提要：面對(duì)時(shí)代發(fā)展的洪流，攻堅(jiān)克難的勇者才能激流勇進(jìn)；勇立不進(jìn)則退的潮頭，敢為人先的智者才能致遠(yuǎn)先行。當(dāng)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)被逐漸清晰勾勒出來的時(shí)候，國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院（以下簡稱“國網(wǎng)山東電科院”）已將藍(lán)圖變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)，“輸電線路可視化遠(yuǎn)程巡檢系統(tǒng)”就是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)最佳實(shí)踐中的閃亮之星，從此開啟了“化繁為簡”的智能化巡檢新時(shí)代。
日前，在國家電網(wǎng)有限公司2019年年中工作會(huì)議上，入選泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)最佳實(shí)踐案例的諸多項(xiàng)目中，有一個(gè)智能化“千里眼”特別引人注目，那就是國網(wǎng)山東電科院研發(fā)的“輸電線路可視化遠(yuǎn)程巡檢系統(tǒng)”。
加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)統(tǒng)籌管理
隨著電網(wǎng)設(shè)備規(guī)模的成倍增加，輸電線路運(yùn)維面臨的壓力和挑戰(zhàn)也越來越大。吊車碰線、異物短路成為國網(wǎng)山東省電力公司歷年來線路跳閘的主要原因。由于線路走廊“點(diǎn)多、線長、面廣”，以“人防”為主的單一人工巡線模式，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除通道隱患；傳統(tǒng)視頻監(jiān)控裝置、傳統(tǒng)視頻監(jiān)控方式安裝難、價(jià)格貴、壽命短，需要人工24小時(shí)盯防，又難以規(guī)?；茝V應(yīng)用。
如何有效地進(jìn)行線路防護(hù)，使通道隱患能夠做到看得見、盯得牢、防得住呢？面對(duì)這個(gè)難題，2016年1月，國網(wǎng)山東省電力公司設(shè)備部提出了“用信息化、智能化的手段，打造輸電線路可視化”的工作思路。同時(shí)，國網(wǎng)山東電科院成立了可視化建設(shè)項(xiàng)目組，該院始終堅(jiān)持“統(tǒng)籌管理、創(chuàng)新技術(shù)、服務(wù)一線”?？梢暬ㄔO(shè)之初，該院技術(shù)支撐國網(wǎng)山東省電力公司編制了《可視化輸電線路建設(shè)指導(dǎo)意見》，明確了線路可視化監(jiān)拍裝置技術(shù)指標(biāo)，規(guī)定了監(jiān)拍裝置安裝原則，統(tǒng)一了裝置與系統(tǒng)的通訊協(xié)議，制定了可視化線路建設(shè)3年規(guī)劃。
在項(xiàng)目實(shí)施中，該院嚴(yán)把設(shè)備質(zhì)量關(guān)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一入網(wǎng)檢測；統(tǒng)一與電信、聯(lián)通和移動(dòng)公司談判，爭取最優(yōu)惠資費(fèi)；制定實(shí)時(shí)接入率、裝置有效率和裝置完好率三大指標(biāo)，嚴(yán)格考核裝置運(yùn)行情況，納入班組對(duì)標(biāo)體系，全省裝置實(shí)時(shí)接入率在95%以上。該院組織制定了《國網(wǎng)山東省電力公司架空輸電線路可視化管理應(yīng)用手冊(cè)》，打造了技術(shù)、監(jiān)控及隱患處置的“明白紙”，規(guī)范了架空輸電線路可視化建設(shè)及應(yīng)用。
人工智能研發(fā) 提升效率質(zhì)量
目前，可視化監(jiān)拍裝置已發(fā)展到具有夜視、遠(yuǎn)程語音、聲光告警、就地識(shí)別的第三代，具備邊緣計(jì)算能力。山東電網(wǎng)共安裝可視化監(jiān)拍裝置4.5萬套，其中第三代安裝1.2萬套，實(shí)現(xiàn)了“三線兩點(diǎn)”———特高壓/跨區(qū)線路、保電線路、山區(qū)線路，外破隱患點(diǎn)、三跨點(diǎn)，五個(gè)全可視。4.5萬套裝置年產(chǎn)生圖片1億8千萬張，人工逐一查看，不眠不休需要92人年。如何在海量照片中快速精準(zhǔn)識(shí)別出隱患和缺陷，成為新研究課題。
為解決這一問題，該院響應(yīng)國家和國網(wǎng)山東省電力公司新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃，攻克了基于深度學(xué)習(xí)的通道隱患圖像智能識(shí)別難題。樣本容量是基礎(chǔ)，通過廣泛收集缺陷圖片，精細(xì)標(biāo)注，該院歷時(shí)18個(gè)月，建成了15萬張典型通道隱患和本體缺陷樣本庫，標(biāo)注數(shù)量達(dá)到50萬處。算法模型是核心，通過對(duì)5種深度學(xué)習(xí)框架和6種目標(biāo)檢測算法，長達(dá)6個(gè)月的反復(fù)測試和驗(yàn)證，該院構(gòu)建了初步識(shí)別算法模型，在山東17個(gè)地市和國網(wǎng)山東省檢修公司部署應(yīng)用。“我們的算法模型進(jìn)行了8輪升級(jí)迭代，現(xiàn)在把大型施工機(jī)械等重點(diǎn)隱患識(shí)別準(zhǔn)確率從40%提升到95%，煙火和導(dǎo)地線異物識(shí)別準(zhǔn)確率從30%提升到90%。”該院項(xiàng)目負(fù)責(zé)人李程啟介紹，“全省需人工確認(rèn)圖像數(shù)量由原來的日均50萬張縮減到僅5萬張，人工判圖工作量減少了90%。”
為進(jìn)一步促進(jìn)智能圖像識(shí)別技術(shù)在輸電專業(yè)中的落地應(yīng)用，提升可視化監(jiān)拍裝置的智能化水平，國家電網(wǎng)公司設(shè)備部委托國網(wǎng)山東省電力公司開展“通道可視化圖像識(shí)別技術(shù)驗(yàn)證”，該院具體承擔(dān)此項(xiàng)工作。全國共33家高校、科研單位及廠商參加了為期兩周的技術(shù)驗(yàn)證工作。該院組織精干技術(shù)力量，從設(shè)備配置、識(shí)別模型、驗(yàn)證效果等方面對(duì)技術(shù)驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行了分析和總結(jié)，形成了非常好的經(jīng)驗(yàn)和做法，進(jìn)一步提升了圖像識(shí)別的智能化水平。
微信預(yù)警推送 方便一線應(yīng)用
如今，手機(jī)是大家使用最方便的工具，如果能讓一線員工使用手機(jī)及時(shí)掌握輸電線路的狀況，這必將大大提高輸電線路可視化建設(shè)的應(yīng)用效率。
為此，國網(wǎng)山東電科院技術(shù)人員開發(fā)了微信預(yù)警推送功能。前端監(jiān)拍裝置采集的通道圖像，經(jīng)由APN無線專網(wǎng)接入部署于該院的輸電線路可視化遠(yuǎn)程巡檢系統(tǒng)，并將隱患信息發(fā)送至線路運(yùn)維人員手機(jī)微信或App，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)圖像“外網(wǎng)安全接入，內(nèi)網(wǎng)監(jiān)控應(yīng)用，微信預(yù)警推送”。
該院技術(shù)人員還對(duì)整套系統(tǒng)從監(jiān)拍裝置、網(wǎng)絡(luò)邊界、通訊網(wǎng)絡(luò)、主站系統(tǒng)和業(yè)務(wù)應(yīng)用五個(gè)方面進(jìn)行了安全防護(hù)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)縱深防御，順利通過了信息系統(tǒng)安全接入評(píng)審。“運(yùn)行至今，未發(fā)生過一起信息安全事件。”該院技術(shù)人員鄭文杰驕傲地說，“在2018年公安部組織的國家網(wǎng)絡(luò)安全專項(xiàng)攻防演習(xí)中，該系統(tǒng)作為一直運(yùn)行的信息化系統(tǒng)，經(jīng)受住了由126名國內(nèi)頂級(jí)網(wǎng)絡(luò)專家組成的‘國家隊(duì)’的攻擊。”
再不會(huì)“巡不到” 實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍
目前，國網(wǎng)山東省電力公司18家單位均建成可視化監(jiān)控室，實(shí)現(xiàn)了通道隱患的全面監(jiān)視，預(yù)警信息全天候24小時(shí)實(shí)時(shí)推送，使線路巡視完成了由“跑斷腿、巡不到、防不住”到“坐著看、日十巡、盯的牢”的質(zhì)的飛躍。同時(shí)，預(yù)警圖像已經(jīng)接入到國網(wǎng)總部運(yùn)檢管控平臺(tái)。
人工圖像智能識(shí)別技術(shù)應(yīng)用以來，累計(jì)發(fā)現(xiàn)并消除施工外破隱患和本體缺陷1000余處，外破跳閘次數(shù)分別同比降低了44%。運(yùn)維模式實(shí)現(xiàn)了從人防到技防的轉(zhuǎn)變，極大提升了線路防護(hù)水平，在上合青島峰會(huì)保電、迎峰度夏期間提供了重要保障。該成果的應(yīng)用，不僅改變了原來線路工作人員風(fēng)餐露宿、科技含量不高的形象，還提升了線路安全運(yùn)行水平，減輕了基層一線工作負(fù)擔(dān)，讓基層員工更能感受到企業(yè)的溫度。
“輸電線路可視化防護(hù)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”獲2018年度山東電力科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。該院牽頭編制了國網(wǎng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《輸電線路通道智能監(jiān)拍裝置技術(shù)規(guī)范》，并完成報(bào)批。
從“人巡”到“機(jī)巡”，從“地面巡視”到“空、天、地”多維立體巡檢，從“人眼判圖”到“機(jī)器識(shí)圖”，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)開啟了智能巡檢新時(shí)代。下一步，國網(wǎng)山東電科院將持續(xù)開展人工智能圖像識(shí)別技術(shù)在輸電巡視中的應(yīng)用研究，推進(jìn)輸電線路可視化建設(shè)，推動(dòng)輸電線路通道防護(hù)邁上新的臺(tái)階。
