2019年6月,有个城市由于电力互联系统瘫痪瞬间成了一座“灰暗”的城市,交通信号灯停滞运作,地铁、城际铁路、公交车等公共交通全部停运,供水系统无法正常运行。
这次停电波及超过4800万人。

在高度依赖电力家当的本日,停电成了一座城市的灾害,交通工具无法运行,旗子暗记灯不亮,店铺停业……电力作为城市正常运作和快速发展的命脉,提高输电线路巡检的效率,保障民用、企业用电的供电可靠,成为亟需办理的问题。

随着无人机的遍及,电路巡查逐渐从人力巡检中摆脱出来,但仍旧存在技能手段单一、无法实时同步线路毛病等问题。

一群来自华北电力大学的师生团队看到了未来输电线路AI巡检的蓝海市场,投入到研发当中,通过无人机警能巡检、 AI 技能图像检测剖析,让输电线路毛病检测的精确度不断提升。

无人机破巡检难题秒变电网卫士

人力痛点难办理,换成机器试一试

传统输电线路巡检,大多依赖运行掩护职员肉眼或手持仪器排查电路中的故障,根据履历判潜在隐患,然而,纯靠人力检测本身便是一个巨大隐患,巡检员很难一处不落的打消掉所有隐患,而在电网的运行中,任何眇小的安全问题都有可能造成事件,导致大面积的瘫痪,造成巨大的经济丢失;有时遇上下雨、下雪等恶劣景象,人力检讨更是寸步难行。

输电线路大多位处人烟稀少的郊区,阔别市中央,须要特巡特维线路占全部线路比重的20%,运检难度大、质量哀求高档条件让乐意从事巡检事情的人越来越少。
据数据显示,我国现有输电线路运检职员的年均增长率不敷 3%,2019 年底缺员高达 34%,巡检专业职员数量少、人工效率低、危险系数高档问题日益突出。

据不完备统计,2014-2018 年海内因架空线路巡检造成的人身伤亡事件 238 起,因输电线路故障造成经济丢失高达数十亿元。
针对输电专业职员数量与设备规模持续增长日益突出的抵牾,国家大力推广无人机巡检,较人工巡线比较,无人机具有效率高、安全性高、毛病创造率高档上风,但仍旧存在诸多的问题。

无人机巡检绝大部分作业无配套机巢,不可移动,只能巡检到部分线路毛病,且无人机巡检完成后仍需进行人工图像毛病剖析,据统计,在我国无人机输电线路巡检中每年产生超过数十亿张巡检图片,对人力资源的花费仍是巨大。
以山东电网为例,现配置无人机 600 架,年产生图片约 120 万张,安装可视化监控装置 4.5 万套,年产生图片 1.8 亿张,按照八小时日事情制,人眼判图须要92人/年。

如此繁重的事情量,为电路巡检机制的改进供应了巨大空间。

经由全面市场调研,团队理解到目前利用的无人机巡检仍存在漏检、错检率高,人力本钱大,难以担保巡检质量等问题。
在2019年,“闪电鸟-电力视觉”创业团队与华北电力大学(保定)智能视觉打算机研究所、电力视觉大数据研究室联合研发了一套完全的、实用的架空输电线路无人机边云协同智能巡检工具,将其命名为“闪电鸟-无人机AI 巡检平台”。

“驯服”无人机,难在技能创新

在设计方案的时候,团队就有一个很清晰的思路,要用无人机做巡检职员的眼睛,巡检职员只须要通过闪电鸟平台就能知道每个输电线路的情形。
想法很丰满,现实很骨感,要实现真正的“无人”巡检,还有很多技能须要占领。

首先摆在面前的,便是无人机在巡检时,会有电池、景象、照片不如肉眼等方面的限定,如果这些问题得不到办理,那么后期的技能再牛也无法真正识别有缺点与隐患。

对付这群研讨电力的年轻人,无人机并不是他们所善于的领域,很多翱翔的限定也都是行业天花板所带来的。
但他们不甘心,由于这些问题如果不办理,无人机做巡检就会变得形同虚设,在户外巡检,一旦由于没电而坠毁就白白造成丢失。

对付这些问题,团队成员内部谈论了很多次,始终难以拿出一个比较好的办理方案,由于有的限定是全体行业目前的天花板,仅靠他们是没有办法去冲破。
为此,他们专门联系了很多无人机公司,咨询相应的办理方案。

经由一番折腾,他们才算找到了延长无人机翱翔韶光的方法——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可以就近去机库充电,充好电的无人机接过“巡检”的重任,冲出“鸟巢”连续飞。

巡检职员只须要通过运用程序,直接下达巡检地点、线路等,根据内置聪慧气候感知站,当判断出景象知足翱翔时,“小鸟们”就开始飞出鸟巢实行任务,在无人机翱翔期间,巡检职员通过手机反馈实时理解设备或线路的信息,当创造了输电线路毛病也能快速定位、及时办理。

为了能将无人机演习成识别隐患的火眼金睛,团队用可见光相机的高清摄像,仿照人眼对杆塔与线路进行近间隔不雅观察。
针对冲在巡检一线的无人机,正是由于团队做了各个方面的优化与调度,才让它能够实现用科技办理人力问题背后的不敷,能够采集到足够的信息为下一步的剖析做好铺垫事情。

巧用华为云,办理项目大难题

在过去多年的积累中,团队研发出的核心技能——AI视觉处理与剖析技能,为项目进展打下了一个很好的根本。

纵然如此,团队也明白要真正实现“无人”巡检,摆在他们面前的寻衅依旧很大,如果不能办理图像智能识别功能,依旧摆脱不了须要耗费大量人力对图片进行剖析处理。
如何才能办理?这得须要云端强大算力的GPU 做事器和强大的边缘打算能力,才能够实现图像智能识别,及早创造输电线路的问题所在。

华北电力大学自2019年开始,与华为建立互助关系,将华为的技能、人工智能平台等引入到课程传授教化中,实现人才的培养;另一方面在科研项目上,华为供应算力算法支持,共同投入到课题研发中,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持当中,为团队保驾护航。
面对项目过程中涌现的问题,团队借助华为云技能所供应的超强存储能力和算力,完玉成部项目的落地。

无人机出动巡检,基于华为全栈 AI 视觉处理与剖析技能对图像进行智能识别检测,产生图像和变电站内固定摄像头拍摄产生的视频,通过云平台深度学习与云打算相结合的办法,对图像与视频数据进行自动剖析,能一边对图像进行压缩、存储,一边进行各种故障检测、异物剖析;根据做事器剖析出的结果,事情职员就能立马进行故障检修,无需守在主机旁一贯等待。

输电线路智能巡检一体化平台结合华为全栈AI技能,一方面,利用华为云ModelArts平台开拓输电线路智能巡检云侧运用,实现对巡检数据和模型算法的统一管理以及存储资源和打算资源的高效利用,对付输电线路中关键部位以及鸟巢、绝缘子掉串等大尺度毛病进行检测;另一方面,利用华为HiLens端云协同管理平台开拓输电线路智能巡检端侧运用,实现端侧设备模型优化和运用支配,以知足输电线路危急毛病检测的实时性哀求,对输电线路中螺栓缺销等问题进行检测。

而对付输电线路发生的紧急情形,一旦无人机检测出了危急毛病,图片将不会如往常那样返回云侧平台,而是直接到达无人机终端上进行检测,并将识别结果第一韶光发送至事情职员,极大程度节省了对危急毛病的抢修韶光。

为提高巡检准确率,采取了深度学习算法对输电线路关键部件与大尺度毛病进行检测,将这些检测图像进行标注后形成数据集,利用华为云ModelArts 平台的“智能数据标注”功能进一步扩充数据集,用智能数据标注办法大幅提升了标注效率,加快了项目进程。

在华为云的技能支持下,让这群年轻人研发出了市场上极具竞争上风的产品。

闪电鸟无人机不受地形、景象影响,就能以快速实现更广覆盖的巡检,提高了输管道巡检效率;让巡检实现智能化、自动化,无需耗费多余人力就能获知输电线路和变电站的状况;通过“智能运检+深度学习+边缘打算/云打算”大大提高各种毛病检测精度,极大减少了各种风险及经济丢失。

开启智能巡检时期,未来可期

如果用一个词来形容研发过程,团队选择了“青春”。
他们说,正是一波波年轻人不断涌入实验室,为一个项目熬着心血,才结出了闪电鸟这么一个硕果。

比较较人工,闪电鸟已经大幅度提升了检测率、办理了行业的痛点,但团队还在连续投身实验室做研究,他们要再提高算法,让巡检平台能够识别更多繁芜的毛病危急。

对付未来,团队想将闪电鸟的运用领域不局限在电力方面,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,如果可以希望能运用在生活的方方面面,用智能来填补人工的毛病与不敷。

大概,在不久的未来,我们的生活就如科幻小说中一样平常,出门就能在天空中看到各式各样的无人机,它们有的是在指挥道路交通,有的是在监控治安状况,还有的是检测全民康健水平;等你过完马路的功夫,就看到交通部门、民警、年夜夫都出动。

对付这样一个未来,华为一贯都在努力。

华为更希望分享自己的技能让更多年轻人学习、节制。
目前,华为已联合清华大学出版社、各高校学科带头人,面向高校师生及开拓者陆续推出鲲鹏、昇腾系列学习教材和教辅资料,鲲鹏/昇腾系列课程将融入各大高校的打算机专业、人工智能专业,引领通信和信息行业发展,实现技能人才的培养。

大学生是推动社会飞速发展的主力,华为联手教诲部,在有关高校培植“智能基座”产教领悟协同育人基地,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、昇腾系列课程融入打算机专业、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,各行各业都能通过科技办理痛点,减少不必要的丢失。