• 全國 [切換]
  • 二維碼

    掃一掃關(guān)注

    當(dāng)前位置: 首頁 » 行業(yè)資訊 » 新聞資訊 » 正文

    “AI”在萬家燈火間

    放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2020-07-06    瀏覽次數(shù):3549
    導(dǎo)讀

    海上巨人 正午,船往幽藍的海面上駛?cè)ァ?風(fēng)卷起了海浪,浪頭很高。華為中國政企電力行業(yè)解決方案部的孔慶偉和深圳供電局的客戶一行人,顛簸了許久,終于到達位于深圳西部的大鏟島海域。一個高達70多米的輸電線路基塔,像巨人般紋絲不動地矗立在眼前。大家一起下了船,順著金屬焊接的梯子,登上了基塔的鋼筋混凝土平臺。海上

    海上巨人
    正午,船往幽藍的海面上駛?cè)ァ?/span>
    風(fēng)卷起了海浪,浪頭很高。華為中國政企電力行業(yè)解決方案部的孔慶偉和深圳供電局的客戶一行人,顛簸了許久,終于到達位于深圳西部的大鏟島海域。
    一個高達70多米的輸電線路基塔,像巨人般紋絲不動地矗立在眼前。大家一起下了船,順著金屬焊接的梯子,登上了基塔的鋼筋混凝土平臺。
    海上輸電基塔

    “就是這里了?!笨蛻粽f。
    往下看,海下30多米處,有20多根巨大樁基深扎海底,托起了這個巨大的平臺;向上望,高壓電線從塔尖如同放射線一樣,連接到隔壁的鐵塔上,正源源不斷地把電帶給深圳西部的多個區(qū)域。
    仰視著這座“海上巨人”,孔慶偉若有所思。不久前,華為和南方電網(wǎng)成立了聯(lián)合創(chuàng)新中心,希望圍繞客戶提出的研究課題,提供前沿的技術(shù)方案和產(chǎn)品,解決電網(wǎng)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中的問題。他此行的目的就是調(diào)研輸電線路巡檢存在的問題。
    輸電線路分布在深圳全市各個區(qū)域,設(shè)備點多面廣,而且大部分位于丘陵山間,當(dāng)然,也有像這樣的變幻莫測的海域。由于受氣候、運行環(huán)境的影響很大,需要巡檢員長途跋涉,翻山越嶺,定期進行線路巡檢,及時發(fā)現(xiàn)缺陷與隱患。深圳供電局輸電管理所管轄桿塔7700多個,線路4000多公里。按照傳統(tǒng)輸電方式巡檢,巡檢員每年巡線行走路程約2500公里。這個距離相當(dāng)于從深圳一路走到北京。
    更艱苦的是,巡檢人員需要徒手攀登巡檢電塔,在懸空的導(dǎo)線上持續(xù)工作數(shù)個小時。有人稱他們?yōu)椤爸┲肴恕保腥朔Q他們?yōu)椤案呖瘴枵摺?,行走于高空云端的照片看起來氣勢磅礴,但只有他們知道,在輸電桿塔上工作是如何驚心動魄。
    傳統(tǒng)電力巡檢就如同在鋼絲上跳舞

    “高塔有二三十樓層那么高。說不害怕,肯定是假的。”線路班的班長楊興,是深圳供電局輸電管理所的資深巡檢員。每一次上桿塔,不管看起來多么云淡風(fēng)輕,他心里還是會忍不住打鼓。
    夏季鐵桿非常燙手,塔上溫度更是超過40℃,攀爬異常艱難,冬季寒風(fēng)凜冽,高處風(fēng)速很大,要克服劇烈的晃動。除了系上安全繩,有時還要抬著壓機、架空線、吊鏈、鋼絲繩等“重型武器”負(fù)重前行,已經(jīng)不能用簡單的辛苦來形容。
    客戶順著基塔塔尖方向望去,感慨地說:“如果能智能巡檢可以代替人工巡檢,一切都會大有不同?!?/span>
    一望無際的海面上,波光在翻滾著,孔慶偉心里也泛起了漣漪。深耕電力行業(yè)十多年,他篤定一點:只有貼合生產(chǎn)業(yè)務(wù)場景,瞄準(zhǔn)客戶的最痛的問題,技術(shù)才能在行業(yè)落地生根。
    客戶的痛
    客戶的痛由來已久。
    暴雨、冰雪、臺風(fēng)等各類極端氣象情況,都是供電安全面臨的挑戰(zhàn)。2008年春節(jié),一場遍及20個省的超大范圍低溫、冰凍驟然而至。大雪迫使鐵路、公路、民航交通中斷,有列車因為電力中止,被逼停在高架橋上。很多電塔轟然倒下,造成很多區(qū)域大規(guī)模停電。
    從這以后的數(shù)年間,國內(nèi)一些區(qū)域的輸電桿塔上試點安裝了第一代在線監(jiān)測設(shè)備,內(nèi)置攝像頭,可以抓拍圖片。但由于沒有很好地解決供電和網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)問題,設(shè)備頻繁出現(xiàn)故障,反而加重了維護壓力。這好比主人想要找個保姆,誰知道保姆天天生病,反而要主人天天去照顧。電力巡檢依然高度依賴于人工。
    2018年前后,南方電網(wǎng)深圳供電局開始嘗試“智能巡檢”,在數(shù)千座電力桿塔上陸續(xù)安裝第二代在線監(jiān)測設(shè)備,從一定程度上解決了可用性的問題。
    不同于第一代設(shè)備的笨重,第二代在線監(jiān)測設(shè)備背的是“小電池背包”,更適合被安裝在桿塔上。身板不大,卻內(nèi)有乾坤。除了攝像頭、太陽能電板,還內(nèi)置傾斜傳感器、溫度傳感器、微氣象監(jiān)控裝置等,可以監(jiān)測桿塔傾斜角度、溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、雨量、光輻射等多種參數(shù)。
    但為了省電、省流量,每隔一小時,設(shè)備才會采集一次,把圖片、視頻和監(jiān)測參數(shù)傳回后臺,其余時段關(guān)機。
    “一個小時可以發(fā)生太多的事。線路下有施工,或者風(fēng)箏吹到線路上,都可能影響輸電線路穩(wěn)定運行,造成大面積的停電?!笨讘c偉深知客戶的擔(dān)憂。
    更關(guān)鍵的是,由于缺乏有效的邊端智能識別功能,桿塔固定攝像頭拍下的圖片和視頻需要全部回傳到主站,通過主站分析查找故障。因此導(dǎo)致大量的無效圖片及視頻回傳,工作量大,存儲空間大。對于線路故障也只能事后分析,故障判斷不及時。
    “每天傳回后臺的照片有幾千張,一個月下來有幾十萬張,根本來不及看?!鄙钲诠╇娋值墓ぷ魅藛T談起繁重的分析工作,無奈地說。而要從數(shù)十萬張極其相似的照片中找出可能存在的隱患點,就像在玩“大家來找茬”游戲一樣考驗眼力和耐力。
    雖然近年來深圳供電局也做了關(guān)于無人機巡檢的嘗試,作為桿塔上的固定攝像頭的補充,但也只解決“看得見”的問題,依然“看不懂”,發(fā)現(xiàn)故障還是依賴人,效率很低。
    孔慶偉記得有一回去現(xiàn)場調(diào)研,看著無人機駕駛員蹲坐在輸電桿塔下,為了抓拍到清晰圖片,一會兒手工調(diào)焦距,一會兒做缺陷的實時判定,一天下來汗流浹背,他在心里默想:“如果我們能把經(jīng)驗變成AI的話,就可以大大提升巡檢的效率了。”
    殺手锏
    帶著調(diào)研取得的詳實信息,孔慶偉回到了公司。經(jīng)過各部門的規(guī)劃、碰撞,拿出了一套基于“云-管-邊-端”電力物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的電網(wǎng)視頻智能巡檢方案,希望通過與攝像頭、無人機等設(shè)備集成供邊緣AI算力,構(gòu)建云邊協(xié)同AI架構(gòu),端側(cè)識別故障,實現(xiàn)缺陷就地自動識別。
    給輸電桿塔上的攝像頭裝上AI的“大腦”,成為了第一個階段性目標(biāo)。
    “這是我們的殺手锏!”吳杰指著一個火柴盒大小的Atlas 200 AI加速模塊,笑著說。他是華為昇騰計算產(chǎn)品部Atlas項目群的技術(shù)專家,也是這個項目研發(fā)側(cè)的負(fù)責(zé)人,接下來的9個月,他要負(fù)責(zé)操刀這臺AI“大腦”的移植手術(shù)。
    在線監(jiān)測裝置內(nèi)有乾坤

    “你看,這里面有一顆昇騰310 AI處理器,可以對圖片和視頻進行實時分析,并第一時間給出診斷結(jié)果?!?/span>
    一個小小的模塊,能有這么大的威力?
    這不得不提到計算能力(簡稱算力)的重要性。小至手機、PC,大到超級計算機,算力存在于各種硬件設(shè)備,沒有算力就沒有各種軟硬件的正常應(yīng)用。Atlas 200 AI加速模塊,擁有強大的算力,體積小、耗電少,半張信用卡大小就可支持16路高清視頻實時分析——原本幾個月才能完成的龐大數(shù)據(jù)計算和處理,交給它,就是分分鐘的事情。
    它可以結(jié)合基于深度學(xué)習(xí)的識別算法,實現(xiàn)對圖像及視頻信息實時分析、報警、上傳,大量減少無效圖片的回傳,減輕帶寬壓力。同時,主站AI也可以實現(xiàn)后臺精準(zhǔn)分析,及時揪出人工巡視不易發(fā)現(xiàn)的隱患點。
    華為團隊迫不及待地想把它“安利”給客戶。
    捉襟見肘
    不出所料,第一次交流,客戶就表達出了濃厚的興趣,但也有些將信將疑,畢竟眼見才能為實,華為能不能拿出更多有說服力的證明?為此,2019年3月,華為團隊拿著設(shè)備的樣機為客戶做了第一次演示。
    在萬眾矚目之下,算法模型在樣機上順利跑通,這意味著這個AI“大腦”正常運行。
    表現(xiàn)如何?一看數(shù)據(jù),每一次識別圖片和視頻,需要等待XX毫秒,才能輸出結(jié)果。雖然人幾乎沒有感知,但是和華為團隊宣稱的“實時”還有一點差距。
    “還能更快嗎?”顯然,抱著高期待的客戶,還不夠滿意。
    孔慶偉的心里咯噔了一下,應(yīng)該是算法模型還沒有完全適配?!斑@就好比和客戶說,用我們的金磚,可以給你造一棟富麗堂皇的別墅,結(jié)果好像還差點意思?!?
    更大的問題出在功耗上。AI“大腦”很聰明,但是對于身體的負(fù)荷超出了預(yù)期:功耗高達十幾瓦!
    真沒想到,這個“小家伙”看起來雖然個子小小的,卻是個“大胃王”。要知道,為了滿足桿塔的安裝要求,合作伙伴金三立提供的在線監(jiān)測裝置,電池大小是恒定的,要支持內(nèi)置的所有傳感器、攝像頭的用電需要,本來就很困難了,現(xiàn)在又多一個Atlas 200加速模塊,讓這個本不富裕的電池更加捉襟見肘。
    “試點驗證一下效果應(yīng)該還可以,商用的話……”看到這個結(jié)果,合作伙伴的工程師連連搖頭。那隱含的意思就是——別想了,沒法商用。
    遇山開山,遇水架橋
    焦慮和失落的情緒彌漫在華為研發(fā)團隊中。
    那段時間,吳杰同時輾轉(zhuǎn)于兩個電力項目中,幾乎沒有睡過一個安穩(wěn)覺?!皦毫μ罅耍 庇袝r候在夢里,他會夢到電塔高聳的塔尖和炫目的烈日,不由得一陣暈眩。
    曾在電力行業(yè)摸爬滾打多年,他很清楚,輸電場景對于客戶來說是剛需。孵化出來的創(chuàng)新方案,如果無法解決客戶的痛點,無法和業(yè)務(wù)做深度的融合,就是一塊漂亮但無用的磚頭?!拔覀儾荒芸照剟?chuàng)新,只有真正能派上用場的產(chǎn)品,才是有用的產(chǎn)品?!?/span>
    要成功完成這臺移植手術(shù),華為必須和合作伙伴一起,做好軟硬件的適配。
    “我們可以做減法,降功耗!”這群由芯片、算法、驅(qū)動等領(lǐng)域的十幾個小伙伴組成的作戰(zhàn)小分隊,早已習(xí)慣了遇山開山,遇水架橋。
    “在這個場景下,客戶對算力的要求不需要達到極致標(biāo)準(zhǔn)?!庇腥颂嶙h降低一部分算力,減少功耗。
    經(jīng)過仔細(xì)的分析、權(quán)衡,研發(fā)團隊判定這是一個可行方案:“殺雞不用牛刀,客戶需要的才是最好的。”
    這一輪優(yōu)化過后,再一測,功耗降到了3.4瓦??磥?,快成了!
    不過吳杰還不是很滿意:“兄弟們再想想辦法。”
    大家仿佛變身精打細(xì)算的管家,用放大鏡一一審視家中還能省下的開銷?!霸谶@種場景下,我們有一些不需要用的接口,是不是可以從這里下手?”又有兄弟揪出了一個改進點。
    大家吭哧吭哧排查了一遍,把不必要的接口關(guān)了,又省下了0.1~0.3瓦的功耗。
    “這下齊活了,只有3瓦了!”階段性的目標(biāo)終于達成!
    不過,精益之路沒有盡頭。研發(fā)團隊在研究對接方案時,又發(fā)現(xiàn)一個問題——“大腦”和“身體”建立“握手協(xié)議”的時間點不一樣,會導(dǎo)致在線監(jiān)測設(shè)備的休眠喚醒時間過長,設(shè)備啟動后還要兩三秒反應(yīng)時間。圍繞這個問題,吳杰等人又做了針對性的改進,也應(yīng)用到了后期交付的設(shè)備中,省下了更多功耗。
    而與此同時,圍繞識別圖片速度還不夠快、不夠準(zhǔn)確的問題,華為研發(fā)團隊根據(jù)算法模型在芯片層面做了調(diào)優(yōu)和適配,進一步提升了識別的效率和準(zhǔn)確率,最終獲得了客戶的認(rèn)可。
    從20天到2小時
    2019年6月,項目正式進入交付階段。深圳1800多個桿塔上的在線監(jiān)測裝置陸續(xù)裝上了AI“大腦”,未來這個數(shù)字還會增加到3000個。
    安裝AI“大腦”

    這些聰明的“大腦”,替巡檢人員上高空,下隧道,巡視一切可能的意外狀況,外力破壞等風(fēng)險實時識別準(zhǔn)確度率達90%,大幅降低人工圖像處理工作量80%,提高視頻監(jiān)測人員工作效率5倍以上,各項性能指標(biāo)皆達到預(yù)期值。
    “過去戶外輸電線路傳統(tǒng)人工巡視需要20天才能完成的工作量,如今只需2小時,巡檢效率提升80倍?!?019年9月3日,南方電網(wǎng)深圳供電局與華為舉行聯(lián)合發(fā)布會,正式宣布第一階段的成果??蛻艏拥卣f:“傳統(tǒng)輸電人‘坐朝問道、垂拱平章’的巡檢夢想正成為現(xiàn)實?!?/span>
    除了桿塔固定攝像頭,華為研發(fā)團隊還計劃和客戶一起,研制搭載Atlas 200 AI加速模塊的無人機,讓無人機可以自動完成視頻和關(guān)鍵部位的圖像拍攝,并對圖像視頻進行故障的實時識別。
    “如釋重負(fù)。”吳杰感到了一種前所未有的輕松,“電力場景太特殊了,關(guān)系到千家萬戶。讓我們開心的是,我們做出來的產(chǎn)品真的幫助客戶解決了很多問題?!?/span>
    而孔慶偉說,這僅僅是一個聯(lián)合創(chuàng)新的開始:“只有圍繞生產(chǎn)業(yè)務(wù)場景去解決客戶問題,公司才能找到在行業(yè)的價值,我們能做的還有很多?!?/span>
    如今,華為和合作伙伴的輸電智能巡檢聯(lián)合方案也已經(jīng)在浙江、江蘇、天津、湖北等更多的省份試點或應(yīng)用。華為Atlas人工智能計算解決方案正在推動著電力行業(yè)的歷史變革,為萬家燈火注入智能和高效。
    城市的每盞燈火之下,都有動人而美好的故事。一幅生機勃勃的AI巨幅畫卷正在緩緩鋪開……


    本文轉(zhuǎn)載自《華為人》

     
    (文/小編)
    免責(zé)聲明
    本文為小編原創(chuàng)作品,作者: 小編。歡迎轉(zhuǎn)載,轉(zhuǎn)載請注明原文出處:http://alt-wrong.com/news/202007/393.html 。本文僅代表作者個人觀點,本站未對其內(nèi)容進行核實,請讀者僅做參考,如若文中涉及有違公德、觸犯法律的內(nèi)容,一經(jīng)發(fā)現(xiàn),立即刪除,作者需自行承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任。涉及到版權(quán)或其他問題,請及時聯(lián)系我們853349837@qq.com。
     

    (c)2008-2020 FAIRGLOBAL SYSTEM All Rights Reserved

    津ICP備20000328號-1