國網(wǎng)湖南電力員工開展無人機自適應(yīng)巡檢，完成防凍融冰保電工作任務(wù)。國網(wǎng)湖南電力供圖

編者按

目前，無人機巡檢在輸電設(shè)備驗收、日常運維、隱患排查等多項生產(chǎn)工作中廣泛應(yīng)用，是賦能業(yè)務(wù)提質(zhì)和基層減負的重要手段。按照國家電網(wǎng)有限公司人工智能規(guī)模化應(yīng)用2023年專項行動方案，各單位加快推進輸電無人機智能巡檢應(yīng)用場景專項攻堅和推廣應(yīng)用，推動人工智能深度嵌入業(yè)務(wù)流程，初步實現(xiàn)“自主飛、實時傳、智能判”。

自主飛  輕量化模型實現(xiàn)精準(zhǔn)拍攝

“報告，無人機已到達±800千伏賓金線1508號塔。”1月30日，國網(wǎng)湖南超高壓輸電公司輸電線路運維飛手程煜可開展防凍融冰無人機自適應(yīng)特巡任務(wù)。遙控器屏幕上出現(xiàn)了無人機自主拍攝的目標(biāo)鐵塔。到達拍攝點位后，無人機自動糾偏，調(diào)節(jié)好位置角度和亮度后拍下照片。

隨著人工智能技術(shù)發(fā)展和無人機性能的提升，無人機巡檢已經(jīng)在電力行業(yè)規(guī)模化應(yīng)用。此前，國網(wǎng)湖南省電力有限公司已完成湖南電網(wǎng)35千伏及以上線路激光點云航線規(guī)劃，所屬各單位的所有無人機均可通過電力北斗定位并開展作業(yè)。

2023年，為加強人工智能等數(shù)字技術(shù)與輸電業(yè)務(wù)深度融合，按照國家電網(wǎng)有限公司工作部署，國網(wǎng)湖南電力開展專項攻堅工作。該公司在高效利用現(xiàn)有點云數(shù)據(jù)的同時開展人工智能、前端視覺技術(shù)研究，探索無人機巡檢自適應(yīng)技術(shù)。

“無人機自適應(yīng)巡檢作業(yè)不需要激光點云數(shù)據(jù)，但對操作實時性要求較高，控制信號延遲可能導(dǎo)致墜機。”國網(wǎng)湖南電力無人機作業(yè)管理中心主任萬富力說。考慮到人工智能模型一般部署在電腦端、實時性不足，該公司突破傳統(tǒng)人工智能模型的技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)復(fù)雜神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輕量化部署至邊緣端。輕量化模型無須掛載外部硬件，可在現(xiàn)有硬件配置下實現(xiàn)低算力算法部署及應(yīng)用。

為了進一步提升輕量化模型的能力，國網(wǎng)湖南電力還從目標(biāo)識別、視覺控制、環(huán)境分析三個方面入手攻關(guān)，將圖像識別算法、避障規(guī)劃算法部署到輕量化模型中。目前，輕量化模型實現(xiàn)了自動定位桿塔、控制無人機繞障飛行，可以精準(zhǔn)識別桿塔類型與部件，自主調(diào)節(jié)無人機云臺的拍攝角度和曝光度，精準(zhǔn)拍攝巡檢照片。

2023年12月，國網(wǎng)湖南電力應(yīng)用基于輕量化模型的無人機巡檢自適應(yīng)技術(shù)，在無坐標(biāo)與航線信息支持的情況下，在衡陽、韶山、張家界等地完成了10～220千伏線路的自適應(yīng)巡檢實踐。與激光點云規(guī)劃巡檢相比，這種方式減少了現(xiàn)場掃描與規(guī)劃步驟，工作效率提高2倍，節(jié)約費用60%，拍攝的巡檢圖片99%為高質(zhì)量圖片。

（楊嘉妮）

實時傳  圖像傳輸速率快1倍

1月25日，安徽馬鞍山供電公司輸電運檢中心超高壓運檢一班飛手章丞在500千伏涂天線21號塔附近，利用無人機開展輸電線路迎峰度冬專項巡檢，全面排查線路隱患。巡檢結(jié)束后，35張巡檢圖片兩分鐘內(nèi)成功回傳到無人機規(guī)模化應(yīng)用平臺。

“一名飛手每天平均巡檢15基塔。以前一基塔的巡檢圖像回傳到無人機規(guī)模化應(yīng)用平臺平均耗時5分鐘，引入圖像壓縮還原技術(shù)后，現(xiàn)在1分鐘就完成了，有助于提升我們的巡檢效率。”章丞說。

無人機已經(jīng)成為一線班組不可或缺的有力工具。國網(wǎng)安徽省電力有限公司貫徹落實國家電網(wǎng)有限公司人工智能規(guī)模化應(yīng)用2023年專項行動方案，推動輸電無人機智能巡檢應(yīng)用場景專項攻堅，協(xié)同推進數(shù)字技術(shù)與電網(wǎng)業(yè)務(wù)深入融合應(yīng)用，夯實無人機規(guī)模化應(yīng)用平臺軟硬件基礎(chǔ)，提升了電力北斗定位服務(wù)、圖像采集等數(shù)字技術(shù)的支撐能力。

現(xiàn)在，巡檢人員只需要把無人機帶到現(xiàn)場并開機，無人機會自動加載規(guī)劃好的航線，精準(zhǔn)定位航線中的坐標(biāo)位置，自主對桿塔的各個部位巡檢拍照。目前，國網(wǎng)安徽電力輸電無人機巡檢作業(yè)每天會產(chǎn)生2萬～3萬張巡檢圖片。

“以前，圖像資料回傳速度慢、視頻卡頓等問題比較突出，監(jiān)控人員無法及時掌握現(xiàn)場情況。為了實現(xiàn)‘實時傳’，我們開展數(shù)據(jù)全鏈路排查，梳理主要卡點和堵點，圍繞網(wǎng)絡(luò)通道和圖像數(shù)據(jù)量兩個重點攻關(guān)突破。”安徽電力信通公司數(shù)字化應(yīng)用中心專責(zé)劉佳說，該公司提高網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬，優(yōu)化網(wǎng)閘參數(shù)配置，同時利用圖像壓縮還原技術(shù)，將圖像壓縮為原始大小的十分之一，讓圖像傳輸速率快了1倍。該公司還應(yīng)用流媒體直播技術(shù)，提高視頻接入兼容性，解決視頻卡頓問題，實現(xiàn)超150路視頻同時訪問。

同時，國網(wǎng)安徽電力還結(jié)合鐵塔類型、拍照點位，為無人機規(guī)模化應(yīng)用平臺和無人機遙控終端設(shè)置了巡檢圖像命名規(guī)則。每次無人機按規(guī)定航線拍照后，產(chǎn)生的巡檢圖像會自動按照標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)則命名，省去了人工手動命名處理環(huán)節(jié)。

2023年下半年，國網(wǎng)安徽電力完成“實時傳”各項功能驗證，支撐相關(guān)技術(shù)用于輸電無人機智能巡檢。目前，安徽電網(wǎng)輸電無人機每日飛行400余架次、巡檢鐵塔1500余基，巡檢作業(yè)質(zhì)效和智能化水平大幅提升。

（吳慶捷 袁泉 付穎）

智能判  缺陷識別覆蓋9大類場景

2月1日，在江蘇蘇州供電公司輸電無人機智慧巡檢中心，輸電運檢班班員劉晨通過新一代設(shè)備資產(chǎn)精益管理系統(tǒng)無人機巡檢微應(yīng)用發(fā)布無人機自主巡檢指令。收到指令后，220千伏渭塘變電站內(nèi)的無人機從固定機巢起飛并沿著設(shè)定軌跡平緩飛行，開始自主巡檢。

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司以無人機公共服務(wù)平臺為承載基礎(chǔ)，融合電力氣象、三維模型、人工智能、統(tǒng)一視頻和電力北斗5項關(guān)鍵技術(shù)，打造無人機數(shù)字化支撐體系，實現(xiàn)先進數(shù)字技術(shù)在輸電無人機智能巡檢全環(huán)節(jié)應(yīng)用。

“國網(wǎng)江蘇電力完成了江蘇省10萬千米架空輸電線路、28萬基輸電桿塔的三維激光點云掃描，為全省無人機航跡自動規(guī)劃和一鍵自主飛行打好了基礎(chǔ)。”國網(wǎng)江蘇電力數(shù)字化部安全運行處副處長蔣承伶介紹。當(dāng)前，該公司無人機航跡規(guī)劃覆蓋江蘇省適航區(qū)內(nèi)24萬基輸電桿塔，實現(xiàn)了無人機作業(yè)信息與巡檢作業(yè)工單的自動關(guān)聯(lián)。通過移動作業(yè)端的巡檢APP集成的人工智能算法，無人機還能自主識別前進路線中的障礙，保證飛行安全。

目前，國網(wǎng)江蘇電力基于省側(cè)人工智能平臺歸集了無人機巡檢缺陷樣本25萬余張，部署的人工智能缺陷識別模型覆蓋9大類80余小類場景，以中臺服務(wù)化的方式為業(yè)務(wù)應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用接口，高質(zhì)量支撐無人機巡檢智能化應(yīng)用。經(jīng)人工確認后的缺陷圖片還會自動歸集至省側(cè)人工智能平臺樣本庫，用于模型的后續(xù)訓(xùn)練。

“針對小尺寸目標(biāo)場景識別率較低的問題，我們開展基于視覺注意力的深度學(xué)習(xí)檢測技術(shù)研究，分離無人機巡檢圖像復(fù)雜背景，聚焦缺陷目標(biāo)，實現(xiàn)小尺寸金具類目標(biāo)整體識別率由2023年年初的80.3%提升至目前的85.7%。針對無人機巡檢多個場景整體誤報率較高的問題，我們細分缺陷形態(tài)和等級，通過研究生成式人工智能等技術(shù)，增補缺失形態(tài)的缺陷樣本，實現(xiàn)整體誤報率下降20個百分點左右。”國網(wǎng)江蘇電力無人機巡檢作業(yè)智慧管控中心主任唐一銘介紹。

2023年，國網(wǎng)江蘇電力共完成52.34萬基桿塔無人機巡檢，調(diào)用人工智能算法1305.3萬次，識別并處置缺陷17.44萬處。

（武家勝 劉晨 馬康）

江蘇蘇州供電公司輸電運檢中心發(fā)出指令后，無人機從固定機巢飛出開展自主巡檢。蘇州供電公司供圖