輸電線(xiàn)路巡檢圖像實(shí)現(xiàn)云端批量識(shí)別、智能精準(zhǔn)分析

隨著電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展，電力線(xiàn)路數(shù)量不斷增加，無(wú)人機(jī)等設(shè)備廣泛應(yīng)用于線(xiàn)路巡檢。傳統(tǒng)的輸電線(xiàn)路巡檢圖像分析主要依靠人工，效率低且成本高。國(guó)家電網(wǎng)公司組織研發(fā)的輸電線(xiàn)路巡檢圖像智能分析云服務(wù)系統(tǒng)有效解決了這一難題——識(shí)別100張圖片，一位熟練的圖像識(shí)別人員大約需要2小時(shí)，而使用該系統(tǒng)僅需2分鐘。

該系統(tǒng)是當(dāng)下電力人工智能領(lǐng)域的代表性科技成果。國(guó)家電網(wǎng)公司將暢通科技成果轉(zhuǎn)化渠道，大力推動(dòng)電力人工智能科技成果轉(zhuǎn)化及應(yīng)用。目前，負(fù)責(zé)該系統(tǒng)研發(fā)具體工作的全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司，已在電力人工智能成果轉(zhuǎn)化方面簽訂了31項(xiàng)成果轉(zhuǎn)化合同，成果受讓單位三年累計(jì)利用相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值近億元。

注重科技創(chuàng)新 開(kāi)展人工智能技術(shù)科研攻關(guān)

2017年7月，國(guó)務(wù)院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，構(gòu)建開(kāi)放協(xié)同的人工智能科技創(chuàng)新體系，帶動(dòng)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力整體躍升和跨越式發(fā)展。同年10月，國(guó)家電網(wǎng)公司發(fā)布“人工智能專(zhuān)項(xiàng)發(fā)展規(guī)劃”，不斷加強(qiáng)對(duì)電力人工智能技術(shù)的研究探索。

國(guó)家電網(wǎng)公司把握發(fā)展機(jī)遇，全面開(kāi)展電力人工智能技術(shù)科研攻關(guān)，于2018年建立了國(guó)家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)人工智能聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)、先進(jìn)計(jì)算與人工智能在電網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值，結(jié)合人工智能基礎(chǔ)支撐能力與電網(wǎng)業(yè)務(wù)場(chǎng)景應(yīng)用成效，促進(jìn)電網(wǎng)智能化發(fā)展。同時(shí)，建成了國(guó)家電網(wǎng)公司人工智能“兩庫(kù)一平臺(tái)”總部級(jí)訓(xùn)練平臺(tái)，在輸電線(xiàn)路缺陷識(shí)別技術(shù)方面取得了突破性進(jìn)展。國(guó)網(wǎng)福建電力在1000千伏特高壓榕城變電站開(kāi)展“地空一體化”多維智能巡檢。

2010年起，直升機(jī)、無(wú)人機(jī)和可視化監(jiān)拍裝置逐步規(guī)模化應(yīng)用，成為輸電線(xiàn)路巡檢人員的“千里眼”。這些巡檢裝置跨過(guò)江河、翻越群山，實(shí)時(shí)帶回輸電線(xiàn)路狀況，隨之產(chǎn)生海量圖片。2018年，僅國(guó)網(wǎng)山東省電力公司就配置了600架無(wú)人機(jī)開(kāi)展線(xiàn)路巡檢，年產(chǎn)生120萬(wàn)張圖片。

“以往對(duì)線(xiàn)路巡檢圖像查缺，班組員工要一張張地人工檢查，特別是在查看一些小金具時(shí)，需要不停放大縮小圖像來(lái)詳細(xì)檢查，并手動(dòng)標(biāo)注缺陷框，不但耗時(shí)，有時(shí)還會(huì)遺漏。查缺兩小時(shí)大概審核一百?gòu)堊笥遥罱K還要人工統(tǒng)計(jì)缺陷信息形成報(bào)表。”福建電力科學(xué)研究院無(wú)人機(jī)巡檢圖像智能識(shí)別工程師王仁書(shū)介紹了過(guò)去依靠人工分析輸電線(xiàn)路巡檢圖像的弊端。

2016年初，國(guó)家電網(wǎng)公司組織開(kāi)展了人工智能圖像識(shí)別技術(shù)在輸電線(xiàn)路巡檢圖像智能分析領(lǐng)域的技術(shù)攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的高效、精準(zhǔn)分析；同時(shí)，研發(fā)了面向輸變電的人工智能云服務(wù)平臺(tái)，并將輸電線(xiàn)路巡檢圖像智能分析以云服務(wù)的形式面向公司內(nèi)網(wǎng)用戶(hù)開(kāi)放，實(shí)現(xiàn)人工智能快速、高效服務(wù)一線(xiàn)班組。發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì) 提升輸電線(xiàn)路缺陷識(shí)別效率

2019年2月，輸電線(xiàn)路巡檢圖像智能分析云服務(wù)系統(tǒng)建成，并于當(dāng)年12月面向公司系統(tǒng)開(kāi)放。該系統(tǒng)將新一代人工智能技術(shù)和高性能異構(gòu)計(jì)算技術(shù)相結(jié)合，包含了輸電線(xiàn)路本體巡檢圖片和輸電線(xiàn)路通道可視化監(jiān)拍圖片智能分析兩大業(yè)務(wù)模型。

聯(lián)研院計(jì)算及應(yīng)用研究所所長(zhǎng)助理趙婷介紹說(shuō)，該系統(tǒng)基于深度學(xué)習(xí)技術(shù)，針對(duì)直升機(jī)、無(wú)人機(jī)、機(jī)器人等發(fā)回的巡檢圖像，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜環(huán)境中多種電力監(jiān)控目標(biāo)及其位移、狀態(tài)識(shí)別。系統(tǒng)共具有導(dǎo)地線(xiàn)、絕緣子、異物、線(xiàn)夾及均壓環(huán)、防振錘、細(xì)小金具、基礎(chǔ)、附屬設(shè)施、通道環(huán)境9大類(lèi)缺陷識(shí)別能力，可對(duì)94%的輸電線(xiàn)路常見(jiàn)缺陷進(jìn)行智能檢測(cè)。應(yīng)用該系統(tǒng)，直升機(jī)巡檢作業(yè)銷(xiāo)釘缺失檢出率達(dá)到89%。國(guó)網(wǎng)四川電力員工在輸電線(xiàn)路巡檢中應(yīng)用圖像智能分析云服務(wù)系統(tǒng)。

9月15日，天津電力檢修公司檢修班組員工梁艷紅將無(wú)人機(jī)拍攝的200余張輸電線(xiàn)路巡檢圖像上傳至輸電線(xiàn)路巡檢圖像智能分析云服務(wù)系統(tǒng)。系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別出了圖片中存在的缺陷隱患。人工校核后，識(shí)別結(jié)果得到了在場(chǎng)檢修班組同事的認(rèn)可，系統(tǒng)對(duì)鳥(niǎo)巢、絕緣子自爆等典型缺陷的識(shí)別精度基本達(dá)到了對(duì)人工的替代。

輸電線(xiàn)路巡檢圖像智能分析云服務(wù)系統(tǒng)具備強(qiáng)大的智能計(jì)算能力，支持多用戶(hù)、多權(quán)限、多任務(wù)、多模型、多圖像同時(shí)處理，支持萬(wàn)張圖像批量處理。用戶(hù)可通過(guò)圖像準(zhǔn)備、任務(wù)運(yùn)行、結(jié)果查看三步輕松完成復(fù)雜分析任務(wù)。系統(tǒng)還支持識(shí)別結(jié)果便捷人工校驗(yàn)，提供報(bào)表、報(bào)告、缺陷圖片下載功能。

“該系統(tǒng)可以快速自動(dòng)識(shí)別出圖像中可能存在的缺陷，百?gòu)垐D像只需2分鐘即可完成全部檢測(cè)。班組人員只要對(duì)結(jié)果進(jìn)行二次快速校核，最后一鍵下載即可生成報(bào)表信息。這大大提高了我們班組的工作效率。下一步計(jì)劃讓各班組成員一起使用。”王仁書(shū)說(shuō)。

2019年12月31日～2020年9月30日，已有25個(gè)省級(jí)電力公司訪問(wèn)使用了輸電線(xiàn)路巡檢圖像智能分析云服務(wù)系統(tǒng)，建立賬號(hào)600余個(gè)，通過(guò)該系統(tǒng)累計(jì)處理線(xiàn)路本體和通道山火相關(guān)圖像740余萬(wàn)張。加強(qiáng)外部合作 促進(jìn)科研成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用

當(dāng)前，國(guó)家大力實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新，促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化。國(guó)家電網(wǎng)公司高度重視科技創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化對(duì)企業(yè)發(fā)展的引領(lǐng)作用。公司2020年科技創(chuàng)新大會(huì)強(qiáng)調(diào)，要下決心暢通成果應(yīng)用通道，把科技成果及時(shí)有效轉(zhuǎn)化為市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)和產(chǎn)品，為壯大能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)集群提供強(qiáng)有力的創(chuàng)新供給。

10月13日，在電力人工智能科技成果推介會(huì)上，北京中飛艾維航空科技有限公司、北京天下宏圖空間信息技術(shù)有限公司與聯(lián)研院簽署了電力人工智能科技成果轉(zhuǎn)化協(xié)議。國(guó)網(wǎng)北京電力智能巡檢機(jī)器人在北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)配套變電站內(nèi)作業(yè)。

“一直以來(lái)，輸電線(xiàn)路巡檢圖像智能分析技術(shù)成熟度不高，輸電線(xiàn)路缺陷多樣性與樣本不足，導(dǎo)致早期行業(yè)應(yīng)用效果一般。聯(lián)研院深入研究攻克了難題。”北京天下宏圖空間信息技術(shù)有限公司總經(jīng)理張峰在簽約儀式上說(shuō)。針對(duì)輸電線(xiàn)路巡檢圖像智能分析云服務(wù)系統(tǒng)，張峰贊賞有加：“我們先后在江西、湖北、河南等多個(gè)省級(jí)電力公司推廣了這套分析系統(tǒng)。它涵蓋的缺陷類(lèi)型全面，即便是細(xì)小金屬、線(xiàn)路異物等高難度缺陷，識(shí)別率也很高，應(yīng)用效果卓越，獲得了許多客戶(hù)的贊許。”

類(lèi)似的成果推介會(huì)已經(jīng)組織了多場(chǎng)。推介會(huì)以綜合與專(zhuān)題相結(jié)合、線(xiàn)上與線(xiàn)下相結(jié)合的形式開(kāi)展成果對(duì)接發(fā)布活動(dòng)，把科技成果推向市場(chǎng)，拓寬成果轉(zhuǎn)化渠道和范圍。2016年以來(lái)，聯(lián)研院共簽署105項(xiàng)成果轉(zhuǎn)化合同，完成了±800千伏特高壓換流閥、200千伏/500千伏直流斷路器和絕緣柵雙極型晶體管技術(shù)等多項(xiàng)重大科技成果轉(zhuǎn)化，并實(shí)現(xiàn)了首例海外科技成果的國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)化。

通過(guò)探索成果轉(zhuǎn)化新途徑，努力打通技術(shù)研發(fā)到成果轉(zhuǎn)化再到產(chǎn)業(yè)化的創(chuàng)新鏈條，形成了“成果轉(zhuǎn)化+激勵(lì)機(jī)制”提升科技創(chuàng)新良性發(fā)展的模式。

國(guó)家電網(wǎng)公司組織所屬單位在人工智能領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力，除輸電線(xiàn)路巡檢圖像智能分析云服務(wù)系統(tǒng)之外，還研發(fā)了視頻質(zhì)量智能檢測(cè)系統(tǒng)、運(yùn)檢數(shù)據(jù)預(yù)處理工具、變壓器風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警分析系統(tǒng)、配網(wǎng)臺(tái)區(qū)評(píng)價(jià)及規(guī)劃分析系統(tǒng)等多種人工智能產(chǎn)品。

“一系列人工智能新產(chǎn)品，極大提高了我們單位在業(yè)內(nèi)及其他服務(wù)行業(yè)的生產(chǎn)效率。我們充分利用各類(lèi)產(chǎn)品所帶來(lái)的生產(chǎn)便利和效率，保障了安全生產(chǎn)。”北京恒華偉業(yè)科技股份有限公司市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)部行業(yè)總監(jiān)李鵬恩說(shuō)。今后，國(guó)家電網(wǎng)公司將繼續(xù)加強(qiáng)與業(yè)內(nèi)各單位在人工智能領(lǐng)域的交流與合作，力爭(zhēng)在更大范圍和方式上實(shí)現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化新突破，與合作方實(shí)現(xiàn)互利共贏。

原文標(biāo)題：國(guó)家電網(wǎng)公司電力人工智能科技成果落地應(yīng)用

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