輸電線路巡檢圖像實現(xiàn)云端批量識別、智能精準(zhǔn)分析

隨著電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展，電力線路數(shù)量不斷增加，無人機等設(shè)備廣泛應(yīng)用于線路巡檢。傳統(tǒng)的輸電線路巡檢圖像分析主要依靠人工，效率低且成本高。國家電網(wǎng)公司組織研發(fā)的輸電線路巡檢圖像智能分析云服務(wù)系統(tǒng)有效解決了這一難題——識別100張圖片，一位熟練的圖像識別人員大約需要2小時，而使用該系統(tǒng)僅需2分鐘。

該系統(tǒng)是當(dāng)下電力人工智能領(lǐng)域的代表性科技成果。國家電網(wǎng)公司將暢通科技成果轉(zhuǎn)化渠道，大力推動電力人工智能科技成果轉(zhuǎn)化及應(yīng)用。目前，負(fù)責(zé)該系統(tǒng)研發(fā)具體工作的全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司，已在電力人工智能成果轉(zhuǎn)化方面簽訂了31項成果轉(zhuǎn)化合同，成果受讓單位三年累計利用相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)值近億元。

注重科技創(chuàng)新 開展人工智能技術(shù)科研攻關(guān)

2017年7月，國務(wù)院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，構(gòu)建開放協(xié)同的人工智能科技創(chuàng)新體系，帶動國家競爭力整體躍升和跨越式發(fā)展。同年10月，國家電網(wǎng)公司發(fā)布“人工智能專項發(fā)展規(guī)劃”，不斷加強對電力人工智能技術(shù)的研究探索。

國家電網(wǎng)公司把握發(fā)展機遇，全面開展電力人工智能技術(shù)科研攻關(guān)，于2018年建立了國家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)人工智能聯(lián)合實驗室，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)、先進計算與人工智能在電網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用價值，結(jié)合人工智能基礎(chǔ)支撐能力與電網(wǎng)業(yè)務(wù)場景應(yīng)用成效，促進電網(wǎng)智能化發(fā)展。同時，建成了國家電網(wǎng)公司人工智能“兩庫一平臺”總部級訓(xùn)練平臺，在輸電線路缺陷識別技術(shù)方面取得了突破性進展。國網(wǎng)福建電力在1000千伏特高壓榕城變電站開展“地空一體化”多維智能巡檢。

2010年起，直升機、無人機和可視化監(jiān)拍裝置逐步規(guī)模化應(yīng)用，成為輸電線路巡檢人員的“千里眼”。這些巡檢裝置跨過江河、翻越群山，實時帶回輸電線路狀況，隨之產(chǎn)生海量圖片。2018年，僅國網(wǎng)山東省電力公司就配置了600架無人機開展線路巡檢，年產(chǎn)生120萬張圖片。

“以往對線路巡檢圖像查缺，班組員工要一張張地人工檢查，特別是在查看一些小金具時，需要不停放大縮小圖像來詳細(xì)檢查，并手動標(biāo)注缺陷框，不但耗時，有時還會遺漏。查缺兩小時大概審核一百張左右，最終還要人工統(tǒng)計缺陷信息形成報表。”福建電力科學(xué)研究院無人機巡檢圖像智能識別工程師王仁書介紹了過去依靠人工分析輸電線路巡檢圖像的弊端。

2016年初，國家電網(wǎng)公司組織開展了人工智能圖像識別技術(shù)在輸電線路巡檢圖像智能分析領(lǐng)域的技術(shù)攻關(guān)，實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的高效、精準(zhǔn)分析；同時，研發(fā)了面向輸變電的人工智能云服務(wù)平臺，并將輸電線路巡檢圖像智能分析以云服務(wù)的形式面向公司內(nèi)網(wǎng)用戶開放，實現(xiàn)人工智能快速、高效服務(wù)一線班組。發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢 提升輸電線路缺陷識別效率

2019年2月，輸電線路巡檢圖像智能分析云服務(wù)系統(tǒng)建成，并于當(dāng)年12月面向公司系統(tǒng)開放。該系統(tǒng)將新一代人工智能技術(shù)和高性能異構(gòu)計算技術(shù)相結(jié)合，包含了輸電線路本體巡檢圖片和輸電線路通道可視化監(jiān)拍圖片智能分析兩大業(yè)務(wù)模型。

聯(lián)研院計算及應(yīng)用研究所所長助理趙婷介紹說，該系統(tǒng)基于深度學(xué)習(xí)技術(shù)，針對直升機、無人機、機器人等發(fā)回的巡檢圖像，實現(xiàn)了復(fù)雜環(huán)境中多種電力監(jiān)控目標(biāo)及其位移、狀態(tài)識別。系統(tǒng)共具有導(dǎo)地線、絕緣子、異物、線夾及均壓環(huán)、防振錘、細(xì)小金具、基礎(chǔ)、附屬設(shè)施、通道環(huán)境9大類缺陷識別能力，可對94%的輸電線路常見缺陷進行智能檢測。應(yīng)用該系統(tǒng)，直升機巡檢作業(yè)銷釘缺失檢出率達(dá)到89%。國網(wǎng)四川電力員工在輸電線路巡檢中應(yīng)用圖像智能分析云服務(wù)系統(tǒng)。

9月15日，天津電力檢修公司檢修班組員工梁艷紅將無人機拍攝的200余張輸電線路巡檢圖像上傳至輸電線路巡檢圖像智能分析云服務(wù)系統(tǒng)。系統(tǒng)自動識別出了圖片中存在的缺陷隱患。人工校核后，識別結(jié)果得到了在場檢修班組同事的認(rèn)可，系統(tǒng)對鳥巢、絕緣子自爆等典型缺陷的識別精度基本達(dá)到了對人工的替代。

輸電線路巡檢圖像智能分析云服務(wù)系統(tǒng)具備強大的智能計算能力，支持多用戶、多權(quán)限、多任務(wù)、多模型、多圖像同時處理，支持萬張圖像批量處理。用戶可通過圖像準(zhǔn)備、任務(wù)運行、結(jié)果查看三步輕松完成復(fù)雜分析任務(wù)。系統(tǒng)還支持識別結(jié)果便捷人工校驗，提供報表、報告、缺陷圖片下載功能。

“該系統(tǒng)可以快速自動識別出圖像中可能存在的缺陷，百張圖像只需2分鐘即可完成全部檢測。班組人員只要對結(jié)果進行二次快速校核，最后一鍵下載即可生成報表信息。這大大提高了我們班組的工作效率。下一步計劃讓各班組成員一起使用。”王仁書說。

2019年12月31日～2020年9月30日，已有25個省級電力公司訪問使用了輸電線路巡檢圖像智能分析云服務(wù)系統(tǒng)，建立賬號600余個，通過該系統(tǒng)累計處理線路本體和通道山火相關(guān)圖像740余萬張。加強外部合作 促進科研成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用

當(dāng)前，國家大力實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，推進產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新，促進科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化。國家電網(wǎng)公司高度重視科技創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化對企業(yè)發(fā)展的引領(lǐng)作用。公司2020年科技創(chuàng)新大會強調(diào)，要下決心暢通成果應(yīng)用通道，把科技成果及時有效轉(zhuǎn)化為市場化、產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)和產(chǎn)品，為壯大能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)集群提供強有力的創(chuàng)新供給。

10月13日，在電力人工智能科技成果推介會上，北京中飛艾維航空科技有限公司、北京天下宏圖空間信息技術(shù)有限公司與聯(lián)研院簽署了電力人工智能科技成果轉(zhuǎn)化協(xié)議。國網(wǎng)北京電力智能巡檢機器人在北京大興國際機場配套變電站內(nèi)作業(yè)。

“一直以來，輸電線路巡檢圖像智能分析技術(shù)成熟度不高，輸電線路缺陷多樣性與樣本不足，導(dǎo)致早期行業(yè)應(yīng)用效果一般。聯(lián)研院深入研究攻克了難題。”北京天下宏圖空間信息技術(shù)有限公司總經(jīng)理張峰在簽約儀式上說。針對輸電線路巡檢圖像智能分析云服務(wù)系統(tǒng)，張峰贊賞有加：“我們先后在江西、湖北、河南等多個省級電力公司推廣了這套分析系統(tǒng)。它涵蓋的缺陷類型全面，即便是細(xì)小金屬、線路異物等高難度缺陷，識別率也很高，應(yīng)用效果卓越，獲得了許多客戶的贊許。”

類似的成果推介會已經(jīng)組織了多場。推介會以綜合與專題相結(jié)合、線上與線下相結(jié)合的形式開展成果對接發(fā)布活動，把科技成果推向市場，拓寬成果轉(zhuǎn)化渠道和范圍。2016年以來，聯(lián)研院共簽署105項成果轉(zhuǎn)化合同，完成了±800千伏特高壓換流閥、200千伏/500千伏直流斷路器和絕緣柵雙極型晶體管技術(shù)等多項重大科技成果轉(zhuǎn)化，并實現(xiàn)了首例海外科技成果的國內(nèi)轉(zhuǎn)化。

通過探索成果轉(zhuǎn)化新途徑，努力打通技術(shù)研發(fā)到成果轉(zhuǎn)化再到產(chǎn)業(yè)化的創(chuàng)新鏈條，形成了“成果轉(zhuǎn)化+激勵機制”提升科技創(chuàng)新良性發(fā)展的模式。

國家電網(wǎng)公司組織所屬單位在人工智能領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力，除輸電線路巡檢圖像智能分析云服務(wù)系統(tǒng)之外，還研發(fā)了視頻質(zhì)量智能檢測系統(tǒng)、運檢數(shù)據(jù)預(yù)處理工具、變壓器風(fēng)險預(yù)警分析系統(tǒng)、配網(wǎng)臺區(qū)評價及規(guī)劃分析系統(tǒng)等多種人工智能產(chǎn)品。

“一系列人工智能新產(chǎn)品，極大提高了我們單位在業(yè)內(nèi)及其他服務(wù)行業(yè)的生產(chǎn)效率。我們充分利用各類產(chǎn)品所帶來的生產(chǎn)便利和效率，保障了安全生產(chǎn)。”北京恒華偉業(yè)科技股份有限公司市場營銷部行業(yè)總監(jiān)李鵬恩說。今后，國家電網(wǎng)公司將繼續(xù)加強與業(yè)內(nèi)各單位在人工智能領(lǐng)域的交流與合作，力爭在更大范圍和方式上實現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化新突破，與合作方實現(xiàn)互利共贏。

原文標(biāo)題：國家電網(wǎng)公司電力人工智能科技成果落地應(yīng)用

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