時(shí)間：2023-06-06 來(lái)源：轉(zhuǎn)載
無(wú)人機(jī)巡線越來(lái)越先進(jìn)
也帶來(lái)了一個(gè)挑戰(zhàn)
過(guò)去，巡線主要靠人，一條線路上百基塔，只能翻山越嶺一基一基走近查看，野外的巡檢路幾乎都要靠腳走。
隨著電網(wǎng)建設(shè)加速，電力線路數(shù)量、長(zhǎng)度不斷增加，單靠人工巡檢已無(wú)法滿足現(xiàn)代化電網(wǎng)的運(yùn)維需求。
2019年，國(guó)家電網(wǎng)公司編制《無(wú)人機(jī)智能巡檢作業(yè)體系建設(shè)三年工作計(jì)劃（2019—2021）》，各省級(jí)電力公司成立機(jī)巡管控中心、維保中心，探索建設(shè)無(wú)人機(jī)管控平臺(tái)。至此，無(wú)人機(jī)自主巡檢應(yīng)用成果遍地開花。
近一兩年，無(wú)人機(jī)巡線進(jìn)入智巡階段，即機(jī)巡3.0階段。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)或移動(dòng)部署無(wú)人機(jī)機(jī)場(chǎng)/機(jī)巢，遠(yuǎn)程控制無(wú)人機(jī)巡檢，獲取海量圖像。
圖片安徽送變電工程公司使用無(wú)人機(jī)對(duì)重要輸電通道進(jìn)行立體巡檢。吳錦濤攝
——在山東濟(jì)南，82套“信鴿”無(wú)人機(jī)機(jī)場(chǎng)及管控系統(tǒng)已布點(diǎn)在重要線路、變電站、城區(qū)配電室。
——在福建平潭，全國(guó)首個(gè)海島無(wú)人機(jī)網(wǎng)格化自主巡檢示范區(qū)建成，可實(shí)現(xiàn)島內(nèi)主網(wǎng)設(shè)備智能巡檢100%覆蓋。
——在江蘇泰州，全市5900千米的電力線路上空，每天都有無(wú)人機(jī)定時(shí)巡檢。
青藏聯(lián)網(wǎng)工程工作人員使用無(wú)人機(jī)巡線。閆昱翰 攝
一基桿塔要拍多張圖片，拍完以后再拷貝出來(lái)，給有經(jīng)驗(yàn)的師傅查看缺陷。由于水平和判斷標(biāo)準(zhǔn)不同，巡視結(jié)果誤差較大。
“管理數(shù)據(jù)全靠重命名，查看圖片全靠眼力好?！被叵肫鸲嗄昵皠偸褂脽o(wú)人機(jī)巡檢的情景，青海電力超高壓公司機(jī)巡管控組員工羅龍感慨道。
海量的機(jī)巡圖片給人工識(shí)別帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān)。截至2022年，國(guó)家電網(wǎng)已在27個(gè)省級(jí)電力公司配置無(wú)人機(jī)2.5萬(wàn)架，巡檢桿塔418萬(wàn)基，產(chǎn)生巡檢圖像5000萬(wàn)張。
如何快速分析、識(shí)別圖片中的缺陷和隱患？
AI上場(chǎng),成為圖像識(shí)別的“超級(jí)腦”
無(wú)人機(jī)這雙“千里眼”雖好，還需要一個(gè)與之匹配的智慧大腦。借人工智能的東風(fēng)，“無(wú)人機(jī)+AI”組合應(yīng)運(yùn)而生。
基于一線人員的核心訴求，國(guó)家電網(wǎng)公司積極探索AI在巡檢圖像缺陷識(shí)別方面的應(yīng)用。
“為了提升無(wú)人機(jī)巡檢圖像人工智能識(shí)別實(shí)用化水平，我們統(tǒng)籌搭建了智能巡檢技術(shù)應(yīng)用體系，建立了‘培育+遴選+應(yīng)用提升’機(jī)制，希望打造‘統(tǒng)一開放、有序競(jìng)爭(zhēng)、運(yùn)作高效’的電網(wǎng)智能化生態(tài)?！眹?guó)網(wǎng)設(shè)備部專責(zé)周立瑋說(shuō)。
作為支撐單位，中國(guó)電科院牽頭成立智能識(shí)別技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，研發(fā)無(wú)人機(jī)巡檢圖像缺陷識(shí)別微應(yīng)用。
“2018年，研發(fā)初版系統(tǒng)的時(shí)候，因輸電線路缺陷特征多樣性和數(shù)據(jù)樣本不足，AI算法對(duì)線路缺陷的發(fā)現(xiàn)率并不高，而且很容易誤報(bào)，缺陷識(shí)別結(jié)果必須結(jié)合人工校核判定?！敝袊?guó)電科院智能巡檢工程師付晶說(shuō)。
從圖片中快速準(zhǔn)確識(shí)別銷釘缺失、螺母松脫等細(xì)小的危急缺陷，提高發(fā)現(xiàn)率、降低誤檢比，成了付晶面臨的難題。
相比于人臉識(shí)別等通用AI場(chǎng)景，電力智能巡檢存在關(guān)鍵金具缺陷尺寸小、巡檢缺陷樣本數(shù)量少、缺陷等級(jí)判定邏輯多、戶外復(fù)雜背景干擾多的“兩小兩多”難題。
基于“專業(yè)知識(shí)+AI算法”新范式，中國(guó)電科院上線無(wú)人機(jī)巡檢圖像缺陷識(shí)別微應(yīng)用模塊，解決AI算法識(shí)別率和精準(zhǔn)度的問題。
應(yīng)用AI算法發(fā)現(xiàn)的銷釘缺失危急缺陷。中國(guó)電科院供圖
“現(xiàn)在國(guó)家電網(wǎng)公司已實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)全線上流轉(zhuǎn)，無(wú)人機(jī)巡檢完成后系統(tǒng)自動(dòng)將圖片關(guān)聯(lián)到桿塔設(shè)備拍攝部位，用AI算法可以快速自動(dòng)識(shí)別出圖像中可能存在的缺陷，100張圖像只需不到2分鐘即可完成全部檢測(cè)?！备毒дf(shuō)。
注：2022年，國(guó)家電網(wǎng)公司應(yīng)用巡檢微應(yīng)用集成最新AI算法，增加缺陷隱患類型至42類，降低識(shí)別誤檢比至2以下。相比2018年，AI算法對(duì)重點(diǎn)缺陷的總體發(fā)現(xiàn)率提升了近3倍，誤檢比降低80%。
“千里眼+超級(jí)腦”會(huì)完全替代人工嗎？
現(xiàn)在，“千里眼+超級(jí)腦”的組合已經(jīng)顯示出了巨大的威力。
國(guó)家電網(wǎng)27家省級(jí)電力公司實(shí)現(xiàn)了無(wú)人機(jī)巡檢數(shù)據(jù)全線上流轉(zhuǎn)，作業(yè)班組只要從新一代資產(chǎn)管理系統(tǒng)PMS3.0拉取工單，再推送自主巡檢航線到現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人機(jī)，就能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控、一鍵起飛。
在北斗高精度導(dǎo)航的支持下，無(wú)人機(jī)依據(jù)規(guī)劃航線，5～10分鐘就能完成一基高塔上地線、絕緣子掛點(diǎn)、懸垂線夾等數(shù)十個(gè)地面難以巡視部位的自主巡檢，圖像通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)回傳數(shù)據(jù)中心，調(diào)用AI算法準(zhǔn)確識(shí)別銷釘缺失等微小缺陷，再通知現(xiàn)場(chǎng)班組及時(shí)消除缺陷隱患。
那么，隨著越來(lái)越多現(xiàn)場(chǎng)巡檢的工作交給無(wú)人機(jī)，海量照片處理工作交給算法不斷優(yōu)化的AI，電力巡檢人員的工作會(huì)不會(huì)被全部替代呢？
“受到現(xiàn)有深度學(xué)習(xí)模型理論檢測(cè)性能和GPU硬件性能限制，目前的AI算法還不能完全實(shí)現(xiàn)人工替代。不過(guò)，隨著巡檢大數(shù)據(jù)的不斷積累，大模型和芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，預(yù)計(jì)5年后AI算法的識(shí)別率可以超過(guò)95%。”付晶說(shuō)。
“我們機(jī)巡中心有25個(gè)小伙，包括1名博士、5名碩士。他們天天研究無(wú)人機(jī)在電力行業(yè)怎么飛、怎么用。專業(yè)上，他們除了有學(xué)電力專業(yè)的，還有做人工智能和敲代碼的?！痹趪?guó)網(wǎng)福建電科院輸變電中心（機(jī)巡中心）副主任陳伯建看來(lái)，無(wú)人機(jī)替代人工，是一個(gè)比較長(zhǎng)期的過(guò)程。
“無(wú)人機(jī)+AI”雖然還不能完全“替人”，但“減人”是毋庸置疑的。那么以后，少數(shù)運(yùn)維人員需要什么樣的素質(zhì)？
“不管技術(shù)如何創(chuàng)新，人的力量不可或缺。原來(lái)我們只要掌握電力知識(shí)和輸電線路作業(yè)技能就可以了。如今，我們需要把無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用到作業(yè)中，個(gè)人技能要與智能化知識(shí)相結(jié)合。這對(duì)個(gè)人素質(zhì)的要求提升了?！比珖?guó)勞動(dòng)模范、福建福州供電公司運(yùn)檢部輸電帶電作業(yè)一班班長(zhǎng)馮振波說(shuō)。
如今，像他這樣的老電工正逐漸轉(zhuǎn)型為實(shí)操技能與數(shù)字化管理知識(shí)兼具的復(fù)合型人才。他們?cè)诒O(jiān)控管理平臺(tái)實(shí)時(shí)掌控?zé)o人機(jī)工作信息，科學(xué)應(yīng)用AI。“坐在電腦前的藍(lán)領(lǐng)”正在成為電力巡檢工人的一種新身份。
