國網湖南電力員工開展無人機自適應巡檢，完成防凍融冰保電工作任務。國網湖南電力供圖
編者按
目前，無人機巡檢在輸電設備驗收、日常運維、隱患排查等多項生產工作中廣泛應用，是賦能業務提質和基層減負的重要手段。按照國家電網有限公司人工智能規模化應用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用場景專項攻堅和推廣應用，推動人工智能深度嵌入業務流程，初步實現“自主飛、實時傳、智能判”。
自主飛 輕量化模型實現精準拍攝
“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特巡任務。遙控器屏幕上出現了無人機自主拍攝的目標鐵塔。到達拍攝點位后，無人機自動糾偏，調節好位置角度和亮度后拍下照片。
隨著人工智能技術發展和無人機性能的提升，無人機巡檢已經在電力行業規模化應用。此前，國網湖南省電力有限公司已完成湖南電網35千伏及以上線路激光點云航線規劃，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。
2023年，為加強人工智能等數字技術與輸電業務深度融合，按照國家電網有限公司工作部署，國網湖南電力開展專項攻堅工作。該公司在高效利用現有點云數據的同時開展人工智能、前端視覺技術研究，探索無人機巡檢自適應技術。
“無人機自適應巡檢作業不需要激光點云數據，但對操作實時性要求較高，控制信號延遲可能導致墜機。”國網湖南電力無人機作業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，該公司突破傳統人工智能模型的技術瓶頸，實現復雜神經網絡模型輕量化部署至邊緣端。輕量化模型無須掛載外部硬件，可在現有硬件配置下實現低算力算法部署及應用。
為了進一步提升輕量化模型的能力，國網湖南電力還從目標識別、視覺控制、環境分析三個方面入手攻關，將圖像識別算法、避障規劃算法部署到輕量化模型中。目前，輕量化模型實現了自動定位桿塔、控制無人機繞障飛行，可以精準識別桿塔類型與部件，自主調節無人機云臺的拍攝角度和曝光度，精準拍攝巡檢照片。
2023年12月，國網湖南電力應用基于輕量化模型的無人機巡檢自適應技術，在無坐標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巡檢實踐。與激光點云規劃巡檢相比，這種方式減少了現場掃描與規劃步驟，工作效率提高2倍，節約費用60%，拍攝的巡檢圖片99%為高質量圖片。
（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。巡檢結束后，35張巡檢圖片兩分鐘內成功回傳到無人機規模化應用平臺。
“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模化應用平臺平均耗時5分鐘，引入圖像壓縮還原技術后，現在1分鐘就完成了，有助于提升我們的巡檢效率。”章丞說。
無人機已經成為一線班組不可或缺的有力工具。國網安徽省電力有限公司貫徹落實國家電網有限公司人工智能規模化應用2023年專項行動方案，推動輸電無人機智能巡檢應用場景專項攻堅，協同推進數字技術與電網業務深入融合應用，夯實無人機規模化應用平臺軟硬件基礎，提升了電力北斗定位服務、圖像采集等數字技術的支撐能力。
現在，巡檢人員只需要把無人機帶到現場并開機，無人機會自動加載規劃好的航線，精準定位航線中的坐標位置，自主對桿塔的各個部位巡檢拍照。目前，國網安徽電力輸電無人機巡檢作業每天會產生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，監控人員無法及時掌握現場情況。為了實現‘實時傳’，我們開展數據全鏈路排查，梳理主要卡點和堵點，圍繞網絡通道和圖像數據量兩個重點攻關突破。”安徽電力信通公司數字化應用中心專責劉佳說，該公司提高網絡傳輸帶寬，優化網閘參數配置，同時利用圖像壓縮還原技術，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。該公司還應用流媒體直播技術，提高視頻接入兼容性，解決視頻卡頓問題，實現超150路視頻同時訪問。
同時，國網安徽電力還結合鐵塔類型、拍照點位，為無人機規模化應用平臺和無人機遙控終端設置了巡檢圖像命名規則。每次無人機按規定航線拍照后，產生的巡檢圖像會自動按照標準化規則命名，省去了人工手動命名處理環節。
2023年下半年，國網安徽電力完成“實時傳”各項功能驗證，支撐相關技術用于輸電無人機智能巡檢。目前，安徽電網輸電無人機每日飛行400余架次、巡檢鐵塔1500余基，巡檢作業質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備資產精益管理系統無人機巡檢微應用發布無人機自主巡檢指令。收到指令后，220千伏渭塘變電站內的無人機從固定機巢起飛并沿著設定軌跡平緩飛行，開始自主巡檢。
國網江蘇省電力有限公司以無人機公共服務平臺為承載基礎，融合電力氣象、三維模型、人工智能、統一視頻和電力北斗5項關鍵技術，打造無人機數字化支撐體系，實現先進數字技術在輸電無人機智能巡檢全環節應用。
“國網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劃和一鍵自主飛行打好了基礎。”國網江蘇電力數字化部安全運行處副處長蔣承伶介紹。當前，該公司無人機航跡規劃覆蓋江蘇省適航區內24萬基輸電桿塔，實現了無人機作業信息與巡檢作業工單的自動關聯。通過移動作業端的巡檢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，國網江蘇電力基于省側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，以中臺服務化的方式為業務應用提供標準調用接口，高質量支撐無人機巡檢智能化應用。經人工確認后的缺陷圖片還會自動歸集至省側人工智能平臺樣本庫，用于模型的后續訓練。
“針對小尺寸目標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習檢測技術研究，分離無人機巡檢圖像復雜背景，聚焦缺陷目標，實現小尺寸金具類目標整體識別率由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，我們細分缺陷形態和等級，通過研究生成式人工智能等技術，增補缺失形態的缺陷樣本，實現整體誤報率下降20個百分點左右。”國網江蘇電力無人機巡檢作業智慧管控中心主任唐一銘介紹。
2023年，國網江蘇電力共完成52.34萬基桿塔無人機巡檢，調用人工智能算法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
