臺(tái)風(fēng)“天鴿”過后，500千伏鼓峰乙線搶修現(xiàn)場，工作人員正放飛無人機(jī)勘察線路周邊地形?！∧暇W(wǎng)報(bào)記者 李志杰 攝
8月9日，廣東電網(wǎng)公司佛山供電局輸電管理所無人機(jī)團(tuán)隊(duì)——“佛電空軍”對220千伏德旭甲乙線的線行通道和桿塔設(shè)備等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和厘米級建模。 趙艷 攝
在廣東電網(wǎng)公司無人機(jī)技能大賽上，參賽選手操作無人機(jī)進(jìn)行繞桿飛行?！∧暇W(wǎng)報(bào)記者 李志杰 攝
今年有一段時(shí)間，劉高突然感覺自己成了“名人”。走在大院里，時(shí)不時(shí)都會(huì)有人來跟他打招呼。
作為廣東電網(wǎng)機(jī)巡作業(yè)中心的一名“飛手”，今年“五一”期間，他登上了中央電視臺(tái)的演播廳，在上億的觀眾面前展示了他精確操控?zé)o人機(jī)的絕活，一時(shí)間成了南方電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的“科技網(wǎng)紅”。
“你可能會(huì)出名，但過一段時(shí)間人們就會(huì)把你忘了?！彼麑磳⒌巧涎胍暉善恋慕T供電局“飛手”陳益平說。
在陸續(xù)突破無人機(jī)夜間巡視、雷達(dá)定位、激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)拼接、激光自動(dòng)建模等技術(shù)難題后，廣東電網(wǎng)機(jī)巡作業(yè)中心“集團(tuán)軍”式的無人機(jī)作戰(zhàn)能力，正受到行業(yè)內(nèi)外越來越多的關(guān)注。至今，已有全國20多家省級單位前來交流學(xué)習(xí)。令人意外的是，來自供水、供氣等行業(yè)的不少企業(yè)也拋來了橄欖枝。
“我們希望要做行業(yè)發(fā)展的領(lǐng)跑者，核心技術(shù)的輸出者。”劉高說，這些年來，無人機(jī)電力巡檢技術(shù)正在被一項(xiàng)項(xiàng)突破，未來，AI技術(shù)的研發(fā)和自動(dòng)駕駛技術(shù)的推廣，將開拓?zé)o人機(jī)應(yīng)用的另一片藍(lán)海市場。
快速勘災(zāi)：從單兵種到“集團(tuán)軍”
今年8月中旬，受熱帶低壓影響，粵西地區(qū)普降大到暴雨。8月14日上午11時(shí)25分，劉高帶領(lǐng)的作業(yè)團(tuán)隊(duì)操控?zé)o人機(jī)傳回三維圖片顯示：茂名信宜S280省道間，輸電線路下面多處出現(xiàn)山體滑坡，多個(gè)村莊被泥石流阻斷。
8月12—13日，廣東電網(wǎng)機(jī)巡作業(yè)中心出動(dòng)直升機(jī)1架、固定翼無人機(jī)8架、多旋翼無人機(jī)9架，前往茂名信宜新寶鎮(zhèn)、思賀鎮(zhèn)開展機(jī)巡勘災(zāi)。短短兩天時(shí)間，即完成110公里主網(wǎng)線路、配網(wǎng)213基電桿的災(zāi)情勘察。
如今，機(jī)巡作業(yè)已在災(zāi)情勘察中得到大規(guī)模應(yīng)用。去年的“天鴿”過后，廣東電網(wǎng)機(jī)巡作業(yè)中心出動(dòng)7架次直升機(jī)、136架次無人機(jī)，20小時(shí)內(nèi)完成1200公里線路的災(zāi)情勘察，為后續(xù)搶修提供了精準(zhǔn)的災(zāi)情數(shù)據(jù)分布圖，為全面恢復(fù)對澳供電搶到了時(shí)間。
而3年前，在無人機(jī)技術(shù)還尚不成熟時(shí)，卻是另一番場景。
當(dāng)時(shí)，廣東電網(wǎng)公司只有佛山、肇慶、清遠(yuǎn)幾個(gè)供電局有小范圍地開展無人機(jī)作業(yè)，機(jī)巡作業(yè)只是散落在各個(gè)供電局的小項(xiàng)目。而在有人直升機(jī)的租賃方面，由于作業(yè)任務(wù)相對零散，價(jià)格偏高，應(yīng)用范圍和次數(shù)都較少。在技術(shù)起步階段，南方電網(wǎng)公司提出的“機(jī)巡為主，人巡為輔”更多地還停留在概念上。
機(jī)會(huì)來了。
2015年，強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“彩虹”襲擊湛江，這也是1949年以來10月登陸我國內(nèi)陸的最強(qiáng)臺(tái)風(fēng)?！安屎纭边^境之處，風(fēng)雨肆虐，樹木傾折，屋宇損毀，而電網(wǎng)也遭受重創(chuàng)。當(dāng)時(shí)，正在江西休假的彭熾剛立即請纓：“我們調(diào)派幾架飛機(jī)過去巡線?！钡珡V東電網(wǎng)公司內(nèi)部不無疑慮：基層單位忙于搶修，機(jī)巡團(tuán)隊(duì)過來會(huì)不會(huì)給當(dāng)?shù)靥砺闊?？所謂的添麻煩是指機(jī)巡人員對當(dāng)?shù)氐匦?、線路不熟悉，需要當(dāng)?shù)厝藛T帶路。
彭熾剛說，“我們可以自己干”，他帶領(lǐng)機(jī)巡中心最精干的幾個(gè)人，直奔湛江。
2015年10月6日，兩架有人直升機(jī)盤旋在湛江上空，對該地區(qū)的500千伏港島甲乙線和110千伏赤新線實(shí)行災(zāi)后勘察。這也是南方電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)首度出動(dòng)直升機(jī)勘察臺(tái)風(fēng)災(zāi)情。憑借原始的數(shù)據(jù)積累，直升機(jī)通過半天時(shí)間勘察，在暴雨中帶回了雷州半島幾條關(guān)鍵線路受損的詳細(xì)資料，為下一步搶修復(fù)電計(jì)劃的制定提供了科學(xué)依據(jù)。
這一次，也讓廣東電網(wǎng)公司首次感受到了機(jī)巡作業(yè)的巨大作用。
正是這一年，廣東電網(wǎng)公司成立了當(dāng)時(shí)國內(nèi)唯一正處級單位的廣東電網(wǎng)機(jī)巡作業(yè)中心。廣東電網(wǎng)機(jī)巡作業(yè)中心主任彭熾剛解釋說：“這就相當(dāng)于有預(yù)算、有人，可以調(diào)動(dòng)各種資源，具備了把機(jī)巡作業(yè)這塊蛋糕做大的能力?！?/p>
此后，廣東電網(wǎng)機(jī)巡作業(yè)中心制定了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、空域、人員培訓(xùn)和設(shè)備管理，初步形成機(jī)巡管理體系，推動(dòng)了機(jī)巡由地市局分散管理向集約化方向轉(zhuǎn)變。同時(shí)，在國內(nèi)首創(chuàng)機(jī)巡應(yīng)急勘災(zāi)體系，破解了快速勘災(zāi)難題。
去年12月20日晚，珠海市鳳凰山發(fā)生山火，過火面積約20公頃，情況十分危急。由于能見度低，火線較長，山勢險(xiǎn)要，如果出動(dòng)人工勘察災(zāi)情，不僅時(shí)間耗費(fèi)長，而且存在不小的安全風(fēng)險(xiǎn)。
當(dāng)時(shí)，剛剛參加完2017中國(珠海)國際無人系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)大會(huì)暨博覽會(huì)的多家無人機(jī)公司，出動(dòng)無人機(jī)開展山火災(zāi)情勘察。一時(shí)間，幾十架無人機(jī)盤旋在鳳凰山上空。
這也是檢閱飛機(jī)性能的一次實(shí)戰(zhàn)比拼。然而，多架無人機(jī)或因續(xù)航能力不足，或因提供的視頻圖像模糊而宣告飛行失敗。
最終，珠海市政府成立的應(yīng)急總指揮部采用了廣東電網(wǎng)機(jī)巡作業(yè)中心調(diào)用的4臺(tái)無人機(jī)采集的畫面和視頻。
“黑夜給了我黑色的眼睛，我卻用它來尋找光明?！睕]有顧城般的詩意，劉高和他的團(tuán)隊(duì)卻在多次實(shí)踐后，自主研發(fā)的無人機(jī)紅外夜視功能，在這場災(zāi)情勘測中大放異彩，一舉奠定了國內(nèi)無人機(jī)夜視巡查的領(lǐng)先地位。
提質(zhì)增效：從日常巡視到預(yù)判未來
機(jī)巡作業(yè)最樸素的目的，就是降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。
按照南方電網(wǎng)輸電線路運(yùn)維規(guī)定，對于主網(wǎng)設(shè)備，線路工每年必須登塔一次。而年輕人并不擅長爬山登塔這些活兒。深圳供電局輸電管理所機(jī)巡作業(yè)班班長周海峰說，“以前都是四五十歲的老員工爬塔，年輕人在塔下看。”
然而，機(jī)巡作業(yè)的出現(xiàn)，使這一局面得以顛覆式的轉(zhuǎn)變。
“直升機(jī)飛行8小時(shí)，可以完成人工1個(gè)月的巡視量?！边@一統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)令基層一線的年輕員工為之一振，他們發(fā)現(xiàn)，自己在爬山登塔方面的劣勢可以靠高科技來彌補(bǔ)。2009年，機(jī)巡作業(yè)開始在廣東電網(wǎng)生根發(fā)芽。當(dāng)時(shí)，大疆公司的一架無人機(jī)價(jià)格大多在幾千元人民幣，廣東電網(wǎng)公司基層很多班組開始自發(fā)性地使用，利用小成本解決了困擾他們許久的實(shí)際問題。
“不用爬塔，甚至不用爬山，比人爬上去看得還清楚?！倍?，機(jī)巡采集的內(nèi)容更加豐富，有照片，有視頻?；鶎尤藛T嘗到了甜頭。
廣東電網(wǎng)機(jī)巡作業(yè)中心數(shù)據(jù)分析部副部長許志海認(rèn)為，機(jī)巡不是純粹替代的技術(shù)，但內(nèi)容更加豐富。機(jī)巡最重要的作用體現(xiàn)在，它可以把不適合人巡的偏遠(yuǎn)地區(qū)、高山峻嶺給巡視了，把最困難的線路巡視了，這樣就可以把輸電人員解放出來，干更高級的事情。
機(jī)巡的大規(guī)模應(yīng)用后，不僅改變了日常巡視、特巡特維的密度和周期，還在預(yù)測潛在風(fēng)險(xiǎn)、解決潛在問題中發(fā)揮越來越重要的作用。“通過智能作業(yè)與計(jì)算分析，我們不僅可以發(fā)現(xiàn)缺陷，還可以預(yù)測缺陷的發(fā)展趨勢?！痹谝环€行三維數(shù)據(jù)圖中，線路下面的綠色植物清晰可見。許志海介紹，根據(jù)智能識別樹種和主干直徑計(jì)算分析，一年后此處植物的生長高度會(huì)給線路安全運(yùn)行帶來影響，屆時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提示運(yùn)維人員去現(xiàn)場查看處理。
數(shù)據(jù)出效益。以往，調(diào)度部門往往會(huì)出于安全考慮，不敢把輸電通道的負(fù)荷用得過高。而今，通過大數(shù)據(jù)分析潛在風(fēng)險(xiǎn)，提前消除安全隱患后，節(jié)奏已經(jīng)發(fā)生了變化。2017年迎峰度夏期間，在云浮220千伏云天、興天線等7回線路斷面穩(wěn)定管控中，廣東電網(wǎng)機(jī)巡作業(yè)中心應(yīng)用數(shù)字通道技術(shù)，預(yù)測線溫80℃工況下新增隱患點(diǎn)249處，提前消除了潛在風(fēng)險(xiǎn)，供電能力由560萬千瓦提高到670萬千瓦，每月增供電量達(dá)7920萬度。
數(shù)據(jù)顯示，今年上半年，通過對廣東電網(wǎng)4400多回主網(wǎng)線路各種特殊工況進(jìn)行排查，梳理出538回線路載流量有提升需求。經(jīng)精巡和多工況分析，廣東電網(wǎng)公司組織開始特維特巡，采取一線一策短期提升措施，共發(fā)現(xiàn)并消除載流量提升后安全距離不足的潛在風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)391處，平均提升供電能力15%，增供電量16億千瓦時(shí)。
2017年，通過機(jī)巡的大規(guī)模推廣應(yīng)用，累計(jì)發(fā)現(xiàn)輸電線路缺陷108623處，是人工巡視發(fā)現(xiàn)缺陷的11倍。與此對應(yīng)的是，廣東電網(wǎng)輸電線路當(dāng)年外力破壞跳閘率同比下降19.9%。
短短3年時(shí)間，廣東電網(wǎng)無人機(jī)年巡視規(guī)模從2015年的2千公里提高到8萬公里，實(shí)現(xiàn)“白天+夜間”全時(shí)段巡視，電力線路巡視由傳統(tǒng)人巡的4千米/人日，提升至14.5千米/人日，效率提升了2.6倍。
引領(lǐng)發(fā)展：從瓶頸突破到技術(shù)輸出
“歷史性時(shí)刻！”7月31日，廣東電網(wǎng)“佛電空軍”攻克無人機(jī)航線智能規(guī)劃、激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)拼接、激光自動(dòng)建模等技術(shù)難題，在國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)站對站的無人機(jī)高精度自主繞塔巡檢，飛行總長度為5公里，共巡視19座基塔。這也意味著，空中無人駕駛的大規(guī)模應(yīng)用將越來越接近現(xiàn)實(shí)。
一群懷揣新時(shí)代勞動(dòng)者夢想的70后和90后，全力以赴。此刻，劉高難掩興奮，在微信朋友圈留下了“吹過的牛，咱們一定會(huì)兌現(xiàn)”的萬丈豪情。
“就像狙擊槍一樣，手動(dòng)飛行都有一個(gè)瞄準(zhǔn)的過程，效率比較低，現(xiàn)在規(guī)劃好線路，就像導(dǎo)彈一樣，直接打過去，效率上會(huì)提升一倍以上。”劉高介紹說，在巡視質(zhì)量上，自動(dòng)駕駛由于拍攝標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，所以每次拍攝到的設(shè)備位置、角度都能一樣，便于發(fā)現(xiàn)缺陷。
從純手動(dòng)人工到計(jì)算機(jī)輔助，再到瞄準(zhǔn)全自動(dòng)，短短三年時(shí)間，廣東電網(wǎng)機(jī)巡作業(yè)中心在無人機(jī)巡視技術(shù)上已突破多項(xiàng)瓶頸：
——引進(jìn)測繪行業(yè)的傾斜攝影技術(shù)，實(shí)現(xiàn)把平面二維照片還原成三維立體電網(wǎng)模型
——研發(fā)固定翼激光雷達(dá)，集北斗定位和航空測繪優(yōu)勢于一體，具備流水線批量化生產(chǎn)能力
——建成數(shù)字化運(yùn)行通道3.5萬公里，實(shí)現(xiàn)輸電通道全參數(shù)可測量、缺陷隱患可分析、運(yùn)行狀態(tài)可預(yù)判
規(guī)模化的機(jī)巡作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的海量積累，為智能化運(yùn)維質(zhì)的飛躍，奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。“現(xiàn)在，通過無人機(jī)智能作業(yè)，每天都會(huì)產(chǎn)生2T的數(shù)據(jù)，由100多臺(tái)服務(wù)器構(gòu)建成的私有云處理分析，多維度評估預(yù)測設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)。”彭熾剛介紹，當(dāng)前廣東電網(wǎng)機(jī)巡作業(yè)中心已儲(chǔ)存了17萬多張照片，可以隨時(shí)“喂養(yǎng)”智能工具。
從人巡到機(jī)巡，從有人機(jī)為主向無人機(jī)為主，從人工遙控邁向自動(dòng)駕駛，廣東電網(wǎng)機(jī)巡作業(yè)中心推動(dòng)了機(jī)巡作業(yè)技術(shù)的迭代式發(fā)展，使得機(jī)巡作業(yè)更加安全，門檻不斷降低，規(guī)模不斷擴(kuò)大。目前，廣東電網(wǎng)機(jī)巡作業(yè)中心成功研發(fā)了無人機(jī)自動(dòng)駕駛技術(shù)配套軟、硬件設(shè)備，全體系實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)充電及航線自動(dòng)規(guī)劃、自動(dòng)巡視、自動(dòng)分析缺陷，具備了機(jī)巡整套核心技術(shù)輸出的能力。
種種跡象表明，機(jī)巡作業(yè)的春天已經(jīng)到來。未來，在越艱險(xiǎn)越困難的地方，越能看到無人機(jī)自由翱翔的身影。
南網(wǎng)報(bào)記者 黃勇華 通訊員 楊雅潔 劉云根
一個(gè)簡單的厲害人兒
——記“佛電空軍”技術(shù)擔(dān)當(dāng)曾懿輝
“佛電空軍”成立初期，曾懿輝組裝無人機(jī)。陸勝強(qiáng) 攝
在廣東電網(wǎng)公司佛山供電局輸電管理所無人機(jī)團(tuán)隊(duì)——“佛電空軍”中，有一個(gè)團(tuán)隊(duì)成員公認(rèn)的技術(shù)研發(fā)牛人，從2014年團(tuán)隊(duì)成立之初組裝無人機(jī)、編寫操控程序，到今年先后在國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)輸電線路無人機(jī)自主智能精細(xì)化巡檢、110千伏變電站站對站自主巡檢，都與他休戚相關(guān)。
他就是佛山供電局輸電管理所信息及科技專責(zé)曾懿輝，一個(gè)執(zhí)著、專注的85后技術(shù)宅。
2014年，由4人組成的“佛電空軍”成立，曾懿輝負(fù)責(zé)技術(shù)攻關(guān)。畢業(yè)于華中科技大學(xué)電氣工程專業(yè)的他，翻遍“我愛模型”論壇關(guān)于無人機(jī)的1000多條帖子，弄明白小型多旋翼無人機(jī)的飛行原理。
“那會(huì)兒無人機(jī)在電力行業(yè)還是個(gè)新生事物，沒法立項(xiàng)購買，但我們將無人機(jī)應(yīng)用到輸電線路巡視的意愿很強(qiáng)烈，所以只能上網(wǎng)買一些零配件，自己焊接組裝?！痹草x介紹，“硬件有了，系統(tǒng)支撐還有欠缺，我就自學(xué)編程，寫控制程序。寫好了就跟搭檔一起測試。當(dāng)然，開始并不順利，有時(shí)辛辛苦苦組裝的無人機(jī)，飛起來不到5分鐘就掉下來，摔個(gè)粉碎?！?/p>
據(jù)成員介紹，那一年，曾懿輝沒少加班，因?yàn)橐粋€(gè)指令編寫和修改代碼到深夜是常有的事。練習(xí)飛行期間，“驚心動(dòng)魄”的事沒少干，像脫去外衣褲下魚塘撈飛機(jī)，提著果籃向被無人機(jī)砸到屋頂?shù)霓r(nóng)戶道歉……“現(xiàn)在講起來是好笑，那會(huì)可都是淚啊?！?/p>
終于功夫不負(fù)有心人，團(tuán)隊(duì)逐步攻克云臺(tái)穩(wěn)定性、避障、遙控器增程等技術(shù)難題，并做到平穩(wěn)的長時(shí)間超視距飛行，無人機(jī)從此與輸電線路結(jié)下不解之緣，“佛電空軍”這一嘗試可以說引領(lǐng)整個(gè)行業(yè)多旋翼無人機(jī)應(yīng)用大潮。2016年，“佛電空軍”無人機(jī)應(yīng)用作為新興產(chǎn)業(yè)典型代表入選BBC行業(yè)發(fā)展紀(jì)錄片拍攝案例。
2016年，適用無人機(jī)的RTK(實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù))組模出現(xiàn)，為無人機(jī)精細(xì)化自動(dòng)巡檢控制技術(shù)的研發(fā)帶來了曙光。他了解到信息后，購買了RTK高精度定位模塊，自己設(shè)計(jì)組裝了一臺(tái)適用于自動(dòng)駕駛的紅外雙光樣機(jī)。后來，大疆公司出品的自帶RTK的無人機(jī)就參考了他們設(shè)計(jì)的布局。與此同時(shí)，曾懿輝又開啟了學(xué)霸模式，弄懂手持定位儀、高精度定位無人機(jī)、激光雷達(dá)等設(shè)備的操作，采集輸電線路通道地形地貌數(shù)據(jù)，生成高精度空間模型，再通過高精度定位無人機(jī)采集桿塔的起飛位置、金具的選定位置、可見光及紅外拍攝位置及拍攝角度等全過程信息，導(dǎo)入后臺(tái)程序，最終，后臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、整合，形成無人機(jī)自主飛行最佳路徑的控制程序。這一過程就花了近半年時(shí)間。
除了在無人機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新，他還基于“云大物移智”等最先進(jìn)的技術(shù)在圖像識別防外力破壞系統(tǒng)、輸電線路在線視頻監(jiān)控等領(lǐng)域摸索出了一些成果。用他的話說，6年的電纜班組工作經(jīng)歷，讓他更了解班組工作實(shí)際，他的創(chuàng)新就是要切切實(shí)實(shí)為一線班組人員減負(fù)，尤其是減少重復(fù)勞動(dòng)，少做無用功，“機(jī)器代人”的目的就是要提高人員的勞動(dòng)價(jià)值。2017年，他成為佛山供電局最年輕的二級助理技術(shù)專家。
曾懿輝是一個(gè)極簡單真實(shí)的人，說話直，脾氣倔，不善交際，沉浸在技術(shù)研究的世界里，把喜歡做的事做到極致。談到主動(dòng)跟他學(xué)習(xí)技術(shù)的新同事們，他說新員工進(jìn)到企業(yè)都是滿懷干事熱情的，但日復(fù)一日的重復(fù)勞動(dòng)，久了會(huì)漸漸消磨掉個(gè)人意志，所以必須有能為之奮斗的寄托。接下來，構(gòu)建輸電智能駕駛艙，為輸電線路配齊智能化的“腦、眼、手”，實(shí)現(xiàn)輸電線路基于大數(shù)據(jù)的智能運(yùn)維就是他的階段性目標(biāo)。
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