百度飛槳聯手南方電網 電力巡檢邁向“無人時代”
盛夏的廣東,酷熱難耐。
當大多數人在空調房里盡情享受著電力帶來的清涼時,有一群人卻不得不冒著高溫在戶外奔波工作,他們就是南方電網廣東電網公司的電力巡檢人員。
炎炎烈日下,為了保障自身人身安全,電力巡檢人員需要穿上棉質的長袖長褲工作服,頭戴安全帽進行室外設備的巡視和檢查工作。“走一圈下來全身都是汗水,衣服都可以擠出水來”,南方電網廣東能源技術公司機器人事業部的楊英儀博士如此描述夏日室外巡檢工作的艱辛。
廣東電科院能源技術公司利用百度飛槳(PaddlePaddle)深度學習平臺為自主研發的變電站智能巡檢機器人提供視覺賦能,實現對變電設備的準確檢測與分析,讓原有單次6小時的人工現場巡視由機器人替代,極大地降低了運維成本,提高了巡視工作的智能化水平。
費時費力的人工巡檢
電能從生產到消費要經過發、輸、變、配、用五大環節,任何一個環節出問題,都會影響到電能的正常供應。其中,輸變電是電能通過電網傳輸的重要部分。電力巡檢的核心工作內容,就是對輸變電設備進行運維,以確保其正常工作,保障電力系統的安全運行和電能的穩定供應。一直以來,電力巡檢都是由人工完成的。哪里有變電站,哪里有輸電線路,電力巡檢人員就要到哪里去。無論是一望無際的平原,還是叢林密布的山區。
就變電站巡檢而言,對設備的巡視是其中的重要部分。這部分又分為常規巡視和特殊巡視。常規巡視根據設備運維策略表開展,對設備的巡視周期每月1次或每季度1次不等;而特殊巡視則根據特定需求而設定更為頻繁的周期,如在特殊時期的保供電巡視要求每天一次。如今已經成為高級工程師的楊英儀博士也在電力設備現場巡維的生產一線上待過,他回憶起當時所在班組的老班長開玩笑說過的話:“我們每天不是在巡檢就是在去巡檢的路上”。
電力設備巡檢工作是枯燥而繁瑣的,一次典型的變電站巡視工作涉及的巡視點多達1000多個,這通常需要兩位工作人員花費6-7個工時去完成,不止耗費人力,更耗費時間。隨著經濟的迅猛發展,電網的規模越來越大,輸變電設備的數量也越來越多。在現有的人員規模情況下,如何提供智能化的巡檢裝備,使人力投入更少、運維效率更高,是擺在所有電力人面前的一道亟待解決的難題。
實時智能的AI巡檢
多年來,廣東電網也一直在進行各種方法的嘗試。目前,機器人已經被引入電力巡檢領域,并可以取代人工完成大部分自動化巡視工作。但是,針對表計識別的傳統圖像識別方法由于受到復雜背景、光線條件等因素的影響,檢測與識讀的整體準確率仍然較低。
廣東電網通過與百度公司的合作,利用AI算法實現裝備賦能升級,幫助變電站智能巡檢機器人改善了設備圖像識別的準確率,提升了裝備的智能化水平,進一步解放了勞動力。
現在,利用智能巡檢機器人開展室外巡視,只需預先設定機器人的巡檢點,規劃好巡檢路線,機器人就會自動進行所有相關表計的檢測與讀取。工作人員無需花費6個小時在現場巡視,而只需要在遠方的主控室一鍵下達巡檢任務。
“所以現在我們變電站可以利用智能巡檢機器人替代人工開展現場巡視了”,楊英儀說道,智能巡檢機器人的好處在于,受環境、氣候及作業時長等因素的影響較小,可以降低人工巡檢的勞動強度,降低運維成本,提高巡檢作業和管理的自動化和智能化水平。從更長遠的意義上講,智能巡檢機器人的推廣應用與賦能提升,可有效推動變電站巡檢無人化的進一步發展。
百度飛槳的賦能
新技術的應用并不是一帆風順的,中間也走了不少彎路。
2016年,廣東電網圍繞智能巡檢機器人研發成立了重點攻關團隊,團隊中有做高壓絕緣的,做傳感檢測的,但是沒有一個人是機器人專業科班出身的。用他們的話說,他們對機器人技術“一抹黑”,完全不了解。經過2年多的實踐和摸索,光機器人本體和后臺,更迭了至少六個版本,跑了30000多行代碼。
以變電設備巡視中的指針類表計檢測和識讀為例,在最開始的時候,他們使用傳統的圖像處理技術,用人工設計特征方法進行特征提取。這樣的方法只能獲取圖像中目標對象的淺層特征,這使得識別過程極易受到光照等環境因素的影響,在各類干擾因素影響下,整體識別準確率并不高。
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