展翅蒼穹——廣東電網(wǎng)機巡作業(yè)中心系統(tǒng)化運作之路

　　臺風“天鴿”過后，500千伏鼓峰乙線搶修現(xiàn)場，工作人員正放飛無人機勘察線路周邊地形?！∧暇W(wǎng)報記者 李志杰 攝

　　8月9日，廣東電網(wǎng)公司佛山供電局輸電管理所無人機團隊——“佛電空軍”對220千伏德旭甲乙線的線行通道和桿塔設備等進行數(shù)據(jù)采集和厘米級建模?！≮w艷 攝

　　在廣東電網(wǎng)公司無人機技能大賽上，參賽選手操作無人機進行繞桿飛行?！∧暇W(wǎng)報記者 李志杰 攝

　　今年有一段時間，劉高突然感覺自己成了“名人”。走在大院里，時不時都會有人來跟他打招呼。

　　作為廣東電網(wǎng)機巡作業(yè)中心的一名“飛手”，今年“五一”期間，他登上了中央電視臺的演播廳，在上億的觀眾面前展示了他精確操控無人機的絕活，一時間成了南方電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的“科技網(wǎng)紅”。

　　“你可能會出名，但過一段時間人們就會把你忘了。”他對即將登上央視熒屏的江門供電局“飛手”陳益平說。

　　在陸續(xù)突破無人機夜間巡視、雷達定位、激光點云數(shù)據(jù)拼接、激光自動建模等技術難題后，廣東電網(wǎng)機巡作業(yè)中心“集團軍”式的無人機作戰(zhàn)能力，正受到行業(yè)內(nèi)外越來越多的關注。至今，已有全國20多家省級單位前來交流學習。令人意外的是，來自供水、供氣等行業(yè)的不少企業(yè)也拋來了橄欖枝。

　　“我們希望要做行業(yè)發(fā)展的領跑者，核心技術的輸出者?！眲⒏哒f，這些年來，無人機電力巡檢技術正在被一項項突破，未來，AI技術的研發(fā)和自動駕駛技術的推廣，將開拓無人機應用的另一片藍海市場。

　　快速勘災：從單兵種到“集團軍”

　　今年8月中旬，受熱帶低壓影響，粵西地區(qū)普降大到暴雨。8月14日上午11時25分，劉高帶領的作業(yè)團隊操控無人機傳回三維圖片顯示：茂名信宜S280省道間，輸電線路下面多處出現(xiàn)山體滑坡，多個村莊被泥石流阻斷。

　　8月12—13日，廣東電網(wǎng)機巡作業(yè)中心出動直升機1架、固定翼無人機8架、多旋翼無人機9架，前往茂名信宜新寶鎮(zhèn)、思賀鎮(zhèn)開展機巡勘災。短短兩天時間，即完成110公里主網(wǎng)線路、配網(wǎng)213基電桿的災情勘察。

　　如今，機巡作業(yè)已在災情勘察中得到大規(guī)模應用。去年的“天鴿”過后，廣東電網(wǎng)機巡作業(yè)中心出動7架次直升機、136架次無人機，20小時內(nèi)完成1200公里線路的災情勘察，為后續(xù)搶修提供了精準的災情數(shù)據(jù)分布圖，為全面恢復對澳供電搶到了時間。

　　而3年前，在無人機技術還尚不成熟時，卻是另一番場景。

　　當時，廣東電網(wǎng)公司只有佛山、肇慶、清遠幾個供電局有小范圍地開展無人機作業(yè)，機巡作業(yè)只是散落在各個供電局的小項目。而在有人直升機的租賃方面，由于作業(yè)任務相對零散，價格偏高，應用范圍和次數(shù)都較少。在技術起步階段，南方電網(wǎng)公司提出的“機巡為主，人巡為輔”更多地還停留在概念上。

　　機會來了。

　　2015年，強臺風“彩虹”襲擊湛江，這也是1949年以來10月登陸我國內(nèi)陸的最強臺風?！安屎纭边^境之處，風雨肆虐，樹木傾折，屋宇損毀，而電網(wǎng)也遭受重創(chuàng)。當時，正在江西休假的彭熾剛立即請纓：“我們調(diào)派幾架飛機過去巡線?！钡珡V東電網(wǎng)公司內(nèi)部不無疑慮：基層單位忙于搶修，機巡團隊過來會不會給當?shù)靥砺闊?？所謂的添麻煩是指機巡人員對當?shù)氐匦?、線路不熟悉，需要當?shù)厝藛T帶路。

　　彭熾剛說，“我們可以自己干”，他帶領機巡中心最精干的幾個人，直奔湛江。

　　2015年10月6日，兩架有人直升機盤旋在湛江上空，對該地區(qū)的500千伏港島甲乙線和110千伏赤新線實行災后勘察。這也是南方電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)首度出動直升機勘察臺風災情。憑借原始的數(shù)據(jù)積累，直升機通過半天時間勘察，在暴雨中帶回了雷州半島幾條關鍵線路受損的詳細資料，為下一步搶修復電計劃的制定提供了科學依據(jù)。

　　這一次，也讓廣東電網(wǎng)公司首次感受到了機巡作業(yè)的巨大作用。

　　正是這一年，廣東電網(wǎng)公司成立了當時國內(nèi)唯一正處級單位的廣東電網(wǎng)機巡作業(yè)中心。廣東電網(wǎng)機巡作業(yè)中心主任彭熾剛解釋說：“這就相當于有預算、有人，可以調(diào)動各種資源，具備了把機巡作業(yè)這塊蛋糕做大的能力?！?/p>

　　此后，廣東電網(wǎng)機巡作業(yè)中心制定了統(tǒng)一的標準、空域、人員培訓和設備管理，初步形成機巡管理體系，推動了機巡由地市局分散管理向集約化方向轉(zhuǎn)變。同時，在國內(nèi)首創(chuàng)機巡應急勘災體系，破解了快速勘災難題。

　　去年12月20日晚，珠海市鳳凰山發(fā)生山火，過火面積約20公頃，情況十分危急。由于能見度低，火線較長，山勢險要，如果出動人工勘察災情，不僅時間耗費長，而且存在不小的安全風險。

　　當時，剛剛參加完2017中國(珠海)國際無人系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)大會暨博覽會的多家無人機公司，出動無人機開展山火災情勘察。一時間，幾十架無人機盤旋在鳳凰山上空。

　　這也是檢閱飛機性能的一次實戰(zhàn)比拼。然而，多架無人機或因續(xù)航能力不足，或因提供的視頻圖像模糊而宣告飛行失敗。

　　最終，珠海市政府成立的應急總指揮部采用了廣東電網(wǎng)機巡作業(yè)中心調(diào)用的4臺無人機采集的畫面和視頻。

　　“黑夜給了我黑色的眼睛，我卻用它來尋找光明?！睕]有顧城般的詩意，劉高和他的團隊卻在多次實踐后，自主研發(fā)的無人機紅外夜視功能，在這場災情勘測中大放異彩，一舉奠定了國內(nèi)無人機夜視巡查的領先地位。

　　提質(zhì)增效：從日常巡視到預判未來

　　機巡作業(yè)最樸素的目的，就是降低勞動強度，提高工作效率。

　　按照南方電網(wǎng)輸電線路運維規(guī)定，對于主網(wǎng)設備，線路工每年必須登塔一次。而年輕人并不擅長爬山登塔這些活兒。深圳供電局輸電管理所機巡作業(yè)班班長周海峰說，“以前都是四五十歲的老員工爬塔，年輕人在塔下看。”

　　然而，機巡作業(yè)的出現(xiàn)，使這一局面得以顛覆式的轉(zhuǎn)變。

　　“直升機飛行8小時，可以完成人工1個月的巡視量?！边@一統(tǒng)計數(shù)據(jù)令基層一線的年輕員工為之一振，他們發(fā)現(xiàn)，自己在爬山登塔方面的劣勢可以靠高科技來彌補。2009年，機巡作業(yè)開始在廣東電網(wǎng)生根發(fā)芽。當時，大疆公司的一架無人機價格大多在幾千元人民幣，廣東電網(wǎng)公司基層很多班組開始自發(fā)性地使用，利用小成本解決了困擾他們許久的實際問題。

　　“不用爬塔，甚至不用爬山，比人爬上去看得還清楚?！倍遥瑱C巡采集的內(nèi)容更加豐富，有照片，有視頻?；鶎尤藛T嘗到了甜頭。

　　廣東電網(wǎng)機巡作業(yè)中心數(shù)據(jù)分析部副部長許志海認為，機巡不是純粹替代的技術，但內(nèi)容更加豐富。機巡最重要的作用體現(xiàn)在，它可以把不適合人巡的偏遠地區(qū)、高山峻嶺給巡視了，把最困難的線路巡視了，這樣就可以把輸電人員解放出來，干更高級的事情。

　　機巡的大規(guī)模應用后，不僅改變了日常巡視、特巡特維的密度和周期，還在預測潛在風險、解決潛在問題中發(fā)揮越來越重要的作用?！巴ㄟ^智能作業(yè)與計算分析，我們不僅可以發(fā)現(xiàn)缺陷，還可以預測缺陷的發(fā)展趨勢?！痹谝环€行三維數(shù)據(jù)圖中，線路下面的綠色植物清晰可見。許志海介紹，根據(jù)智能識別樹種和主干直徑計算分析，一年后此處植物的生長高度會給線路安全運行帶來影響，屆時系統(tǒng)會自動提示運維人員去現(xiàn)場查看處理。

　　數(shù)據(jù)出效益。以往，調(diào)度部門往往會出于安全考慮，不敢把輸電通道的負荷用得過高。而今，通過大數(shù)據(jù)分析潛在風險，提前消除安全隱患后，節(jié)奏已經(jīng)發(fā)生了變化。2017年迎峰度夏期間，在云浮220千伏云天、興天線等7回線路斷面穩(wěn)定管控中，廣東電網(wǎng)機巡作業(yè)中心應用數(shù)字通道技術，預測線溫80℃工況下新增隱患點249處，提前消除了潛在風險，供電能力由560萬千瓦提高到670萬千瓦，每月增供電量達7920萬度。

　　數(shù)據(jù)顯示，今年上半年，通過對廣東電網(wǎng)4400多回主網(wǎng)線路各種特殊工況進行排查，梳理出538回線路載流量有提升需求。經(jīng)精巡和多工況分析，廣東電網(wǎng)公司組織開始特維特巡，采取一線一策短期提升措施，共發(fā)現(xiàn)并消除載流量提升后安全距離不足的潛在風險點391處，平均提升供電能力15%，增供電量16億千瓦時。

　　2017年，通過機巡的大規(guī)模推廣應用，累計發(fā)現(xiàn)輸電線路缺陷108623處，是人工巡視發(fā)現(xiàn)缺陷的11倍。與此對應的是，廣東電網(wǎng)輸電線路當年外力破壞跳閘率同比下降19.9%。

　　短短3年時間，廣東電網(wǎng)無人機年巡視規(guī)模從2015年的2千公里提高到8萬公里，實現(xiàn)“白天+夜間”全時段巡視，電力線路巡視由傳統(tǒng)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。

　　引領發(fā)展：從瓶頸突破到技術輸出

　　“歷史性時刻！”7月31日，廣東電網(wǎng)“佛電空軍”攻克無人機航線智能規(guī)劃、激光點云數(shù)據(jù)拼接、激光自動建模等技術難題，在國內(nèi)率先實現(xiàn)站對站的無人機高精度自主繞塔巡檢，飛行總長度為5公里，共巡視19座基塔。這也意味著，空中無人駕駛的大規(guī)模應用將越來越接近現(xiàn)實。

　　一群懷揣新時代勞動者夢想的70后和90后，全力以赴。此刻，劉高難掩興奮，在微信朋友圈留下了“吹過的牛，咱們一定會兌現(xiàn)”的萬丈豪情。

　　“就像狙擊槍一樣，手動飛行都有一個瞄準的過程，效率比較低，現(xiàn)在規(guī)劃好線路，就像導彈一樣，直接打過去，效率上會提升一倍以上?！眲⒏呓榻B說，在巡視質(zhì)量上，自動駕駛由于拍攝標準統(tǒng)一，所以每次拍攝到的設備位置、角度都能一樣，便于發(fā)現(xiàn)缺陷。

　　從純手動人工到計算機輔助，再到瞄準全自動，短短三年時間，廣東電網(wǎng)機巡作業(yè)中心在無人機巡視技術上已突破多項瓶頸：

　　——引進測繪行業(yè)的傾斜攝影技術，實現(xiàn)把平面二維照片還原成三維立體電網(wǎng)模型

　　——研發(fā)固定翼激光雷達，集北斗定位和航空測繪優(yōu)勢于一體，具備流水線批量化生產(chǎn)能力

　　——建成數(shù)字化運行通道3.5萬公里，實現(xiàn)輸電通道全參數(shù)可測量、缺陷隱患可分析、運行狀態(tài)可預判

　　規(guī)?；臋C巡作業(yè)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的海量積累，為智能化運維質(zhì)的飛躍，奠定了堅實基礎?！艾F(xiàn)在，通過無人機智能作業(yè)，每天都會產(chǎn)生2T的數(shù)據(jù)，由100多臺服務器構(gòu)建成的私有云處理分析，多維度評估預測設備風險?！迸頍雱偨榻B，當前廣東電網(wǎng)機巡作業(yè)中心已儲存了17萬多張照片，可以隨時“喂養(yǎng)”智能工具。

　　從人巡到機巡，從有人機為主向無人機為主，從人工遙控邁向自動駕駛，廣東電網(wǎng)機巡作業(yè)中心推動了機巡作業(yè)技術的迭代式發(fā)展，使得機巡作業(yè)更加安全，門檻不斷降低，規(guī)模不斷擴大。目前，廣東電網(wǎng)機巡作業(yè)中心成功研發(fā)了無人機自動駕駛技術配套軟、硬件設備，全體系實現(xiàn)了自動充電及航線自動規(guī)劃、自動巡視、自動分析缺陷，具備了機巡整套核心技術輸出的能力。

　　種種跡象表明，機巡作業(yè)的春天已經(jīng)到來。未來，在越艱險越困難的地方，越能看到無人機自由翱翔的身影。

　　南網(wǎng)報記者 黃勇華 通訊員 楊雅潔 劉云根

　　一個簡單的厲害人兒

　　——記“佛電空軍”技術擔當曾懿輝

　　“佛電空軍”成立初期，曾懿輝組裝無人機。陸勝強 攝

　　在廣東電網(wǎng)公司佛山供電局輸電管理所無人機團隊——“佛電空軍”中，有一個團隊成員公認的技術研發(fā)牛人，從2014年團隊成立之初組裝無人機、編寫操控程序，到今年先后在國內(nèi)率先實現(xiàn)輸電線路無人機自主智能精細化巡檢、110千伏變電站站對站自主巡檢，都與他休戚相關。

　　他就是佛山供電局輸電管理所信息及科技專責曾懿輝，一個執(zhí)著、專注的85后技術宅。

　　2014年，由4人組成的“佛電空軍”成立，曾懿輝負責技術攻關。畢業(yè)于華中科技大學電氣工程專業(yè)的他，翻遍“我愛模型”論壇關于無人機的1000多條帖子，弄明白小型多旋翼無人機的飛行原理。

　　“那會兒無人機在電力行業(yè)還是個新生事物，沒法立項購買，但我們將無人機應用到輸電線路巡視的意愿很強烈，所以只能上網(wǎng)買一些零配件，自己焊接組裝。”曾懿輝介紹，“硬件有了，系統(tǒng)支撐還有欠缺，我就自學編程，寫控制程序。寫好了就跟搭檔一起測試。當然，開始并不順利，有時辛辛苦苦組裝的無人機，飛起來不到5分鐘就掉下來，摔個粉碎?！?/p>

　　據(jù)成員介紹，那一年，曾懿輝沒少加班，因為一個指令編寫和修改代碼到深夜是常有的事。練習飛行期間，“驚心動魄”的事沒少干，像脫去外衣褲下魚塘撈飛機，提著果籃向被無人機砸到屋頂?shù)霓r(nóng)戶道歉……“現(xiàn)在講起來是好笑，那會可都是淚啊?！?/p>

　　終于功夫不負有心人，團隊逐步攻克云臺穩(wěn)定性、避障、遙控器增程等技術難題，并做到平穩(wěn)的長時間超視距飛行，無人機從此與輸電線路結(jié)下不解之緣，“佛電空軍”這一嘗試可以說引領整個行業(yè)多旋翼無人機應用大潮。2016年，“佛電空軍”無人機應用作為新興產(chǎn)業(yè)典型代表入選BBC行業(yè)發(fā)展紀錄片拍攝案例。

　　2016年，適用無人機的RTK(實時動態(tài)定位技術)組模出現(xiàn)，為無人機精細化自動巡檢控制技術的研發(fā)帶來了曙光。他了解到信息后，購買了RTK高精度定位模塊，自己設計組裝了一臺適用于自動駕駛的紅外雙光樣機。后來，大疆公司出品的自帶RTK的無人機就參考了他們設計的布局。與此同時，曾懿輝又開啟了學霸模式，弄懂手持定位儀、高精度定位無人機、激光雷達等設備的操作，采集輸電線路通道地形地貌數(shù)據(jù)，生成高精度空間模型，再通過高精度定位無人機采集桿塔的起飛位置、金具的選定位置、可見光及紅外拍攝位置及拍攝角度等全過程信息，導入后臺程序，最終，后臺進行數(shù)據(jù)分析、整合，形成無人機自主飛行最佳路徑的控制程序。這一過程就花了近半年時間。

　　除了在無人機領域的技術創(chuàng)新，他還基于“云大物移智”等最先進的技術在圖像識別防外力破壞系統(tǒng)、輸電線路在線視頻監(jiān)控等領域摸索出了一些成果。用他的話說，6年的電纜班組工作經(jīng)歷，讓他更了解班組工作實際，他的創(chuàng)新就是要切切實實為一線班組人員減負，尤其是減少重復勞動，少做無用功，“機器代人”的目的就是要提高人員的勞動價值。2017年，他成為佛山供電局最年輕的二級助理技術專家。

　　曾懿輝是一個極簡單真實的人，說話直，脾氣倔，不善交際，沉浸在技術研究的世界里，把喜歡做的事做到極致。談到主動跟他學習技術的新同事們，他說新員工進到企業(yè)都是滿懷干事熱情的，但日復一日的重復勞動，久了會漸漸消磨掉個人意志，所以必須有能為之奮斗的寄托。接下來，構(gòu)建輸電智能駕駛艙，為輸電線路配齊智能化的“腦、眼、手”，實現(xiàn)輸電線路基于大數(shù)據(jù)的智能運維就是他的階段性目標。