國網(wǎng)湖南電力員工開展無人機(jī)自適應(yīng)巡檢，完成防凍融冰保電工作任務(wù)。國網(wǎng)湖南電力供圖

編者按

目前，無人機(jī)巡檢在輸電設(shè)備驗(yàn)收、日常運(yùn)維、隱患排查等多項(xiàng)生產(chǎn)工作中廣泛應(yīng)用，是賦能業(yè)務(wù)提質(zhì)和基層減負(fù)的重要手段。按照國家電網(wǎng)有限公司人工智能規(guī)模化應(yīng)用2023年專項(xiàng)行動方案，各單位加快推進(jìn)輸電無人機(jī)智能巡檢應(yīng)用場景專項(xiàng)攻堅(jiān)和推廣應(yīng)用，推動人工智能深度嵌入業(yè)務(wù)流程，初步實(shí)現(xiàn)“自主飛、實(shí)時(shí)傳、智能判”。

自主飛  輕量化模型實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)拍攝

“報(bào)告，無人機(jī)已到達(dá)±800千伏賓金線1508號塔。”1月30日，國網(wǎng)湖南超高壓輸電公司輸電線路運(yùn)維飛手程煜可開展防凍融冰無人機(jī)自適應(yīng)特巡任務(wù)。遙控器屏幕上出現(xiàn)了無人機(jī)自主拍攝的目標(biāo)鐵塔。到達(dá)拍攝點(diǎn)位后，無人機(jī)自動糾偏，調(diào)節(jié)好位置角度和亮度后拍下照片。

隨著人工智能技術(shù)發(fā)展和無人機(jī)性能的提升，無人機(jī)巡檢已經(jīng)在電力行業(yè)規(guī)模化應(yīng)用。此前，國網(wǎng)湖南省電力有限公司已完成湖南電網(wǎng)35千伏及以上線路激光點(diǎn)云航線規(guī)劃，所屬各單位的所有無人機(jī)均可通過電力北斗定位并開展作業(yè)。

2023年，為加強(qiáng)人工智能等數(shù)字技術(shù)與輸電業(yè)務(wù)深度融合，按照國家電網(wǎng)有限公司工作部署，國網(wǎng)湖南電力開展專項(xiàng)攻堅(jiān)工作。該公司在高效利用現(xiàn)有點(diǎn)云數(shù)據(jù)的同時(shí)開展人工智能、前端視覺技術(shù)研究，探索無人機(jī)巡檢自適應(yīng)技術(shù)。

“無人機(jī)自適應(yīng)巡檢作業(yè)不需要激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，但對操作實(shí)時(shí)性要求較高，控制信號延遲可能導(dǎo)致墜機(jī)。”國網(wǎng)湖南電力無人機(jī)作業(yè)管理中心主任萬富力說。考慮到人工智能模型一般部署在電腦端、實(shí)時(shí)性不足，該公司突破傳統(tǒng)人工智能模型的技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輕量化部署至邊緣端。輕量化模型無須掛載外部硬件，可在現(xiàn)有硬件配置下實(shí)現(xiàn)低算力算法部署及應(yīng)用。

為了進(jìn)一步提升輕量化模型的能力，國網(wǎng)湖南電力還從目標(biāo)識別、視覺控制、環(huán)境分析三個方面入手攻關(guān)，將圖像識別算法、避障規(guī)劃算法部署到輕量化模型中。目前，輕量化模型實(shí)現(xiàn)了自動定位桿塔、控制無人機(jī)繞障飛行，可以精準(zhǔn)識別桿塔類型與部件，自主調(diào)節(jié)無人機(jī)云臺的拍攝角度和曝光度，精準(zhǔn)拍攝巡檢照片。

2023年12月，國網(wǎng)湖南電力應(yīng)用基于輕量化模型的無人機(jī)巡檢自適應(yīng)技術(shù)，在無坐標(biāo)與航線信息支持的情況下，在衡陽、韶山、張家界等地完成了10～220千伏線路的自適應(yīng)巡檢實(shí)踐。與激光點(diǎn)云規(guī)劃巡檢相比，這種方式減少了現(xiàn)場掃描與規(guī)劃步驟，工作效率提高2倍，節(jié)約費(fèi)用60%，拍攝的巡檢圖片99%為高質(zhì)量圖片。

（楊嘉妮）

實(shí)時(shí)傳  圖像傳輸速率快1倍

1月25日，安徽馬鞍山供電公司輸電運(yùn)檢中心超高壓運(yùn)檢一班飛手章丞在500千伏涂天線21號塔附近，利用無人機(jī)開展輸電線路迎峰度冬專項(xiàng)巡檢，全面排查線路隱患。巡檢結(jié)束后，35張巡檢圖片兩分鐘內(nèi)成功回傳到無人機(jī)規(guī)模化應(yīng)用平臺。

“一名飛手每天平均巡檢15基塔。以前一基塔的巡檢圖像回傳到無人機(jī)規(guī)模化應(yīng)用平臺平均耗時(shí)5分鐘，引入圖像壓縮還原技術(shù)后，現(xiàn)在1分鐘就完成了，有助于提升我們的巡檢效率。”章丞說。

無人機(jī)已經(jīng)成為一線班組不可或缺的有力工具。國網(wǎng)安徽省電力有限公司貫徹落實(shí)國家電網(wǎng)有限公司人工智能規(guī)模化應(yīng)用2023年專項(xiàng)行動方案，推動輸電無人機(jī)智能巡檢應(yīng)用場景專項(xiàng)攻堅(jiān)，協(xié)同推進(jìn)數(shù)字技術(shù)與電網(wǎng)業(yè)務(wù)深入融合應(yīng)用，夯實(shí)無人機(jī)規(guī)模化應(yīng)用平臺軟硬件基礎(chǔ)，提升了電力北斗定位服務(wù)、圖像采集等數(shù)字技術(shù)的支撐能力。

現(xiàn)在，巡檢人員只需要把無人機(jī)帶到現(xiàn)場并開機(jī)，無人機(jī)會自動加載規(guī)劃好的航線，精準(zhǔn)定位航線中的坐標(biāo)位置，自主對桿塔的各個部位巡檢拍照。目前，國網(wǎng)安徽電力輸電無人機(jī)巡檢作業(yè)每天會產(chǎn)生2萬～3萬張巡檢圖片。

“以前，圖像資料回傳速度慢、視頻卡頓等問題比較突出，監(jiān)控人員無法及時(shí)掌握現(xiàn)場情況。為了實(shí)現(xiàn)‘實(shí)時(shí)傳’，我們開展數(shù)據(jù)全鏈路排查，梳理主要卡點(diǎn)和堵點(diǎn)，圍繞網(wǎng)絡(luò)通道和圖像數(shù)據(jù)量兩個重點(diǎn)攻關(guān)突破。”安徽電力信通公司數(shù)字化應(yīng)用中心專責(zé)劉佳說，該公司提高網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬，優(yōu)化網(wǎng)閘參數(shù)配置，同時(shí)利用圖像壓縮還原技術(shù)，將圖像壓縮為原始大小的十分之一，讓圖像傳輸速率快了1倍。該公司還應(yīng)用流媒體直播技術(shù)，提高視頻接入兼容性，解決視頻卡頓問題，實(shí)現(xiàn)超150路視頻同時(shí)訪問。

同時(shí)，國網(wǎng)安徽電力還結(jié)合鐵塔類型、拍照點(diǎn)位，為無人機(jī)規(guī)模化應(yīng)用平臺和無人機(jī)遙控終端設(shè)置了巡檢圖像命名規(guī)則。每次無人機(jī)按規(guī)定航線拍照后，產(chǎn)生的巡檢圖像會自動按照標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)則命名，省去了人工手動命名處理環(huán)節(jié)。

2023年下半年，國網(wǎng)安徽電力完成“實(shí)時(shí)傳”各項(xiàng)功能驗(yàn)證，支撐相關(guān)技術(shù)用于輸電無人機(jī)智能巡檢。目前，安徽電網(wǎng)輸電無人機(jī)每日飛行400余架次、巡檢鐵塔1500余基，巡檢作業(yè)質(zhì)效和智能化水平大幅提升。

（吳慶捷 袁泉 付穎）

智能判  缺陷識別覆蓋9大類場景

2月1日，在江蘇蘇州供電公司輸電無人機(jī)智慧巡檢中心，輸電運(yùn)檢班班員劉晨通過新一代設(shè)備資產(chǎn)精益管理系統(tǒng)無人機(jī)巡檢微應(yīng)用發(fā)布無人機(jī)自主巡檢指令。收到指令后，220千伏渭塘變電站內(nèi)的無人機(jī)從固定機(jī)巢起飛并沿著設(shè)定軌跡平緩飛行，開始自主巡檢。

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司以無人機(jī)公共服務(wù)平臺為承載基礎(chǔ)，融合電力氣象、三維模型、人工智能、統(tǒng)一視頻和電力北斗5項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，打造無人機(jī)數(shù)字化支撐體系，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)數(shù)字技術(shù)在輸電無人機(jī)智能巡檢全環(huán)節(jié)應(yīng)用。

“國網(wǎng)江蘇電力完成了江蘇省10萬千米架空輸電線路、28萬基輸電桿塔的三維激光點(diǎn)云掃描，為全省無人機(jī)航跡自動規(guī)劃和一鍵自主飛行打好了基礎(chǔ)。”國網(wǎng)江蘇電力數(shù)字化部安全運(yùn)行處副處長蔣承伶介紹。當(dāng)前，該公司無人機(jī)航跡規(guī)劃覆蓋江蘇省適航區(qū)內(nèi)24萬基輸電桿塔，實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)作業(yè)信息與巡檢作業(yè)工單的自動關(guān)聯(lián)。通過移動作業(yè)端的巡檢APP集成的人工智能算法，無人機(jī)還能自主識別前進(jìn)路線中的障礙，保證飛行安全。

目前，國網(wǎng)江蘇電力基于省側(cè)人工智能平臺歸集了無人機(jī)巡檢缺陷樣本25萬余張，部署的人工智能缺陷識別模型覆蓋9大類80余小類場景，以中臺服務(wù)化的方式為業(yè)務(wù)應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用接口，高質(zhì)量支撐無人機(jī)巡檢智能化應(yīng)用。經(jīng)人工確認(rèn)后的缺陷圖片還會自動歸集至省側(cè)人工智能平臺樣本庫，用于模型的后續(xù)訓(xùn)練。

“針對小尺寸目標(biāo)場景識別率較低的問題，我們開展基于視覺注意力的深度學(xué)習(xí)檢測技術(shù)研究，分離無人機(jī)巡檢圖像復(fù)雜背景，聚焦缺陷目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)小尺寸金具類目標(biāo)整體識別率由2023年年初的80.3%提升至目前的85.7%。針對無人機(jī)巡檢多個場景整體誤報(bào)率較高的問題，我們細(xì)分缺陷形態(tài)和等級，通過研究生成式人工智能等技術(shù)，增補(bǔ)缺失形態(tài)的缺陷樣本，實(shí)現(xiàn)整體誤報(bào)率下降20個百分點(diǎn)左右。”國網(wǎng)江蘇電力無人機(jī)巡檢作業(yè)智慧管控中心主任唐一銘介紹。

2023年，國網(wǎng)江蘇電力共完成52.34萬基桿塔無人機(jī)巡檢，調(diào)用人工智能算法1305.3萬次，識別并處置缺陷17.44萬處。

（武家勝 劉晨 馬康）

江蘇蘇州供電公司輸電運(yùn)檢中心發(fā)出指令后，無人機(jī)從固定機(jī)巢飛出開展自主巡檢。蘇州供電公司供圖