中國(guó)電力網(wǎng)訊 近日，2019年中國(guó)電力無人機(jī)智能運(yùn)維技術(shù)高峰論壇在廣州舉行，南方電網(wǎng)廣東電網(wǎng)公司在論壇上發(fā)布了首份電力無人機(jī)自動(dòng)駕駛大數(shù)據(jù)報(bào)告。報(bào)告顯示，2019年1-11月，廣東電網(wǎng)自動(dòng)飛行航程53721.71公里，自動(dòng)化巡視占比50%以上，航線覆蓋12000公里主網(wǎng)線路、6300公里配網(wǎng)線路。該公司的無人機(jī)自動(dòng)駕駛和無人機(jī)缺陷圖像識(shí)別技術(shù)，作為行業(yè)領(lǐng)先，也受到了參會(huì)代表的重點(diǎn)關(guān)注。
2015年以前，在無人機(jī)技術(shù)尚不成熟時(shí)，卻是另一番場(chǎng)景。當(dāng)時(shí)，廣東電網(wǎng)還沒有無人機(jī)巡檢工這個(gè)工種，只有佛山、肇慶、清遠(yuǎn)幾個(gè)供電局小范圍開展無人機(jī)作業(yè)。輸電線路點(diǎn)多面廣，分布在漫山遍野，輸電員工長(zhǎng)期依靠跋山涉水、登塔走線巡視，每年線路巡視總量近100萬公里，相當(dāng)于繞地球25圈。南方電網(wǎng)公司提出的“機(jī)巡為主，人巡為輔”更多還停留在概念上。
4年以來，廣東電網(wǎng)成立了國(guó)內(nèi)首個(gè)正處級(jí)單位的機(jī)巡管理中心，陸續(xù)突破夜間巡視、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，無人機(jī)在電力巡檢中得到大規(guī)模應(yīng)用，年作業(yè)量21萬多公里，占機(jī)巡作業(yè)量的87.5%，居全國(guó)同行首位，已然成為南方電網(wǎng)智能技術(shù)深度融合的典型樣本。
從無到有，從勘災(zāi)應(yīng)急到日常巡視
2015年，被業(yè)界譽(yù)為無人機(jī)起飛元年，無人機(jī)的風(fēng)吹得很熱，但在民用領(lǐng)域的應(yīng)用少之又少。當(dāng)時(shí)，原任廣東電網(wǎng)安監(jiān)部副主任的彭熾剛受命籌建廣東電網(wǎng)機(jī)巡管理中心（下稱“機(jī)巡中心”）。沒有飛機(jī)，沒有場(chǎng)地，沒有作業(yè)指導(dǎo)書，但滿腔熱血的他篤信這是電網(wǎng)人迎來的一次難得機(jī)遇。
機(jī)會(huì)很快不期而至。2015年10月，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(guó)內(nèi)陸的最強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。“彩虹”過境之處，風(fēng)雨肆虐，樹木傾折，屋宇損毀，電網(wǎng)也遭受重創(chuàng)。正在江西休假的彭熾剛立即請(qǐng)纓：“我們調(diào)派幾架飛機(jī)過去巡線?！?/p>
10月6日，兩架有人直升機(jī)盤旋在湛江上空，對(duì)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。與此同時(shí)，無人機(jī)班組借助固定翼無人機(jī)，完成了雷州25平方公里的輸電線路全覆蓋巡查；利用多旋翼無人機(jī)，完成了110千伏雷紀(jì)線、雷唐線、唐企線等約100公里線路的巡查，用時(shí)僅一個(gè)半小時(shí)。
這是南方電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)首度出動(dòng)無人機(jī)勘察臺(tái)風(fēng)災(zāi)情。憑借原始的數(shù)據(jù)積累，無人機(jī)在天災(zāi)面前大顯神威，在暴雨中第一時(shí)間帶回了雷州半島幾條關(guān)鍵線路受損的詳細(xì)資料，為搶險(xiǎn)復(fù)電提供了決策參考。
這也是廣東電網(wǎng)首次感受到了機(jī)巡作業(yè)的巨大作用。這一年，廣東電網(wǎng)成立了當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)唯一正處級(jí)單位的機(jī)巡中心。
此后，機(jī)巡中心制定了統(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)巡作業(yè)由地市局分散管理向集約化方向轉(zhuǎn)變。無人機(jī)應(yīng)用也從最初的應(yīng)急勘災(zāi)回歸到最樸素的目的——降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。
該中心數(shù)據(jù)分析部副部長(zhǎng)許志海認(rèn)為，機(jī)巡最重要的效用體現(xiàn)在，“征服”了不適合人巡的偏遠(yuǎn)地區(qū)、高山峻嶺，把輸電人員解放出來，干更高級(jí)的事情。
事實(shí)上，無人機(jī)巡大規(guī)模應(yīng)用，不僅徹底改變了日常巡視、特巡特維，還在預(yù)測(cè)潛在風(fēng)險(xiǎn)、解決潛在問題中發(fā)揮重要作用，比如智能分析植物生長(zhǎng)高度給線路安全運(yùn)行帶來的影響，應(yīng)用數(shù)字通道技術(shù)預(yù)測(cè)線溫，提前消除線路高溫隱患等，儼然已是南方電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的“黑科技救星”。
攻難克堅(jiān)，推翻“三座大山”
從現(xiàn)在回望過去，這趟“登高之旅”并非徑情直遂。安全、標(biāo)準(zhǔn)、教員，是當(dāng)時(shí)橫亙?cè)跈C(jī)巡中心前面的三座大山。
2015年前，國(guó)內(nèi)尚未出臺(tái)無人機(jī)空飛相關(guān)管理規(guī)定或條例，低空領(lǐng)域的無人機(jī)基本上處在“黑飛”狀態(tài)。
作為國(guó)有企業(yè)，要合法合規(guī)飛行，機(jī)巡中心先后兩次向南部戰(zhàn)區(qū)申請(qǐng)空域，但都以失敗告終。后來帶上加急編制的四份無人機(jī)技術(shù)導(dǎo)則、八份機(jī)巡作業(yè)指導(dǎo)書，與南部戰(zhàn)區(qū)各層面多方聯(lián)系，來回十幾次，前后歷時(shí)兩個(gè)多月，機(jī)巡中心協(xié)同空軍、民航共同建立電網(wǎng)空域管理模式，終于成為國(guó)內(nèi)唯一獲批機(jī)巡固定空域航線單位。
打通空域關(guān)，機(jī)巡要規(guī)?；瘧?yīng)用，還要解決占線路人工巡視90%工作量的通道巡視。2015年底，機(jī)巡團(tuán)隊(duì)引入速度快、航程長(zhǎng)的固定翼。
當(dāng)時(shí)，在這個(gè)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)技術(shù)一片空白。2016年初，機(jī)巡團(tuán)隊(duì)首次將固定翼無人機(jī)引入粵北作業(yè)，飛機(jī)只能在線路上方200米高度沿線路左右往返飛行，對(duì)設(shè)備缺陷根本看不清，性價(jià)比極低。
能不能將二維照片通過攝影測(cè)量技術(shù)變成三維的空間照片？團(tuán)隊(duì)成員反復(fù)測(cè)試無人機(jī)線路建模，總結(jié)失敗原因，在數(shù)據(jù)采集時(shí)不斷調(diào)整，克服空域、天氣、起降點(diǎn)、各種重疊度、相機(jī)傾角等因素，進(jìn)行了一系列的技術(shù)攻關(guān)，最終才通過測(cè)繪行業(yè)的最新算法，成功建立輸電線路導(dǎo)線三維模型，成為業(yè)內(nèi)首創(chuàng)。
除了引進(jìn)飛行器，充實(shí)“武器庫”，真正發(fā)揮機(jī)巡的作用，必須培養(yǎng)更多的教員、發(fā)展更多的飛手，組建集團(tuán)軍。但當(dāng)時(shí)，培訓(xùn)一位無人機(jī)教員的市場(chǎng)價(jià)高達(dá)8萬元。機(jī)巡中心在與生產(chǎn)廠家反復(fù)溝通后，派出王叢前往武漢封閉培訓(xùn)。他也成了南方電網(wǎng)第一位拿到民航局頒發(fā)的無人機(jī)教員證書的員工。
2016年7月，機(jī)巡中心正式成為國(guó)家民航局承認(rèn)的具有無人機(jī)培訓(xùn)資質(zhì)的機(jī)構(gòu)；第二年，承辦了五省區(qū)第一期飛行員培訓(xùn)，60名學(xué)員100%通過考試。如今，廣東電網(wǎng)已建成南網(wǎng)首個(gè)無人機(jī)培訓(xùn)檢測(cè)基地，為南網(wǎng)培養(yǎng)1613名持證飛手，實(shí)現(xiàn)全省7025臺(tái)無人機(jī)定期檢測(cè)。
集齊空域、機(jī)器、飛手“三件套”，無人機(jī)遂得以在電網(wǎng)巡檢領(lǐng)域“大顯身手”。與有人直升機(jī)作業(yè)相比，無人機(jī)開展快速通道巡檢，降低了人力成本，提高了巡視效率；全面提升重要線路載流量，讓大數(shù)據(jù)也能“發(fā)電”；有效發(fā)現(xiàn)缺陷并完成消缺閉環(huán)管控，減少線路跳閘率，減少停電時(shí)間，為社會(huì)活動(dòng)的正常開展提供保障。
成果迭出，迎來研發(fā)加速度
4年匆匆一晃，從人巡到機(jī)巡，從有人機(jī)到無人機(jī)為主，從人工遙控到自動(dòng)駕駛，機(jī)巡中心攻克了一個(gè)個(gè)難以突破的瓶頸，推動(dòng)無人機(jī)巡作業(yè)技術(shù)發(fā)生迭代式巨變：
2017年1月，建立全國(guó)第一個(gè)機(jī)巡數(shù)據(jù)專業(yè)分析管理平臺(tái)，采集大量可見光、紅外影像等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，形成海量數(shù)據(jù)“寶藏”，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)可測(cè)量、可分析、可預(yù)判；
2018年5月，研發(fā)固定翼激光雷達(dá)，集北斗定位和航空測(cè)繪優(yōu)勢(shì)于一體，具備流水線批量化生產(chǎn)能力；
2018年11月，建成數(shù)字化運(yùn)行通道3.5萬公里，為無人機(jī)自動(dòng)駕駛鋪就“高速公路”，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)風(fēng)偏、覆冰、高負(fù)荷等多工況風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)和處理線路缺陷效率是人工巡視的11倍。
這些“進(jìn)化”引領(lǐng)著全網(wǎng)輸電線路巡維的深度變革，使機(jī)巡作業(yè)更加安全，門檻不斷降低，規(guī)模不斷擴(kuò)大。無人機(jī)也成了觀照智能電網(wǎng)發(fā)展進(jìn)程的重要“窗口”。
重視科技創(chuàng)新，敢為人先，大力推進(jìn)“機(jī)巡+人巡”協(xié)同巡檢，機(jī)巡中心形成了直升機(jī)、固定翼無人機(jī)、多旋翼無人機(jī)飛行器等多機(jī)種、覆蓋直屬19個(gè)地市供電局的機(jī)巡作業(yè)矩陣，建立了“機(jī)巡中心有人直升機(jī)精細(xì)化巡檢+機(jī)巡中心固定翼無人機(jī)通道巡檢+地市局多旋翼無人機(jī)輔助單點(diǎn)及故障巡檢”的多機(jī)型協(xié)作模式，解決全面覆蓋輸電線路巡視的需求。
隨著無人機(jī)巡參與電網(wǎng)作業(yè)程度不斷深入，機(jī)巡中心目前也迎來了技術(shù)研發(fā)的加速度。其依托自主開發(fā)的自動(dòng)飛行軟件“智巡通”和激光點(diǎn)云三維建模技術(shù)，無人機(jī)自動(dòng)駕駛技術(shù)配套的軟件、硬件已全部研發(fā)完畢，全體系實(shí)現(xiàn)自動(dòng)充電，航線自動(dòng)規(guī)劃、自動(dòng)巡視，自動(dòng)分析缺陷等。廣東電網(wǎng)建立省內(nèi)“統(tǒng)一調(diào)度、兩級(jí)管理”的智能作業(yè)生產(chǎn)調(diào)度模式，每周約1000架次無人機(jī)作業(yè)采用自動(dòng)飛行方案，自動(dòng)化巡視占比50%以上，預(yù)計(jì)2025年可實(shí)現(xiàn)全部無人機(jī)自動(dòng)駕駛。
除此之外，今年汛期前上線的“輸電設(shè)備缺陷圖像識(shí)別系統(tǒng)”解決了人工分析效率低、誤差大的問題。截至9月底，該系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)了19類典型缺陷和9類設(shè)備部件的智能識(shí)別，其中6類識(shí)別率均已超過90%，在防風(fēng)防汛、迎峰度夏期間多了一雙“火眼金睛”為電力線路的安全運(yùn)行保駕護(hù)航。
但技術(shù)發(fā)展永無止境，機(jī)巡中心還在不斷探索電力巡檢的潛能與邊界，重點(diǎn)攻關(guān)缺陷識(shí)別、全息防控、一鍵巡檢、蜂群控制、智能作業(yè)等技術(shù)難點(diǎn)。
“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?！睓C(jī)巡中心業(yè)務(wù)拓展部副部長(zhǎng)劉高說，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。他們將抓住機(jī)遇，推動(dòng)智能技術(shù)與電網(wǎng)運(yùn)維的深度融合，通過運(yùn)維模式變革，提質(zhì)增效，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智慧運(yùn)營(yíng)。（朱盈 孔德淇）
