在中國水電發(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“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、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“5G智慧電站”。這是國內(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家完善長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，是西部大開發(fā)重點(diǎn)工程和四川省“再造一個都江堰”灌區(qū)骨干工程。自建成運(yùn)行以來，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記、副總經(jīng)理李陽表示，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)實執(zhí)行過程中，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估。

四川移動廣元分公司集團(tuán)客戶部經(jīng)理孫健告訴記者，“5G智慧電站”項目利用5G大寬帶、低時延的特性，實現(xiàn)了現(xiàn)場超高清圖像數(shù)據(jù)的實時快速回傳，又運(yùn)用云計算、AI數(shù)據(jù)分析等技術(shù)進(jìn)行風(fēng)險診斷，利用5G水下機(jī)器人、5G水上無人機(jī)與辦公業(yè)務(wù)平臺進(jìn)行實時交互、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)等問題，增強(qiáng)了操作便利性及安全性，做到對問題和隱患的及時預(yù)警，切實保障大壩運(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)施必然會出現(xiàn)磨蝕、露筋等損傷，傳統(tǒng)的檢測方式需要排水、清淤，再由人工到現(xiàn)場檢測，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王皓冉表示，在“5G智慧電站”項目中，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)。這項技術(shù)利用5G大帶寬的優(yōu)勢，實時回傳水下機(jī)器人采集的高清圖像，同時利用5G低時延特性，可以對機(jī)器人實施遠(yuǎn)程控制，完成周密的勘察檢測工作。

“通過多種傳感數(shù)據(jù)融合，結(jié)合巡檢、監(jiān)測數(shù)據(jù)和失穩(wěn)機(jī)理、老化壽命評估方法，我們可以在保障水庫大壩長期安全運(yùn)行的同時，提升信息化和智能化管理水平?！蓖躔┤秸f。

據(jù)記者了解，按照設(shè)計要求，每3至5年或大洪水過后，亭子口水利樞紐都需要對泄洪消能設(shè)施進(jìn)行檢測，傳統(tǒng)檢測工期一般長達(dá)3至6個月，需要花費(fèi)工程成本590萬元左右。使用5G水下機(jī)器人則可以將單次巡檢費(fèi)用下降到70萬元左右，工期只需20天，效益非常顯著。

巡檢無人機(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)時費(fèi)力，往往需要借助繩索、吊車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。實際操作中，存在高風(fēng)險、低效率、過于依賴檢測人員經(jīng)驗等問題。

“5G智慧電站”項目為此研制了一套高精度壩面5G無人機(jī)巡檢系統(tǒng)，其中包含了巡檢路徑規(guī)劃、壩面表觀缺陷識別、健康診斷體系構(gòu)建等功能。通過無人機(jī)回傳超高清圖像，再由云計算、AI數(shù)據(jù)分析、圖形圖像檢測等技術(shù)進(jìn)行診斷，該項目可以實現(xiàn)壩面自主巡檢、信息的無縫獲取、三維重建等功能?！斑@樣不僅可以提升巡檢效率，也為水庫大壩的安全提供了重要保障?！蓖躔┤秸f。

亭子口水利樞紐整個大壩上、下游壩面水上部分面積大約有9.36萬平方米，傳統(tǒng)檢測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460萬元左右，用時約90天。采用5G無人機(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19萬元左右。

此外，該項目還在亭子口水利樞紐部署了5G云視訊高清視頻會議系統(tǒng)，指揮中心、各個部門的工作人員，以及身處外地的技術(shù)專家，都可以通過這套會議系統(tǒng)進(jìn)行集體會商和交流。如果需要，還可以將5G水下機(jī)器人實時巡檢畫面添加到會議視頻中，實現(xiàn)電站中控室、大唐集控中心、外地水電專家等多方視頻工作會議。

自從5G在中國投入商用后，包括運(yùn)營商在內(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”項目表明，只要貼近客戶、找準(zhǔn)需求、做好個性化解決方案，5G的價值就必然會在各行各業(yè)綻放光彩。
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