他们为何有底气说机巡作业春天已来到?

 

  台风“天鸽”过后,500千伏鼓峰乙线抢修现场,工作人员正放飞无人机勘察线路周边地形。本报记者 李志杰 摄 

    

  今年有一段时间,刘高突然感觉自己成了“名人”。走在大院里,时不时都会有人来跟他打招呼。 

  作为广东电网机巡作业中心的一名“飞手”,今年“五一”期间,他登上了中央电视台的演播厅,在上亿的观众面前展示了他精确操控无人机的绝活,一时间成了南方电网系统内的“科技网红”。 

  “你可能会出名,但过一段时间人们就会把你忘了。”他对即将登上央视荧屏的江门供电局“飞手”陈益平说。 

  在陆续突破无人机夜间巡视、雷达定位、激光点云数据拼接、激光自动建模等技术难题后,广东电网机巡作业中心“集团军”式的无人机作战能力,正受到行业内外越来越多的关注。至今,已有全国20多家省级单位前来交流学习。令人意外的是,来自供水、供气等行业的不少企业也抛来了橄榄枝。 

  “我们希望要做行业发展的领跑者,核心技术的输出者。”刘高说,这些年来,无人机电力巡检技术正在被一项项突破,未来,AI技术的研发和自动驾驶技术的推广,将开拓无人机应用的另一片蓝海市场。 

  快速勘灾:从单兵种到“集团军” 

  今年8月中旬,受热带低压影响,粤西地区普降大到暴雨。8月14日上午11时25分,刘高带领的作业团队操控无人机传回三维图片显示:茂名信宜S280省道间,输电线路下面多处出现山体滑坡,多个村庄被泥石流阻断。 

  8月12—13日,广东电网机巡作业中心出动直升机1架、固定翼无人机8架、多旋翼无人机9架,前往茂名信宜新宝镇、思贺镇开展机巡勘灾。短短两天时间,即完成110公里主网线路、配网213基电杆的灾情勘察。 

  如今,机巡作业已在灾情勘察中得到大规模应用。去年的“天鸽”过后,广东电网机巡作业中心出动7架次直升机、136架次无人机,20小时内完成1200公里线路的灾情勘察,为后续抢修提供了精准的灾情数据分布图,为全面恢复对澳供电抢到了时间。 

  3年前,在无人机技术还尚不成熟时,却是另一番场景。 

  当时,广东电网公司只有佛山、肇庆、清远几个供电局有小范围地开展无人机作业,机巡作业只是散落在各个供电局的小项目。而在有人直升机的租赁方面,由于作业任务相对零散,价格偏高,应用范围和次数都较少。在技术起步阶段,南方电网公司提出的“机巡为主,人巡为辅”更多地还停留在概念上。 

  机会来了。 

  2015年,强台风“彩虹”袭击湛江,这也是1949年以来10月登陆我国内陆的最强台风。“彩虹”过境之处,风雨肆虐,树木倾折,屋宇损毁,而电网也遭受重创。当时,正在江西休假的彭炽刚立即请缨:“我们调派几架飞机过去巡线。”但广东电网公司内部不无疑虑:基层单位忙于抢修,机巡团队过来会不会给当地添麻烦?所谓的添麻烦是指机巡人员对当地地形、线路不熟悉,需要当地人员带路。 

  彭炽刚说,“我们可以自己干”,他带领机巡中心最精干的几个人,直奔湛江。 

  2015年10月6日,两架有人直升机盘旋在湛江上空,对该地区的500千伏港岛甲乙线和110千伏赤新线实行灾后勘察。这也是南方电网系统内首度出动直升机勘察台风灾情。凭借原始的数据积累,直升机通过半天时间勘察,在暴雨中带回了雷州半岛几条关键线路受损的详细资料,为下一步抢修复电计划的制定提供了科学依据。 

  这一次,也让广东电网公司首次感受到了机巡作业的巨大作用。 

  正是这一年,广东电网公司成立了当时国内唯一正处级单位的广东电网机巡作业中心。广东电网机巡作业中心主任彭炽刚解释说:“这就相当于有预算、有人,可以调动各种资源,具备了把机巡作业这块蛋糕做大的能力。” 

  此后,广东电网机巡作业中心制定了统一的标准、空域、人员培训和设备管理,初步形成机巡管理体系,推动了机巡由地市局分散管理向集约化方向转变。同时,在国内首创机巡应急勘灾体系,破解了快速勘灾难题。 

  去年12月20日晚,珠海市凤凰山发生山火,过火面积约20公顷,情况十分危急。由于能见度低,火线较长,山势险要,如果出动人工勘察灾情,不仅时间耗费长,而且存在不小的安全风险。 

  当时,刚刚参加完2017中国(珠海)国际无人系统产业大会暨博览会的多家无人机公司,出动无人机开展山火灾情勘察。一时间,几十架无人机盘旋在凤凰山上空。 

  这也是检阅飞机性能的一次实战比拼。然而,多架无人机或因续航能力不足,或因提供的视频图像模糊而宣告飞行失败。 

  最终,珠海市政府成立的应急总指挥部采用了广东电网机巡作业中心调用的4台无人机采集的画面和视频。 

  “黑夜给了我黑色的眼睛,我却用它来寻找光明。”没有顾城般的诗意,刘高和他的团队却在多次实践后,自主研发的无人机红外夜视功能,在这场灾情勘测中大放异彩,一举奠定了国内无人机夜视巡查的领先地位。 

    

  提质增效:从日常巡视到预判未来 

  机巡作业最朴素的目的,就是降低劳动强度,提高工作效率。 

  按照南方电网输电线路运维规定,对于主网设备,线路工每年必须登塔一次。而年轻人并不擅长爬山登塔这些活儿。深圳供电局输电管理所机巡作业班班长周海峰说,“以前都是四五十岁的老员工爬塔,年轻人在塔下看。” 

  然而,机巡作业的出现,使这一局面得以颠覆式的转变。 

  “直升机飞行8小时,可以完成人工1个月的巡视量。”这一统计数据令基层一线的年轻员工为之一振,他们发现,自己在爬山登塔方面的劣势可以靠高科技来弥补。2009年,机巡作业开始在广东电网生根发芽。当时,大疆公司的一架无人机价格大多在几千元人民币,广东电网公司基层很多班组开始自发性地使用,利用小成本解决了困扰他们许久的实际问题。 

  “不用爬塔,甚至不用爬山,比人爬上去看得还清楚。”而且,机巡采集的内容更加丰富,有照片,有视频。基层人员尝到了甜头。 

  广东电网机巡作业中心数据分析部副部长许志海认为,机巡不是纯粹替代的技术,但内容更加丰富。机巡最重要的作用体现在,它可以把不适合人巡的偏远地区、高山峻岭给巡视了,把最困难的线路巡视了,这样就可以把输电人员解放出来,干更高级的事情。 

  机巡的大规模应用后,不仅改变了日常巡视、特巡特维的密度和周期,还在预测潜在风险、解决潜在问题中发挥越来越重要的作用。“通过智能作业与计算分析,我们不仅可以发现缺陷,还可以预测缺陷的发展趋势。”在一幅线行三维数据图中,线路下面的绿色植物清晰可见。许志海介绍,根据智能识别树种和主干直径计算分析,一年后此处植物的生长高度会给线路安全运行带来影响,届时系统会自动提示运维人员去现场查看处理。 

  数据出效益。以往,调度部门往往会出于安全考虑,不敢把输电通道的负荷用得过高。而今,通过大数据分析潜在风险,提前消除安全隐患后,节奏已经发生了变化。2017年迎峰度夏期间,在云浮220千伏云天、兴天线等7回线路断面稳定管控中,广东电网机巡作业中心应用数字通道技术,预测线温80℃工况下新增隐患点249处,提前消除了潜在风险,供电能力由560万千瓦提高到670万千瓦,每月增供电量达7920万度。 

  数据显示,今年上半年,通过对广东电网4400多回主网线路各种特殊工况进行排查,梳理出538回线路载流量有提升需求。经精巡和多工况分析,广东电网公司组织开始特维特巡,采取一线一策短期提升措施,共发现并消除载流量提升后安全距离不足的潜在风险点391处,平均提升供电能力15%,增供电量16亿千瓦时。 

  2017年,通过机巡的大规模推广应用,累计发现输电线路缺陷108623处,是人工巡视发现缺陷的11倍。与此对应的是,广东电网输电线路当年外力破坏跳闸率同比下降19.9%。 

  短短3年时间,广东电网无人机年巡视规模从2015年的2千公里提高到8万公里,实现“白天+夜间”全时段巡视,电力线路巡视由传统人巡的4千米/人日,提升至14.5千米/人日,效率提升了2.6倍。 

    

  引领发展:从瓶颈突破到技术输出 

  8月9日,广东电网公司佛山供电局输电管理所无人机团队——“佛电空军”对220千伏德旭甲乙线的线行通道和杆塔设备等进行数据采集和厘米级建模。赵艳 摄 

  

    

  “历史性时刻!”7月31日,广东电网“佛电空军”攻克无人机航线智能规划、激光点云数据拼接、激光自动建模等技术难题,在国内率先实现站对站的无人机高精度自主绕塔巡检,飞行总长度为5公里,共巡视19座基塔。这也意味着,空中无人驾驶的大规模应用将越来越接近现实。 

  一群怀揣新时代劳动者梦想的70后和90后,全力以赴。此刻,刘高难掩兴奋,在微信朋友圈留下了“吹过的牛,咱们一定会兑现”的万丈豪情。 

  “就像狙击枪一样,手动飞行都有一个瞄准的过程,效率比较低,现在规划好线路,就像导弹一样,直接打过去,效率上会提升一倍以上。”刘高介绍说,在巡视质量上,自动驾驶由于拍摄标准统一,所以每次拍摄到的设备位置、角度都能一样,便于发现缺陷。 

  从纯手动人工到计算机辅助,再到瞄准全自动,短短三年时间,广东电网机巡作业中心在无人机巡视技术上已突破多项瓶颈: 

  ——引进测绘行业的倾斜摄影技术,实现把平面二维照片还原成三维立体电网模型 

  ——研发固定翼激光雷达,集北斗定位和航空测绘优势于一体,具备流水线批量化生产能力 

  ——建成数字化运行通道3.5万公里,实现输电通道全参数可测量、缺陷隐患可分析、运行状态可预判 

  规模化的机巡作业,实现了数据的海量积累,为智能化运维质的飞跃,奠定了坚实基础。“现在,通过无人机智能作业,每天都会产生2T的数据,由100多台服务器构建成的私有云处理分析,多维度评估预测设备风险。”彭炽刚介绍,当前广东电网机巡作业中心已储存了17万多张照片,可以随时“喂养”智能工具。 

  从人巡到机巡,从有人机为主向无人机为主,从人工遥控迈向自动驾驶,广东电网机巡作业中心推动了机巡作业技术的迭代式发展,使得机巡作业更加安全,门槛不断降低,规模不断扩大。目前,广东电网机巡作业中心成功研发了无人机自动驾驶技术配套软、硬件设备,全体系实现了自动充电及航线自动规划、自动巡视、自动分析缺陷,具备了机巡整套核心技术输出的能力。 

  种种迹象表明,机巡作业的春天已经到来。未来,在越艰险越困难的地方,越能看到无人机自由翱翔的身影。 

  文丨南方电网报记者 黄勇华 通讯员 杨雅洁 刘云根 

    

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