华灯初上,AI未央

2020-03-14 10:59:57来源:

人类的电力工业文明已有百余年历史。

1882年7月26日傍晚7点,上海外滩到虹口招商局码头,竖起中国第一根电杆,6.4公里长的供电线路上串联的15盏弧光电灯亮起,这是中国最早安装电灯的地方。

华灯初上,AI未央

当时趁着纳凉出来的上海市民,人来人往翘首围观,聚集长达数里。首次公开亮相的西洋电灯,成为“夜空中最亮的星”。为暗夜带来灯光的,是中国的第一个发电厂——上海电气公司,中国的电力事业由此起步。

电影《我和我的祖国》中为保障开国大典国旗顺利升起,电动旗杆设计安装者林治远,争分夺秒排除万难,用一个惊心动魄的未眠之夜确保立国大事“万无一失”。

华灯初上,AI未央

电力对于新中国的意义不同凡响。发展了一个多世纪的电力工业,更是演绎出一部壮丽史诗,其铺开的画卷,每一次泼墨都将成为辉煌历史的注脚。

如今的生活,插上插头,轻轻拨动开关,空调、电扇等电器开始运转,这早已经成为日常。

电力的稳定关乎国计民生,关于整个社会的安全感。小小的开关背后,是迄今为止最复杂的人造系统之一——精密而庞大的电力系统。

纵观历史长河,这项事业正再次迎来变革新节点。

一、复杂人工,翻山越岭

在人类历史中发展了60余年,经历过3次寒冬,被称为当今新时代“水电煤”的人工智能技术,触角已伸入各行各业。那么,它又将如何与这个人类百余年历史的电力行业产生 “化学”剧变。

2019年1月,国家电网公司提出建设“三型两网、世界一流”能源互联网企业的新时代发展战略目标。希望应用移动互联、人工智能等现代信息技术和先进通信技术,实现电力系统各个环节万物互联、人机交互,打造状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的泛在电力物联网。

电力系统精密庞杂,是发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体。

在我国,电力行业在经历电力体制改革后,原国家电力公司拆成了两家电网公司:国网,南网和五家发电集团:大唐,华能,华电,国电,中电投。

电力行业在整个国民生产中,是有垄断性质、独立性较强的行业,外部对电力行业的运营运转是极难真正了解的。那AI将如何切入?就拿普通人较有感知的电力行业一项常规作业——电力巡检来说。

传统的电力巡检员,不论工作环境是冰天雪地,崇山峻岭,不论遭遇蚊虫或动物伤害,碰上山体滑坡,他们都得上阵,这就是本质工作,他们早已司空见惯。

巡检中,有的巡检员要靠肉眼识别线路缺陷,检测线路故障。他们跋山涉水,更面临极大的人身安全风险。

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媒体每年对电力巡检员的工作都有大量报道,真实又令人“心惊”:

“翻山越岭每天行走15公里”

“一年有260余天在偏僻的野外作业”

“攀登100多米的铁塔需要40分钟,在悬空的塔线上持续4个小时以上工作“

“传统输电方式巡检,巡检员每年巡线行走路程约250千米“……

虽然近年来有一些自动化、无人机等协助作业,但还是无法彻底离开人工。

总体而言,传统输电线路巡检的当下,输电线路巡检、运维工作主要存在三个问题:

输电线路监测系统覆盖率无法达到100%,存在监测盲区,需要人工巡检辅助监测;

我国电网规模庞大,传统人工巡检不仅会造成巡检人员工作量大、劳动强度高等问题,同时也会增加电力部门巡检运维成本;

输电线路多部署在山区、荒郊野岭,当遇到雨雪、大雾等恶劣天气,长距离、大规模的巡检作业存在诸多安全隐患。

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如此一来,就易导致工种的缺工率上升。据国家电网披露的数据,巡检工作的高强度与高风险,使这个工种缺员率高达30%至40%。摆在这个行业面前的问题是严峻现实的,它亟需人工智能技术进一步解放人力繁重、反复的工作。

人工智能的价值也正在于此。

当然,对于整个大的电力系统和行业而言,AI的价值可能并不仅止于此。

二、电力+AI的探索

如今二者面对的形势一片大好:政策鼓励,保驾护航;行业亟需,破土革新;AI已来,势不可挡。天时地利人和因素俱在的时候,就该是一个行业高速发展的开端了。

据中商产业研究院预测,到2020年我国智能电网行业市场规模将近800亿元。

华灯初上,AI未央

为电力行业使能的AI,是一门技术。纯技术直接产生的经济利益和商业价值相对有限,但一旦落地到具体行业,地覆天翻。

在《经济转型:通用技术和长期经济增长》书中,作者Richard G. Lipsey指出:

社会经济的持续发展是靠通用技术的不断出现而持续推动的,并将通用技术定义为可识别为单一通用产品,流程或组织形式的技术。

人类发展史走到今天总共有26种通用技术,而人工智能就是一种。所谓通用技术,简单的理解就是要有多种用途、应用到经济的几乎所有地方、并且有很大的溢出效应。

疫情爆发以来,AI技术的落地应用备受关注,在医疗CT诊断、地铁站红外测温、病毒疫苗研发、大数据分析等方面发挥出巨大作用。这也使得公众对AI的认知和接受程度上升,在不经意间实则加速了未来的AI落地进程,促进在各领域的大范围应用。

探索AI+电力行业的宏图,巨头们早有行动。实践证明,这无疑是AI可以大展身手的领域。电力行业的巨头,对待人工智能的态度是非常积极和拥抱的,不论是从自研的方式、还是与AI公司展开合作,都已在紧锣密鼓地织网、探索。

说到电力系统,不得不提国家电网、南方电网两大电网公司。它们掌控着我国各省用电量,同时作为行业资源和数据的绝对拥有者,其风向影响着整个行业对技术创新的深度、广度。

国家电网,它本身就是个低调的隐形AI巨头。不论是从公开报道的AI专利数、人才储备、场景和数据上面,国家电网实力不俗。尤其在应用场景方面拥有极大优势,可谓是传统行业巨无霸,目前已经在电网控制、配电用网等多方面有AI技术应用。

南方电网,早在2017年,便与百度达成合作,从深度学习等领域开始整体接触AI。南方电网旗下的深圳供电局,也和华为达成合作,实现了昇腾AI计算平台在全球电力行业的首次应用,巡检效率从20天到2小时,提升了80倍。

放眼国外,早在2016年,谷歌DeepMind就有着成功的电力节能应用案例,其利用机器学习算法将谷歌数据中心的用电量减少了15%。

2017年,英国《金融时报》报道, DeepMind与英国国家电网公司讨论,如何利用人工智能技术帮助平衡英国的电力供需矛盾。他们的算法可以更准确地预测电力需求,有助于解决电力系统的供需矛盾。

这些行业的先行者与布局者,为日后的打下了良好基础,也注定电力行业将成为AI拥抱的“香饽饽”。

几年的摸索,如今AI已开始在无人机智能巡检、变电站智能视频安监分析、电力系统发电预测和负荷预测开始发挥价值。虚拟电厂、输变电巡检机器人……这一系列全新智能电力场景,也让人们重新认识了未来城市电力,这更是构建智慧城市的重要一环。

艰难的传统巡检员的工作模式亦终究会被科技改变,未来的万家灯火会是他们和AI共同的“成绩单”。

三、昇腾破局

华灯初上,然而AI在电力行业的价值还并未被完全发掘,解决方案也需要进一步被验证、被迭代。

不止巨头拿到了早鸟票,电力行业更多的上下游、中小企业都该搭上这列通向智能世界的历史性的轰隆列车。作为庞大精密系统中的一环,这些企业将如何打造自己的AI破局之路。

在电力行业,一直以来有着合作与客户积累的华为,带着答案来了——昇腾AI计算平台.

在这个应者云集,纷纷嚷着去“赋能”、造“生态”的开发者环境中,华为打造的垂直行业解决方案到底怎样?是否非他不可?

去年,华为正式推出昇腾AI计算平台,即针对AI全场景的解决方案,正式开启其商用和规模销售的进程,同时也加强着公司的计算布局。

昇腾AI计算平台包括Atlas 200 AI加速模块、Atlas 300 AI加速卡、Atlas 200 DK AI开发者套件、Atlas 500智能小站、Atlas 800 AI服务器等多款产品,可以应用于公共安全、运营商、金融、互联网、电力等行业。

智能世界对算力的需求正在以每年10倍的速度在增长,计算的边界在延伸,未来对算力的需求将无处不在。Gartner数据显示,预计到2023年,计算产业的规模将超过2万亿美元。

在人工智能三大要素算法、算力、数据中,筹谋算力布局的华为,正构筑起门槛极高的技术护城河。随着未来数据指数级增长,计算或撑起华为在下一时代的野心。昇腾是为AI人工智能应用而生,是华为通向智能世界,掌握话语权的一张王牌。

华为的计算战略是以鲲鹏和昇腾为双引擎,通过硬件开放、软件开源、使能合作伙伴,共拓万亿级计算产业蓝海。

针对电力行业,华为与智洋等企业成功打造了AI解决方案。

为解决电力输电智能化当前面临的监控空白期长,实时性不够,前端算法精度低等问题,去年9月,华为与智洋创新联合研发了一套解决方案。成立于2006年的智洋,致力于为电力行业提供智能电气设备和解决方案,是国家电网重要供应商和合作伙伴。

这套方案基于昇腾AI计算平台, AI加速模块加持,使电力线路杆塔能够具备末端智能分析的能力。这些杆塔的信息可以与云端实时互动,及时更新检测算法或者回传各种风险信息数据。

华灯初上,AI未央

前端设备,即杆塔在可视化装置中嵌入了华为Atlas 200 AI加速模块。如此一来,可达到实时监测输电线路的水平,同时具备AI分析能力。检测到异常现象主动报警上传,缓解回传通信的网络压力,同时降低整体设备的功耗。

后端监控中心内,部署了华为Atlas 800& Atlas 300 的AI加速卡,可在云端对AI算法模型进行训练优化。

输电线路在线监测设备、无人机等采集收集的异常问题数据,都可以作为训练数据源。训练平台通过数据及对算法模型不断训练,训练出精确度更高的AI算法,再往前端设备进行推送,从而提升整体的智能效果。

这套方案实施下来,解放了人工值守,将机械入侵、线路异物、鸟巢等风险信息及时回传到监控中心,提高运维人员工作效率5倍以上,有效保障了输电线路的安全稳定运行。

华为为电力行业合作伙伴提供全场景AI解决方案,是基于昇腾算力。除了电力,AI解决方案还涵盖了安防、智慧交通、智慧医疗等多个领域。

正所谓,“能用众力,则无敌于天下矣;能用众智,则无畏于圣人矣。”

未来,传统电力行业将与这个新时代的“电力”——人工智能技术,更加深度的融合。

如果把建在集成、高速双向通信网络基础上的电力系统称为2.0时代,那么在人工智能(AI)进入后,在这么多华为与合作伙伴的AI解决方案进入后,它的3.0时代已经开启。

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