在中國(guó)水電發(fā)展“十三五”規(guī)劃中，數(shù)字流域、數(shù)字水電、“互聯(lián)網(wǎng)+”智能水電站、大壩安全在線監(jiān)控和遠(yuǎn)程技術(shù)等都屬于重要發(fā)展方向。為落實(shí)“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”的安全生產(chǎn)方針，四川移動(dòng)、大唐公司、清華研究院合作，運(yùn)用人工智能、5G、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，在四川省廣元亭子口水利樞紐打造了一個(gè)“5G智慧電站”。這是國(guó)內(nèi)第一次在水力發(fā)電領(lǐng)域應(yīng)用5G水下機(jī)器人技術(shù)。

智慧電站保安全

亭子口水利樞紐是國(guó)家完善長(zhǎng)江防洪體系的六大重點(diǎn)工程之一，也是嘉陵江干流唯一的控制性骨干工程，是西部大開(kāi)發(fā)重點(diǎn)工程和四川省“再造一個(gè)都江堰”灌區(qū)骨干工程。自建成運(yùn)行以來(lái)，亭子口水利樞紐在防洪、灌溉、供水、發(fā)電等方面發(fā)揮了巨大效益。

大唐亭子口公司黨委書(shū)記、副總經(jīng)理李陽(yáng)表示，亭子口水利樞紐全面投產(chǎn)運(yùn)行之后，其結(jié)構(gòu)安全巡檢的任務(wù)非常關(guān)鍵，但在現(xiàn)實(shí)執(zhí)行過(guò)程中，大壩壩體表面和水下結(jié)構(gòu)物的常規(guī)巡檢精度和效率都很低，在一定程度上制約了樞紐的安全健康評(píng)估。

四川移動(dòng)廣元分公司集團(tuán)客戶部經(jīng)理孫健告訴記者，“5G智慧電站”項(xiàng)目利用5G大寬帶、低時(shí)延的特性，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)超高清圖像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)快速回傳，又運(yùn)用云計(jì)算、AI數(shù)據(jù)分析等技術(shù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)診斷，利用5G水下機(jī)器人、5G水上無(wú)人機(jī)與辦公業(yè)務(wù)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)交互、壩體異常狀況預(yù)警診斷等，解決了傳統(tǒng)作業(yè)效率低、需要反復(fù)下水作業(yè)等問(wèn)題，增強(qiáng)了操作便利性及安全性，做到對(duì)問(wèn)題和隱患的及時(shí)預(yù)警，切實(shí)保障大壩運(yùn)行安全。

水下機(jī)器人用上5G

在常年累月的運(yùn)行中，大壩的泄洪消能設(shè)施必然會(huì)出現(xiàn)磨蝕、露筋等損傷，傳統(tǒng)的檢測(cè)方式需要排水、清淤，再由人工到現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，效率低、成本高，不利于防洪安全和電力生產(chǎn)。

清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院智能水電樞紐研究所副所長(zhǎng)王皓冉表示，在“5G智慧電站”項(xiàng)目中，應(yīng)用了5G水下機(jī)器人搭載清淤和巡檢作業(yè)設(shè)備，可以在不排水的條件下，替代人工進(jìn)行水下作業(yè)。這項(xiàng)技術(shù)利用5G大帶寬的優(yōu)勢(shì)，實(shí)時(shí)回傳水下機(jī)器人采集的高清圖像，同時(shí)利用5G低時(shí)延特性，可以對(duì)機(jī)器人實(shí)施遠(yuǎn)程控制，完成周密的勘察檢測(cè)工作。

“通過(guò)多種傳感數(shù)據(jù)融合，結(jié)合巡檢、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和失穩(wěn)機(jī)理、老化壽命評(píng)估方法，我們可以在保障水庫(kù)大壩長(zhǎng)期安全運(yùn)行的同時(shí)，提升信息化和智能化管理水平。”王皓冉說(shuō)。

據(jù)記者了解，按照設(shè)計(jì)要求，每3至5年或大洪水過(guò)后，亭子口水利樞紐都需要對(duì)泄洪消能設(shè)施進(jìn)行檢測(cè)，傳統(tǒng)檢測(cè)工期一般長(zhǎng)達(dá)3至6個(gè)月，需要花費(fèi)工程成本590萬(wàn)元左右。使用5G水下機(jī)器人則可以將單次巡檢費(fèi)用下降到70萬(wàn)元左右，工期只需20天，效益非常顯著。

巡檢無(wú)人機(jī)大顯身手

大壩表面也需要日常巡檢，但由于壩體巨大，人工巡檢費(fèi)時(shí)費(fèi)力，往往需要借助繩索、吊車(chē)等將人送到壩體垂直表面，近距離使用卷尺、鋼纖、粉筆、數(shù)碼相機(jī)等進(jìn)行檢查。實(shí)際操作中，存在高風(fēng)險(xiǎn)、低效率、過(guò)于依賴檢測(cè)人員經(jīng)驗(yàn)等問(wèn)題。

“5G智慧電站”項(xiàng)目為此研制了一套高精度壩面5G無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)，其中包含了巡檢路徑規(guī)劃、壩面表觀缺陷識(shí)別、健康診斷體系構(gòu)建等功能。通過(guò)無(wú)人機(jī)回傳超高清圖像，再由云計(jì)算、AI數(shù)據(jù)分析、圖形圖像檢測(cè)等技術(shù)進(jìn)行診斷，該項(xiàng)目可以實(shí)現(xiàn)壩面自主巡檢、信息的無(wú)縫獲取、三維重建等功能。“這樣不僅可以提升巡檢效率，也為水庫(kù)大壩的安全提供了重要保障。”王皓冉說(shuō)。

亭子口水利樞紐整個(gè)大壩上、下游壩面水上部分面積大約有9.36萬(wàn)平方米，傳統(tǒng)檢測(cè)方式每平米需要花費(fèi)約50元，因此每次全面檢查的成本在460萬(wàn)元左右，用時(shí)約90天。采用5G無(wú)人機(jī)智能巡檢則可以把工期降到15天，每次巡檢的總花費(fèi)僅需19萬(wàn)元左右。

此外，該項(xiàng)目還在亭子口水利樞紐部署了5G云視訊高清視頻會(huì)議系統(tǒng)，指揮中心、各個(gè)部門(mén)的工作人員，以及身處外地的技術(shù)專(zhuān)家，都可以通過(guò)這套會(huì)議系統(tǒng)進(jìn)行集體會(huì)商和交流。如果需要，還可以將5G水下機(jī)器人實(shí)時(shí)巡檢畫(huà)面添加到會(huì)議視頻中，實(shí)現(xiàn)電站中控室、大唐集控中心、外地水電專(zhuān)家等多方視頻工作會(huì)議。

自從5G在中國(guó)投入商用后，包括運(yùn)營(yíng)商在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)鏈各方一直在積極拓展5G行業(yè)應(yīng)用。亭子口水利樞紐的“5G智慧電站”項(xiàng)目表明，只要貼近客戶、找準(zhǔn)需求、做好個(gè)性化解決方案，5G的價(jià)值就必然會(huì)在各行各業(yè)綻放光彩。
責(zé)任編輯:tzh