人工智能在電力巡檢中的應用

王楷 郭江濤 曹澍 高小偉 譚啟昀

摘要：隨著信息技術的不斷發展，其被應用于我們生活和工作中的方方面面，當然信息技術在無人機領域中的應用也不例外。信息技術的融入使得無人機電力巡檢體系發生了很大的改變，上升到了一個更高的高度，且把無人機巡檢帶入到了一個新的領域。現在是信息社會，信息技術是一切發展的基礎，智能檢測理念隨之產生。本文主要分析當前智能識別技術在無人機電力巡檢過程中存在的問題以及解決對策，為行業以后的發展提供參考。

關鍵詞：人工智能;電力巡檢;應用

引言

通過集約化運維的設計、巡航作業的管理做法等為供電局的輸電線路研究了新型運維管理模式，不僅提高了輸電線路的效率和安全性，也促進了輸電線路的數字智能化轉型。在此基礎上，無人機機巡作業管理系統能根據電網線路所處環境、線路負載、季節等特點，進行全天時、快響應、完備的管理功能時實現無人機自動向下管控安全高效運行的關鍵。

1智能識別技術在無人機電力巡檢中的優勢

無人機電力巡檢主要是指用無人機代替人工進行遠距離、復雜的大環境的電力巡檢管理工作。無人機巡檢是人工巡查的有效替代手段，特別是在山區、跨省、河流穿越等交通不便的地方。無人機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”（預設GPS坐標點）采集“需要的信息”（如故障點）。該無人機可實時圍繞目標進行360°零死角全方位圖像拍攝，快速、準確地傳達信息給地面工作人員，供他們對實時數據進行分析、判斷、制定問題解決方案，減輕工作人員的勞動強度，提高電力檢測的效率和信息安全性。提高無人機系統智能識別技術水平是我國無人機產業發展的技術追求點和目標。智能識別技術與無人機的完美結合具有廣闊的技術應用前景。將智能識別技術應用到無人機電力巡檢中，無疑是為無人機電力巡檢提供了更加便利的技術，憑借著智能識別技術的高清攝像頭、精準定位等功能，無人機在巡檢過程中可以十分快速地向地面控制站傳輸實時報告，向地面控制站報告情況。

2智能巡檢系統的主要技術

智能巡檢系統是集多學科于一體的技術成果，除涉及傳統的較為完善的機械、電工電子、通信、自動化等技術外，更融合圖像與視頻識別、紅外成像、定位導航、語音識別、人工智能等前沿技術。

2.1圖像識別與視頻流識別

圖像識別和視頻流識別主要是在拍攝照片或錄制視頻后，對其進行去噪處理，提取特征量后通過智能算法進行對比識別，從而達到對圖像及視頻進行識別判斷的作用。采用此技術，智能巡檢系統可以對表計讀數、指示燈信號進行識別，還能夠識別油水系統的“跑、冒、滴、漏”現象，火災及帶電設備放電等現象。視頻流識別其實質屬于圖像識別，是一個動態檢測技術，主要對連續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，從而檢測出視頻圖像變化的異常信息。

2.2紅外成像

在對設備進行巡檢過程中，大多采用紅外成像對設備溫度進行檢測。紅外成像技術是一項應用十分廣泛的成熟技術，在智能巡檢設備上安裝紅外成像攝像頭或紅外成像元器件對巡檢區域進行紅外成像，即可測量設備表面溫度。系統對紅外成像進行圖像去噪處理，對圖像配準疊加多幅圖像后，將去噪處理后的紅外圖像回傳至數據處理中心進行處理。紅外熱成像設備通常分為制冷焦平面熱像儀和非制冷焦平面熱像儀。因焦平面探測器材料以及工藝存在缺陷，通過對成像儀制冷以提高成像精度的方法稱為制冷焦平面熱成像技術。隨著新材料的研發和制造工藝的提升，用于紅外成像焦平面陣列探測器不進行冷卻即可滿足成像精度要求。非制冷紅外熱像儀無需制冷、體積小、功耗低，是目前智能巡檢系統使用的主流產品。

2.3定位技術

定軌巡檢機器人按照既定軌道巡檢時，巡檢設備通過識別導軌位置進行定位。可自主移動機器人，定位通過預先根據巡檢場所繪制的三維地圖進行，在巡檢移動時常采用激光無軌導航技術進行路線巡檢。此外，巡檢設備使用的定位技術有視覺定位、激光反射、北斗/GPS等。研發人員根據巡檢機器人的具體應用場所選擇相應定位技術。例如，對于500kV變電站內的重要設備，在巡檢過程中為獲取設備詳細數據保障巡檢可靠性，機器人定位可采用成本較高且需要處理大量圖像數據的視覺定位技術。障礙較多場所的巡檢機器人定位，則采用激光反射定位技術。該定位技術的優點在于其平行性及分辨性能優越，便于巡檢機器人“越障”。

2.4聲音識別

聲音識別屬于聲學“診斷”領域技術，應用較為廣泛。遷移學習是聲音系統識別和應用之前領域或任務中所學知識和技能的過程，在現場環境的多種噪聲混響中，挑出屬于設備運行的聲音，并與建立的設備正常運行時的“音庫”進行比對，判斷出設備運行是否正常。例如，水電站水車室，其噪聲混響嚴重且噪音較大，為了能將異常聲學信號檢測出來，硬件實現指向性拾音過程，并屏蔽無關區域的噪聲混響。故障導致的異常噪聲通常表現有如下特征：噪聲源的檢測位置是固定的，即異常噪聲源只在某個區域才能被監聽到，在其他區域無法監聽到此噪聲源。

結語

在未來將會攻克一系列無人機智能巡檢中存在的問題，通過在無人機電力巡檢中使用網絡技術、5G技術、遠程超控無人機技術或者多架無人機一起進行全天候、全自主的無人機巡檢工作，并且在無人機巡檢工作中展開缺陷智能分析，對其中存在的問題進行解決，從而使整個無人機電力巡檢工作安全進行。與此同時，要確保無人機工作中的業務規范化、作業智能化、管理人性化。對傳統的無人機工作模式進行調整和改善，提高工作效率、提高工作安全性能，持續提升輸電智能化運檢水平和輸電專業精益化管理水平，為輸電巡檢開創一個新的局面。

參考文獻

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