-2018 年国内因架空线路巡检造成的人身伤亡事变 238 起,因输电线路故障造成经济损失高达数十亿元。针对输电专业人员数量与设备规模持续增进日益凸起的矛盾,国度鼎力推广无人机巡检,较人工巡线比拟,无人机具有效率高、平安性高、缺陷发现率高档优势,但仍然存在诸多的问题。

 

无人机巡检绝大部门功课无配套机巢,弗成移动,只能巡检到部门线路缺陷,且无人机巡检完成后仍需进行人工图像缺陷剖析,据统计,在我国无人机输电线路巡检中每年发生跨越数十亿张巡检图片,对人力资源的消费仍是伟大。以山东电网为例,现设置无人机 600 架,年发生图片约 120 万张,安装可视化监控装配 4.5 万套,年发生图片 1.8 亿张,按照八小时日工作制,人眼判图需要92人/年。

 

如斯繁重的工作量,为电路巡检机制的改善供应了伟大空间。

 

经由周全市场调研,团队认识到今朝使用的无人机巡检仍存在漏检、错检率高,人力成本大,难以包管巡检质量等问题。在2019年,“闪电鸟-电力视觉”创业团队与华北电力大学(保定)智能视觉较量机研究所、电力视觉大数据研究室结合研发了一套完整的、实用的架空输电线路无人机边云协同智能巡检对象,将其定名为“闪电鸟-无人机AI 巡检平台”。



“顺服”无人机,难在手艺立异


在设计方案的时候,团队就有一个很清楚的思路,要用无人机做巡检人员的眼睛,巡检人员只需要经由闪电鸟平台就能知道每个输电线路的情形。设法很丰满,实际很骨感,要实现真正的“无人”巡检,还有好多手艺需要霸占。

 

首先摆在面前的,就是无人机在巡检时,会有电池、天色、照片不如肉眼等方面的限制,若是这些问题得不到解决,那么后期的手艺再牛也无法真正识别出缺陷与隐患。

 

对于这群钻研电力的年青年头人,无人机并不是他们所擅长的范畴,好多航行的限制也都是行业天花板所带来的。但他们不情愿,因为这些问题若是不解决,无人机做巡检就会变得形同虚设,在户外巡检,一旦因为没电而坠毁就白白造成损失。

 

对于这些问题,团队成员内部商议了好多次,始终难以拿出一个对照好的解决方案,因为有的限制是整个行业今朝的天花板,仅靠他们是没有法子去打破。为此,他们专门关联了好多无人机公司,咨询响应的解决方案。

 

经由一番折腾,他们才算找到了耽误无人机航行时间的方式——将充电无人机的机库置于输电塔上,每个充电机库都配有多个无人机,当无人机快没电的时候能够就近去机库充电,充好电的无人机接过“巡检”的重任,冲出“鸟巢”持续飞。

 

巡检人员只需要经由应用法式,直接下达巡检所在、线路等,凭据内置聪明景象感知站,当判断出天色知足航行时,“小鸟们”就起头飞出鸟巢执行义务,在无人机航行时代,巡检人员经由手机反馈实时认识设备或线路的信息,当发现了输电线路缺陷也能快速定位、实时解决。

 


为了能将无人机练习成识别隐患的火眼金睛,团队用可见光相机的高清摄像,模拟人眼对杆塔与线路进行近距离视察。针对冲在巡检一线的无人机,恰是因为团队做了各个方面的优化与调整,才让它可以实现用科技解决人力问题背后的不足,可以采集到充沛的信息为下一步的剖析做好铺垫工作。



巧用华为云,解决项目浩劫题


在曩昔多年的储蓄中,团队研发出的焦点手艺——AI视觉处理与剖析手艺,为项目进展打下了一个很好的根蒂。

 

即使如斯,团队也领略要真正实现“无人”巡检,摆在他们眼前的挑战依旧很大,若是不克解决图像智能识别功能,依旧解脱不了需要花消大量人力对图片进行剖析处理。若何才能解决?这得需要云端壮大算力的GPU 办事器和壮大的边缘较量能力,才可以实现图像智能识别,及早发现输电线路的问题地点。


华北电力大学自2019年起头,与华为竖立合作关系,将华为的手艺、人工智能平台等引入到课程教授中,实现人才的培育;另一方面在科研项目上,华为供应算力算法支撑,配合投入到课题研发中,助力项目的完成。“闪电鸟”作为华北电力大学主要的研发项目之一,华为早早就投入到项目支撑傍边,为团队保驾护航。面临项目过程中显现的问题,团队借助华为云手艺所供应的超强存储能力和算力,完成整个项目的落地。

无人机出动巡检,基于华为全栈 AI 视觉处理与剖析手艺对图像进行智能识别检测,发生图像和变电站内固定摄像头拍摄发生的视频,经由云平台深度进修与云较量相连系的体式,对图像与视频数据进行主动剖析,能一边对图像进行压缩、存储,一边进行各类故障检测、异物剖析;凭据办事器剖析出的究竟,工作人员就能立马进行故障检讨,无需守在主机旁一向守候。

 

输电线路智能巡检一体化平台连系华为全栈AI手艺,一方面,行使华为云ModelArts平台斥地输电线路智能巡检云侧应用,实现对巡检数据和模型算法的统一治理以及存储资源和较量资源的高效行使,对于输电线路中要害部位以及鸟巢、绝缘子掉串等大标准缺陷进行检测;另一方面,行使华为HiLens端云协同治理平台斥地输电线路智能巡检端侧应用,实现端侧设备模型优化和应用布置,以知足输电线路危机缺陷检测的实时性要求,对输电线路中螺栓缺销等问题进行检测。

 


而对于输电线路发生的紧要情形,一旦无人机检测出了危机缺陷,图片将不会如往常那样返回云侧平台,而是直接达到无人机终端长进行检测,并将识别究竟第一时间发送至工作人员,极大水平节约了对危机缺陷的抢修时间。

 

为提高巡检正确率,采用了深度进修算法对输电线路要害部件与大标准缺陷进行检测,将这些检测图像进行标注后形成数据集,行使华为云ModelArts 平台的“智能数据标注”功能进一步扩凑数据集,用智能数据标注体式大幅提拔了标注效率,加速了项目历程。

 

在华为云的手艺支撑下,让这群年青年头人研发出了市场上极具竞争优势的产物。

 

闪电鸟无人机不受地形、天气影响,就能以快速实现更广笼盖的巡检,提高了输管道巡检效率;让巡检实现智能化、主动化,无需花消多余人力就能获知输电线路和变电站的状况;经由“智能运检+深度进修+边缘较量/云较量”大大提高各类缺陷检测精度,极大削减了各类风险及经济损失。



开启智能巡检时代,将来可期


若是用一个词来形容研发过程,团队选择了“芳华”。他们说,恰是一波波年青年头人络续涌入实验室,为一个项目熬着心血,才结出了闪电鸟这么一个硕果。

 

比拟较人工,闪电鸟已经大幅度提拔了检测率、解决了行业的痛点,但团队还在持续投身实验室做研究,他们要再提高算法,让巡检平台可以识别更多复杂的缺陷危机。

 

对于将来,团队想将闪电鸟的应用范畴不局限在电力方面,而是扩展到光伏新能源、石油管道、交通运输等多种巡检场景,若是能够进展能应用在生活的方方面面,用智能来填补人工的缺陷与不足。

 

或许,在不久的将来,我们的生活就如科幻小说中一样,出门就能在天空中看到林林总总的无人机,它们有的是在批示道路交通,有的是在监控治安状况,还有的是检测全民健康水平;等你过完马路的功夫,就看到交通部门、民警、大夫都出动。

 

对于如许一个将来,华为一向都在起劲。

 

华为更进展分享本身的手艺让更多年青年头人进修、把握。今朝,华为已结合清华大学出书社、各高校学科带头人,面向高校师生及斥地者陆续推出鲲鹏、昇腾系列进修教材和教辅资料,鲲鹏/昇腾系列课程将融入各大高校的较量机专业、人工智能专业,引领通信和信息行业成长,实现手艺人才的培育。

 

大学生是鞭策社会飞速成长的主力,华为联手教育部,在有关高校扶植“智能基座”产教融合协同育人基地,现已在北京大学、清华大学、上海复旦大学、上海交通大学、西安交通大学、哈尔滨工业大学等72所高校,把鲲鹏、昇腾系列课程融入较量机专业、软件工程专业、人工智能专业、电子信息专业进行首批试点。

 

相信当越来越多的高端人才从智能基座走出,科幻大片会离我们越来远近,各行各业都能经由科技解决痛点,削减不需要的损失。

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