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山东电科院:智能"千里眼"让巡线告别"跑断腿"

时间:[2019-08-13 ] 信息来源:中电新闻网
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   日前,在国家电网有限公司2019年年中工作会议上,入选泛在电力物联网建设最佳实践案例的诸多项目中,有一个智能化“千里眼”特别引人注目,那就是国网山东电科院研发的“输电线路可视化远程巡检系统”。

 
  加强顶层设计 实现统筹管理
 
  随着电网设备规模的成倍增加,输电线路运维面临的压力和挑战也越来越大。吊车碰线、异物短路成为国网山东省电力公司历年来线路跳闸的主要原因。由于线路走廊“点多、线长、面广”,以“人防”为主的单一人工巡线模式,难以及时发现并消除通道隐患;传统视频监控装置、传统视频监控方式安装难、价格贵、寿命短,需要人工24小时盯防,又难以规模化推广应用。
 
  如何有效地进行线路防护,使通道隐患能够做到看得见、盯得牢、防得住呢?面对这个难题,2016年1月,国网山东省电力公司设备部提出了“用信息化、智能化的手段,打造输电线路可视化”的工作思路。同时,国网山东电科院成立了可视化建设项目组,该院始终坚持“统筹管理、创新技术、服务一线”。可视化建设之初,该院技术支撑国网山东省电力公司编制了《可视化输电线路建设指导意见》,明确了线路可视化监拍装置技术指标,规定了监拍装置安装原则,统一了装置与系统的通讯协议,制定了可视化线路建设3年规划。
 
  在项目实施中,该院严把设备质量关,对设备进行统一入网检测;统一与电信、联通和移动公司谈判,争取最优惠资费;制定实时接入率、装置有效率和装置完好率三大指标,严格考核装置运行情况,纳入班组对标体系,全省装置实时接入率在95%以上。该院组织制定了《国网山东省电力公司架空输电线路可视化管理应用手册》,打造了技术、监控及隐患处置的“明白纸”,规范了架空输电线路可视化建设及应用。
 
   人工智能研发 提升效率质量
 
  目前,可视化监拍装置已发展到具有夜视、远程语音、声光告警、就地识别的第三代,具备边缘计算能力。山东电网共安装可视化监拍装置4.5万套,其中第三代安装1.2万套,实现了“三线两点”———特高压/跨区线路、保电线路、山区线路,外破隐患点、三跨点,五个全可视。4.5万套装置年产生图片1亿8千万张,人工逐一查看,不眠不休需要92人年。如何在海量照片中快速精准识别出隐患和缺陷,成为新研究课题。
 
  为解决这一问题,该院响应国家和国网山东省电力公司新一代人工智能发展规划,攻克了基于深度学习的通道隐患图像智能识别难题。样本容量是基础,通过广泛收集缺陷图片,精细标注,该院历时18个月,建成了15万张典型通道隐患和本体缺陷样本库,标注数量达到50万处。算法模型是核心,通过对5种深度学习框架和6种目标检测算法,长达6个月的反复测试和验证,该院构建了初步识别算法模型,在山东17个地市和国网山东省检修公司部署应用。“我们的算法模型进行了8轮升级迭代,现在把大型施工机械等重点隐患识别准确率从40%提升到95%,烟火和导地线异物识别准确率从30%提升到90%。”该院项目负责人李程启介绍,“全省需人工确认图像数量由原来的日均50万张缩减到仅5万张,人工判图工作量减少了90%。”
 
  为进一步促进智能图像识别技术在输电专业中的落地应用,提升可视化监拍装置的智能化水平,国家电网公司设备部委托国网山东省电力公司开展“通道可视化图像识别技术验证”,该院具体承担此项工作。全国共33家高校、科研单位及厂商参加了为期两周的技术验证工作。该院组织精干技术力量,从设备配置、识别模型、验证效果等方面对技术验证结果进行了分析和总结,形成了非常好的经验和做法,进一步提升了图像识别的智能化水平。
 
  微信预警推送 方便一线应用
 
  如今,手机是大家使用最方便的工具,如果能让一线员工使用手机及时掌握输电线路的状况,这必将大大提高输电线路可视化建设的应用效率。
 
  为此,国网山东电科院技术人员开发了微信预警推送功能。前端监拍装置采集的通道图像,经由APN无线专网接入部署于该院的输电线路可视化远程巡检系统,并将隐患信息发送至线路运维人员手机微信或App,实现了数据图像“外网安全接入,内网监控应用,微信预警推送”。
 
  该院技术人员还对整套系统从监拍装置、网络边界、通讯网络、主站系统和业务应用五个方面进行了安全防护设计,实现纵深防御,顺利通过了信息系统安全接入评审。“运行至今,未发生过一起信息安全事件。”该院技术人员郑文杰骄傲地说,“在2018年公安部组织的国家网络安全专项攻防演习中,该系统作为一直运行的信息化系统,经受住了由126名国内顶级网络专家组成的‘国家队’的攻击。”
 
  再不会“巡不到” 实现质的飞跃
 
  目前,国网山东省电力公司18家单位均建成可视化监控室,实现了通道隐患的全面监视,预警信息全天候24小时实时推送,使线路巡视完成了由“跑断腿、巡不到、防不住”到“坐着看、日十巡、盯的牢”的质的飞跃。同时,预警图像已经接入到国网总部运检管控平台。
 
  人工图像智能识别技术应用以来,累计发现并消除施工外破隐患和本体缺陷1000余处,外破跳闸次数分别同比降低了44%。运维模式实现了从人防到技防的转变,极大提升了线路防护水平,在上合青岛峰会保电、迎峰度夏期间提供了重要保障。该成果的应用,不仅改变了原来线路工作人员风餐露宿、科技含量不高的形象,还提升了线路安全运行水平,减轻了基层一线工作负担,让基层员工更能感受到企业的温度。
 
  “输电线路可视化防护关键技术及应用”获2018年度山东电力科技进步奖一等奖。该院牵头编制了国网企业标准《输电线路通道智能监拍装置技术规范》,并完成报批。
 
  从“人巡”到“机巡”,从“地面巡视”到“空、天、地”多维立体巡检,从“人眼判图”到“机器识图”,泛在电力物联网开启了智能巡检新时代。下一步,国网山东电科院将持续开展人工智能图像识别技术在输电巡视中的应用研究,推进输电线路可视化建设,推动输电线路通道防护迈上新的台阶。