无人机破巡检难题，秒变电网卫士

2019年6月，有个城市因为电力互联系统瘫痪瞬间成了一座“灰暗”的城市，交通信号灯停止运作，地铁、城际铁路、公交车等公共交通全部停运，供水系统无法正常运行。此次停电波及超过4800万人。

在高度依赖电力产业的今天，停电成了一座城市的灾难，交通工具无法运行，信号灯不亮，店铺停业……电力作为城市正常运作和快速发展的命脉，提高输电线路巡检的效率，保障民用、企业用电的供电可靠，成为亟需解决的问题。

随着无人机的普及，电路巡查逐渐从人力巡检中摆脱出来，但仍然存在技术手段单一、无法实时同步线路缺陷等问题。

一群来自华北电力大学的师生团队看到了未来输电线路AI巡检的蓝海市场，投入到研发当中，通过无人机智能巡检、 AI 技术图像检测分析，让输电线路缺陷检测的精确度不断提升。

＃“驯服”无人机，难在技术创新

在设计方案的时候，团队就有一个很清晰的思路，要用无人机做巡检人员的眼睛，巡检人员只需要通过闪电鸟平台就能知道每个输电线路的情况。想法很丰满，现实很骨感，要实现真正的“无人”巡检，还有很多技术需要攻克。 首先摆在眼前的，就是无人机在巡检时，会有电池、天气、照片不如肉眼等方面的限制，如果这些问题得不到解决，那么后期的技术再牛也无法真正识别出缺陷与隐患。 对于这群钻研电力的年轻人，无人机并不是他们所擅长的领域，很多飞行的限制也都是行业天花板所带来的。但他们不甘心，因为这些问题如果不解决，无人机做巡检就会变得形同虚设，在户外巡检，一旦因为没电而坠毁就白白造成损失。 对于这些问题，团队成员内部讨论了很多次，始终难以拿出一个比较好的解决方案，因为有的限制是整个行业目前的天花板，仅靠他们是没有办法去打破。为此，他们专门联系了很多无人机公司，咨询相应的解决方案。 经过一番折腾，他们才算找到了延长无人机飞行时间的方法——将充电无人机的机库置于输电塔上，每个充电机库都配有多个无人机，当无人机快没电的时候可以就近去机库充电，充好电的无人机接过“巡检”的重任，冲出“鸟巢”继续飞。 巡检人员只需要通过应用程序，直接下达巡检地点、线路等，根据内置智慧气象感知站，当判断出天气满足飞行时，“小鸟们”就开始飞出鸟巢执行任务，在无人机飞行期间，巡检人员通过手机反馈实时了解设备或线路的信息，当发现了输电线路缺陷也能快速定位、及时解决。

为了能将无人机训练成识别隐患的火眼金睛，团队用可见光相机的高清摄像，模拟人眼对杆塔与线路进行近距离观察。针对冲在巡检一线的无人机，正是因为团队做了各个方面的优化与调整，才让它能够实现用科技解决人力问题背后的不足，能够采集到足够的信息为下一步的分析做好铺垫工作。

＃巧用华为云，解决项目大难题

在过去多年的积累中，团队研发出的核心技术——AI视觉处理与分析技术，为项目进展打下了一个很好的基础。 即使如此，团队也明白要真正实现“无人”巡检，摆在他们面前的挑战依旧很大，如果不能解决图像智能识别功能，依旧摆脱不了需要耗费大量人力对图片进行分析处理。如何才能解决？这得需要云端强大算力的GPU 服务器和强大的边缘计算能力，才能够实现图像智能识别，及早发现输电线路的问题所在。
华北电力大学自2019年开始，与华为建立合作关系，将华为的技术、人工智能平台等引入到课程教学中，实现人才的培养；另一方面在科研项目上，华为提供算力算法支持，共同投入到课题研发中，助力项目的完成。“闪电鸟”作为华北电力大学重要的研发项目之一，华为早早就投入到项目支持当中，为团队保驾护航。面对项目过程中出现的问题，团队借助华为云技术所提供的超强存储能力和算力，完成整个项目的落地。 无人机出动巡检，基于华为全栈 AI 视觉处理与分析技术对图像进行智能识别检测，产生图像和变电站内固定摄像头拍摄产生的视频，通过云平台深度学习与云计算相结合的方式，对图像与视频数据进行自动分析，能一边对图像进行压缩、存储，一边进行各类故障检测、异物分析；根据服务器分析出的结果，工作人员就能立马进行故障检修，无需守在主机旁一直等待。 输电线路智能巡检一体化平台结合华为全栈AI技术，一方面，利用华为云ModelArts平台开发输电线路智能巡检云侧应用，实现对巡检数据和模型算法的统一管理以及存储资源和计算资源的高效利用，对于输电线路中关键部位以及鸟巢、绝缘子掉串等大尺度缺陷进行检测；另一方面，利用华为HiLens端云协同管理平台开发输电线路智能巡检端侧应用，实现端侧设备模型优化和应用部署，以满足输电线路危急缺陷检测的实时性要求，对输电线路中螺栓缺销等问题进行检测。

而对于输电线路发生的紧急情况，一旦无人机检测出了危急缺陷，图片将不会如往常那样返回云侧平台，而是直接到达无人机终端上进行检测，并将识别结果第一时间发送至工作人员，极大程度节省了对危机缺陷的抢修时间。 为提高巡检准确率，采用了深度学习算法对输电线路关键部件与大尺度缺陷进行检测，将这些检测图像进行标注后形成数据集，利用华为云ModelArts 平台的“智能数据标注”功能进一步扩充数据集，用智能数据标注方式大幅提升了标注效率，加快了项目进程。 在华为云的技术支持下，让这群年轻人研发出了市场上极具竞争优势的产品。 闪电鸟无人机不受地形、气候影响，就能以快速实现更广覆盖的巡检，提高了输管道巡检效率；让巡检实现智能化、自动化，无需耗费多余人力就能获知输电线路和变电站的状况；通过“智能运检+深度学习+边缘计算/云计算”大大提高各类缺陷检测精度，极大减少了各类风险及经济损失。

＃开启智能巡检时代，未来可期