人工智能在電力巡檢中的應(yīng)用

王楷 郭江濤 曹澍 高小偉 譚啟昀

摘要：隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，其被應(yīng)用于我們生活和工作中的方方面面，當(dāng)然信息技術(shù)在無(wú)人機(jī)領(lǐng)域中的應(yīng)用也不例外。信息技術(shù)的融入使得無(wú)人機(jī)電力巡檢體系發(fā)生了很大的改變，上升到了一個(gè)更高的高度，且把無(wú)人機(jī)巡檢帶入到了一個(gè)新的領(lǐng)域?，F(xiàn)在是信息社會(huì)，信息技術(shù)是一切發(fā)展的基礎(chǔ)，智能檢測(cè)理念隨之產(chǎn)生。本文主要分析當(dāng)前智能識(shí)別技術(shù)在無(wú)人機(jī)電力巡檢過(guò)程中存在的問(wèn)題以及解決對(duì)策，為行業(yè)以后的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：人工智能;電力巡檢;應(yīng)用

引言

通過(guò)集約化運(yùn)維的設(shè)計(jì)、巡航作業(yè)的管理做法等為供電局的輸電線路研究了新型運(yùn)維管理模式，不僅提高了輸電線路的效率和安全性，也促進(jìn)了輸電線路的數(shù)字智能化轉(zhuǎn)型。在此基礎(chǔ)上，無(wú)人機(jī)機(jī)巡作業(yè)管理系統(tǒng)能根據(jù)電網(wǎng)線路所處環(huán)境、線路負(fù)載、季節(jié)等特點(diǎn)，進(jìn)行全天時(shí)、快響應(yīng)、完備的管理功能時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)自動(dòng)向下管控安全高效運(yùn)行的關(guān)鍵。

1智能識(shí)別技術(shù)在無(wú)人機(jī)電力巡檢中的優(yōu)勢(shì)

無(wú)人機(jī)電力巡檢主要是指用無(wú)人機(jī)代替人工進(jìn)行遠(yuǎn)距離、復(fù)雜的大環(huán)境的電力巡檢管理工作。無(wú)人機(jī)巡檢是人工巡查的有效替代手段，特別是在山區(qū)、跨省、河流穿越等交通不便的地方。無(wú)人機(jī)的主要功能是代替工作人員完成臟、累、差的信息圖像采集——代替工作人員直接到在“需要的地方”（預(yù)設(shè)GPS坐標(biāo)點(diǎn)）采集“需要的信息”（如故障點(diǎn)）。該無(wú)人機(jī)可實(shí)時(shí)圍繞目標(biāo)進(jìn)行360°零死角全方位圖像拍攝，快速、準(zhǔn)確地傳達(dá)信息給地面工作人員，供他們對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷、制定問(wèn)題解決方案，減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高電力檢測(cè)的效率和信息安全性。提高無(wú)人機(jī)系統(tǒng)智能識(shí)別技術(shù)水平是我國(guó)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)追求點(diǎn)和目標(biāo)。智能識(shí)別技術(shù)與無(wú)人機(jī)的完美結(jié)合具有廣闊的技術(shù)應(yīng)用前景。將智能識(shí)別技術(shù)應(yīng)用到無(wú)人機(jī)電力巡檢中，無(wú)疑是為無(wú)人機(jī)電力巡檢提供了更加便利的技術(shù)，憑借著智能識(shí)別技術(shù)的高清攝像頭、精準(zhǔn)定位等功能，無(wú)人機(jī)在巡檢過(guò)程中可以十分快速地向地面控制站傳輸實(shí)時(shí)報(bào)告，向地面控制站報(bào)告情況。

2智能巡檢系統(tǒng)的主要技術(shù)

智能巡檢系統(tǒng)是集多學(xué)科于一體的技術(shù)成果，除涉及傳統(tǒng)的較為完善的機(jī)械、電工電子、通信、自動(dòng)化等技術(shù)外，更融合圖像與視頻識(shí)別、紅外成像、定位導(dǎo)航、語(yǔ)音識(shí)別、人工智能等前沿技術(shù)。

2.1圖像識(shí)別與視頻流識(shí)別

圖像識(shí)別和視頻流識(shí)別主要是在拍攝照片或錄制視頻后，對(duì)其進(jìn)行去噪處理，提取特征量后通過(guò)智能算法進(jìn)行對(duì)比識(shí)別，從而達(dá)到對(duì)圖像及視頻進(jìn)行識(shí)別判斷的作用。采用此技術(shù)，智能巡檢系統(tǒng)可以對(duì)表計(jì)讀數(shù)、指示燈信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，還能夠識(shí)別油水系統(tǒng)的“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象，火災(zāi)及帶電設(shè)備放電等現(xiàn)象。視頻流識(shí)別其實(shí)質(zhì)屬于圖像識(shí)別，是一個(gè)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)，主要對(duì)連續(xù)幀的視頻圖像做減法，減去相同的圖像元素和余下變化的差異部分，從而檢測(cè)出視頻圖像變化的異常信息。

2.2紅外成像

在對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡檢過(guò)程中，大多采用紅外成像對(duì)設(shè)備溫度進(jìn)行檢測(cè)。紅外成像技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)用十分廣泛的成熟技術(shù)，在智能巡檢設(shè)備上安裝紅外成像攝像頭或紅外成像元器件對(duì)巡檢區(qū)域進(jìn)行紅外成像，即可測(cè)量設(shè)備表面溫度。系統(tǒng)對(duì)紅外成像進(jìn)行圖像去噪處理，對(duì)圖像配準(zhǔn)疊加多幅圖像后，將去噪處理后的紅外圖像回傳至數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行處理。紅外熱成像設(shè)備通常分為制冷焦平面熱像儀和非制冷焦平面熱像儀。因焦平面探測(cè)器材料以及工藝存在缺陷，通過(guò)對(duì)成像儀制冷以提高成像精度的方法稱(chēng)為制冷焦平面熱成像技術(shù)。隨著新材料的研發(fā)和制造工藝的提升，用于紅外成像焦平面陣列探測(cè)器不進(jìn)行冷卻即可滿足成像精度要求。非制冷紅外熱像儀無(wú)需制冷、體積小、功耗低，是目前智能巡檢系統(tǒng)使用的主流產(chǎn)品。

2.3定位技術(shù)

定軌巡檢機(jī)器人按照既定軌道巡檢時(shí)，巡檢設(shè)備通過(guò)識(shí)別導(dǎo)軌位置進(jìn)行定位。可自主移動(dòng)機(jī)器人，定位通過(guò)預(yù)先根據(jù)巡檢場(chǎng)所繪制的三維地圖進(jìn)行，在巡檢移動(dòng)時(shí)常采用激光無(wú)軌導(dǎo)航技術(shù)進(jìn)行路線巡檢。此外，巡檢設(shè)備使用的定位技術(shù)有視覺(jué)定位、激光反射、北斗/GPS等。研發(fā)人員根據(jù)巡檢機(jī)器人的具體應(yīng)用場(chǎng)所選擇相應(yīng)定位技術(shù)。例如，對(duì)于500kV變電站內(nèi)的重要設(shè)備，在巡檢過(guò)程中為獲取設(shè)備詳細(xì)數(shù)據(jù)保障巡檢可靠性，機(jī)器人定位可采用成本較高且需要處理大量圖像數(shù)據(jù)的視覺(jué)定位技術(shù)。障礙較多場(chǎng)所的巡檢機(jī)器人定位，則采用激光反射定位技術(shù)。該定位技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于其平行性及分辨性能優(yōu)越，便于巡檢機(jī)器人“越障”。

2.4聲音識(shí)別

聲音識(shí)別屬于聲學(xué)“診斷”領(lǐng)域技術(shù)，應(yīng)用較為廣泛。遷移學(xué)習(xí)是聲音系統(tǒng)識(shí)別和應(yīng)用之前領(lǐng)域或任務(wù)中所學(xué)知識(shí)和技能的過(guò)程，在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的多種噪聲混響中，挑出屬于設(shè)備運(yùn)行的聲音，并與建立的設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)的“音庫(kù)”進(jìn)行比對(duì)，判斷出設(shè)備運(yùn)行是否正常。例如，水電站水車(chē)室，其噪聲混響嚴(yán)重且噪音較大，為了能將異常聲學(xué)信號(hào)檢測(cè)出來(lái)，硬件實(shí)現(xiàn)指向性拾音過(guò)程，并屏蔽無(wú)關(guān)區(qū)域的噪聲混響。故障導(dǎo)致的異常噪聲通常表現(xiàn)有如下特征：噪聲源的檢測(cè)位置是固定的，即異常噪聲源只在某個(gè)區(qū)域才能被監(jiān)聽(tīng)到，在其他區(qū)域無(wú)法監(jiān)聽(tīng)到此噪聲源。

結(jié)語(yǔ)

在未來(lái)將會(huì)攻克一系列無(wú)人機(jī)智能巡檢中存在的問(wèn)題，通過(guò)在無(wú)人機(jī)電力巡檢中使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、5G技術(shù)、遠(yuǎn)程超控?zé)o人機(jī)技術(shù)或者多架無(wú)人機(jī)一起進(jìn)行全天候、全自主的無(wú)人機(jī)巡檢工作，并且在無(wú)人機(jī)巡檢工作中展開(kāi)缺陷智能分析，對(duì)其中存在的問(wèn)題進(jìn)行解決，從而使整個(gè)無(wú)人機(jī)電力巡檢工作安全進(jìn)行。與此同時(shí)，要確保無(wú)人機(jī)工作中的業(yè)務(wù)規(guī)范化、作業(yè)智能化、管理人性化。對(duì)傳統(tǒng)的無(wú)人機(jī)工作模式進(jìn)行調(diào)整和改善，提高工作效率、提高工作安全性能，持續(xù)提升輸電智能化運(yùn)檢水平和輸電專(zhuān)業(yè)精益化管理水平，為輸電巡檢開(kāi)創(chuàng)一個(gè)新的局面。

參考文獻(xiàn)

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