海上巨人
正午,，船往幽藍(lán)的海面上駛?cè)ァ?/span>
風(fēng)卷起了海浪，浪頭很高,。華為中國(guó)政企電力行業(yè)解決方案部的孔慶偉和深圳供電局的客戶(hù)一行人,，顛簸了許久，終于到達(dá)位于深圳西部的大鏟島海域,。
一個(gè)高達(dá)70多米的輸電線(xiàn)路基塔,，像巨人般紋絲不動(dòng)地矗立在眼前。大家一起下了船,，順著金屬焊接的梯子,，登上了基塔的鋼筋混凝土平臺(tái)。
“就是這里了,?！笨蛻?hù)說(shuō)。
往下看,，海下30多米處,，有20多根巨大樁基深扎海底，托起了這個(gè)巨大的平臺(tái),；向上望,，高壓電線(xiàn)從塔尖如同放射線(xiàn)一樣,，連接到隔壁的鐵塔上，正源源不斷地把電帶給深圳西部的多個(gè)區(qū)域,。
仰視著這座“海上巨人”,，孔慶偉若有所思。不久前,，華為和南方電網(wǎng)成立了聯(lián)合創(chuàng)新中心,，希望圍繞客戶(hù)提出的研究課題,，提供前沿的技術(shù)方案和產(chǎn)品,，解決電網(wǎng)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程中的問(wèn)題。他此行的目的就是調(diào)研輸電線(xiàn)路巡檢存在的問(wèn)題,。
輸電線(xiàn)路分布在深圳全市各個(gè)區(qū)域,，設(shè)備點(diǎn)多面廣，而且大部分位于丘陵山間,，當(dāng)然,，也有像這樣的變幻莫測(cè)的海域。由于受氣候,、運(yùn)行環(huán)境的影響很大,，需要巡檢員長(zhǎng)途跋涉，翻山越嶺,，定期進(jìn)行線(xiàn)路巡檢,，及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷與隱患。深圳供電局輸電管理所管轄桿塔7700多個(gè),，線(xiàn)路4000多公里,。按照傳統(tǒng)輸電方式巡檢，巡檢員每年巡線(xiàn)行走路程約2500公里,。這個(gè)距離相當(dāng)于從深圳一路走到北京,。
更艱苦的是，巡檢人員需要徒手攀登巡檢電塔,，在懸空的導(dǎo)線(xiàn)上持續(xù)工作數(shù)個(gè)小時(shí),。有人稱(chēng)他們?yōu)椤爸┲肴恕保腥朔Q(chēng)他們?yōu)椤案呖瘴枵摺?，行走于高空云端的照片看起?lái)氣勢(shì)磅礴,，但只有他們知道，在輸電桿塔上工作是如何驚心動(dòng)魄,。
“高塔有二三十樓層那么高,。說(shuō)不害怕，肯定是假的,?！本€(xiàn)路班的班長(zhǎng)楊興,，是深圳供電局輸電管理所的資深巡檢員。每一次上桿塔,，不管看起來(lái)多么云淡風(fēng)輕,，他心里還是會(huì)忍不住打鼓。
夏季鐵桿非常燙手,，塔上溫度更是超過(guò)40℃,，攀爬異常艱難，冬季寒風(fēng)凜冽,，高處風(fēng)速很大,，要克服劇烈的晃動(dòng)。除了系上安全繩,，有時(shí)還要抬著壓機(jī),、架空線(xiàn)、吊鏈,、鋼絲繩等“重型武器”負(fù)重前行,，已經(jīng)不能用簡(jiǎn)單的辛苦來(lái)形容。
客戶(hù)順著基塔塔尖方向望去,，感慨地說(shuō)：“如果能智能巡檢可以代替人工巡檢,，一切都會(huì)大有不同?！?/span>
一望無(wú)際的海面上,，波光在翻滾著，孔慶偉心里也泛起了漣漪,。深耕電力行業(yè)十多年,，他篤定一點(diǎn)：只有貼合生產(chǎn)業(yè)務(wù)場(chǎng)景，瞄準(zhǔn)客戶(hù)的最痛的問(wèn)題,，技術(shù)才能在行業(yè)落地生根,。
客戶(hù)的痛
客戶(hù)的痛由來(lái)已久。
暴雨,、冰雪,、臺(tái)風(fēng)等各類(lèi)極端氣象情況，都是供電安全面臨的挑戰(zhàn),。2008年春節(jié),，一場(chǎng)遍及20個(gè)省的超大范圍低溫、冰凍驟然而至,。大雪迫使鐵路,、公路、民航交通中斷,，有列車(chē)因?yàn)殡娏χ兄?，被逼停在高架橋上,。很多電塔轟然倒下，造成很多區(qū)域大規(guī)模停電,。
從這以后的數(shù)年間,，國(guó)內(nèi)一些區(qū)域的輸電桿塔上試點(diǎn)安裝了第一代在線(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備，內(nèi)置攝像頭,，可以抓拍圖片,。但由于沒(méi)有很好地解決供電和網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)問(wèn)題，設(shè)備頻繁出現(xiàn)故障,，反而加重了維護(hù)壓力,。這好比主人想要找個(gè)保姆，誰(shuí)知道保姆天天生病,，反而要主人天天去照顧,。電力巡檢依然高度依賴(lài)于人工,。
2018年前后,，南方電網(wǎng)深圳供電局開(kāi)始嘗試“智能巡檢”，在數(shù)千座電力桿塔上陸續(xù)安裝第二代在線(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備,，從一定程度上解決了可用性的問(wèn)題,。
不同于第一代設(shè)備的笨重，第二代在線(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備背的是“小電池背包”,，更適合被安裝在桿塔上,。身板不大，卻內(nèi)有乾坤,。除了攝像頭,、太陽(yáng)能電板，還內(nèi)置傾斜傳感器,、溫度傳感器,、微氣象監(jiān)控裝置等，可以監(jiān)測(cè)桿塔傾斜角度,、溫度,、濕度、風(fēng)速,、風(fēng)向,、氣壓、雨量,、光輻射等多種參數(shù),。
但為了省電、省流量,，每隔一小時(shí),，設(shè)備才會(huì)采集一次,，把圖片、視頻和監(jiān)測(cè)參數(shù)傳回后臺(tái),，其余時(shí)段關(guān)機(jī),。
“一個(gè)小時(shí)可以發(fā)生太多的事。線(xiàn)路下有施工,，或者風(fēng)箏吹到線(xiàn)路上,，都可能影響輸電線(xiàn)路穩(wěn)定運(yùn)行，造成大面積的停電,?！笨讘c偉深知客戶(hù)的擔(dān)憂(yōu)。
更關(guān)鍵的是,，由于缺乏有效的邊端智能識(shí)別功能,，桿塔固定攝像頭拍下的圖片和視頻需要全部回傳到主站，通過(guò)主站分析查找故障,。因此導(dǎo)致大量的無(wú)效圖片及視頻回傳,，工作量大，存儲(chǔ)空間大,。對(duì)于線(xiàn)路故障也只能事后分析,，故障判斷不及時(shí)。
“每天傳回后臺(tái)的照片有幾千張,，一個(gè)月下來(lái)有幾十萬(wàn)張,，根本來(lái)不及看?！鄙钲诠╇娋值墓ぷ魅藛T談起繁重的分析工作,，無(wú)奈地說(shuō)。而要從數(shù)十萬(wàn)張極其相似的照片中找出可能存在的隱患點(diǎn),，就像在玩“大家來(lái)找茬”游戲一樣考驗(yàn)眼力和耐力,。
雖然近年來(lái)深圳供電局也做了關(guān)于無(wú)人機(jī)巡檢的嘗試，作為桿塔上的固定攝像頭的補(bǔ)充,，但也只解決“看得見(jiàn)”的問(wèn)題,，依然“看不懂”，發(fā)現(xiàn)故障還是依賴(lài)人,，效率很低,。
孔慶偉記得有一回去現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，看著無(wú)人機(jī)駕駛員蹲坐在輸電桿塔下,，為了抓拍到清晰圖片,，一會(huì)兒手工調(diào)焦距，一會(huì)兒做缺陷的實(shí)時(shí)判定,，一天下來(lái)汗流浹背,，他在心里默想：“如果我們能把經(jīng)驗(yàn)變成AI的話(huà),，就可以大大提升巡檢的效率了?！?/span>
殺手锏
帶著調(diào)研取得的詳實(shí)信息,，孔慶偉回到了公司。經(jīng)過(guò)各部門(mén)的規(guī)劃,、碰撞,，拿出了一套基于“云-管-邊-端”電力物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的電網(wǎng)視頻智能巡檢方案，希望通過(guò)與攝像頭,、無(wú)人機(jī)等設(shè)備集成供邊緣AI算力,，構(gòu)建云邊協(xié)同AI架構(gòu)，端側(cè)識(shí)別故障,，實(shí)現(xiàn)缺陷就地自動(dòng)識(shí)別,。
給輸電桿塔上的攝像頭裝上AI的“大腦”，成為了第一個(gè)階段性目標(biāo),。
“這是我們的殺手锏,！”吳杰指著一個(gè)火柴盒大小的Atlas 200 AI加速模塊，笑著說(shuō),。他是華為昇騰計(jì)算產(chǎn)品部Atlas項(xiàng)目群的技術(shù)專(zhuān)家,，也是這個(gè)項(xiàng)目研發(fā)側(cè)的負(fù)責(zé)人，接下來(lái)的9個(gè)月,，他要負(fù)責(zé)操刀這臺(tái)AI“大腦”的移植手術(shù)。
“你看,，這里面有一顆昇騰310 AI處理器,，可以對(duì)圖片和視頻進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，并第一時(shí)間給出診斷結(jié)果,?！?/span>
一個(gè)小小的模塊，能有這么大的威力,？
這不得不提到計(jì)算能力（簡(jiǎn)稱(chēng)算力）的重要性,。小至手機(jī)、PC,，大到超級(jí)計(jì)算機(jī),，算力存在于各種硬件設(shè)備，沒(méi)有算力就沒(méi)有各種軟硬件的正常應(yīng)用,。Atlas 200 AI加速模塊,，擁有強(qiáng)大的算力，體積小,、耗電少,，半張信用卡大小就可支持16路高清視頻實(shí)時(shí)分析——原本幾個(gè)月才能完成的龐大數(shù)據(jù)計(jì)算和處理,，交給它，就是分分鐘的事情,。
它可以結(jié)合基于深度學(xué)習(xí)的識(shí)別算法,，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像及視頻信息實(shí)時(shí)分析、報(bào)警,、上傳,，大量減少無(wú)效圖片的回傳，減輕帶寬壓力,。同時(shí),，主站AI也可以實(shí)現(xiàn)后臺(tái)精準(zhǔn)分析，及時(shí)揪出人工巡視不易發(fā)現(xiàn)的隱患點(diǎn),。
華為團(tuán)隊(duì)迫不及待地想把它“安利”給客戶(hù),。
捉襟見(jiàn)肘
不出所料，第一次交流,，客戶(hù)就表達(dá)出了濃厚的興趣,，但也有些將信將疑，畢竟眼見(jiàn)才能為實(shí),，華為能不能拿出更多有說(shuō)服力的證明,？為此，2019年3月,，華為團(tuán)隊(duì)拿著設(shè)備的樣機(jī)為客戶(hù)做了第一次演示,。
在萬(wàn)眾矚目之下，算法模型在樣機(jī)上順利跑通,，這意味著這個(gè)AI“大腦”正常運(yùn)行,。
表現(xiàn)如何？一看數(shù)據(jù),，每一次識(shí)別圖片和視頻,，需要等待XX毫秒，才能輸出結(jié)果,。雖然人幾乎沒(méi)有感知,，但是和華為團(tuán)隊(duì)宣稱(chēng)的“實(shí)時(shí)”還有一點(diǎn)差距。
“還能更快嗎,？”顯然,，抱著高期待的客戶(hù)，還不夠滿(mǎn)意,。
孔慶偉的心里咯噔了一下,，應(yīng)該是算法模型還沒(méi)有完全適配。“這就好比和客戶(hù)說(shuō),，用我們的金磚,，可以給你造一棟富麗堂皇的別墅，結(jié)果好像還差點(diǎn)意思,?！?
更大的問(wèn)題出在功耗上。AI“大腦”很聰明,，但是對(duì)于身體的負(fù)荷超出了預(yù)期：功耗高達(dá)十幾瓦,！
真沒(méi)想到，這個(gè)“小家伙”看起來(lái)雖然個(gè)子小小的,，卻是個(gè)“大胃王”,。要知道，為了滿(mǎn)足桿塔的安裝要求,，合作伙伴金三立提供的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置,，電池大小是恒定的，要支持內(nèi)置的所有傳感器,、攝像頭的用電需要,，本來(lái)就很困難了，現(xiàn)在又多一個(gè)Atlas 200加速模塊,，讓這個(gè)本不富裕的電池更加捉襟見(jiàn)肘,。
“試點(diǎn)驗(yàn)證一下效果應(yīng)該還可以，商用的話(huà)……”看到這個(gè)結(jié)果,，合作伙伴的工程師連連搖頭,。那隱含的意思就是——?jiǎng)e想了，沒(méi)法商用,。
遇山開(kāi)山,，遇水架橋
焦慮和失落的情緒彌漫在華為研發(fā)團(tuán)隊(duì)中。
那段時(shí)間,，吳杰同時(shí)輾轉(zhuǎn)于兩個(gè)電力項(xiàng)目中，幾乎沒(méi)有睡過(guò)一個(gè)安穩(wěn)覺(jué),?！皦毫μ罅耍 庇袝r(shí)候在夢(mèng)里,，他會(huì)夢(mèng)到電塔高聳的塔尖和炫目的烈日,，不由得一陣暈眩。
曾在電力行業(yè)摸爬滾打多年,，他很清楚,，輸電場(chǎng)景對(duì)于客戶(hù)來(lái)說(shuō)是剛需。孵化出來(lái)的創(chuàng)新方案，如果無(wú)法解決客戶(hù)的痛點(diǎn),，無(wú)法和業(yè)務(wù)做深度的融合,，就是一塊漂亮但無(wú)用的磚頭?！拔覀儾荒芸照剟?chuàng)新,，只有真正能派上用場(chǎng)的產(chǎn)品，才是有用的產(chǎn)品,?！?/span>
要成功完成這臺(tái)移植手術(shù)，華為必須和合作伙伴一起,，做好軟硬件的適配,。
“我們可以做減法，降功耗,！”這群由芯片,、算法、驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域的十幾個(gè)小伙伴組成的作戰(zhàn)小分隊(duì),，早已習(xí)慣了遇山開(kāi)山,，遇水架橋。
“在這個(gè)場(chǎng)景下,，客戶(hù)對(duì)算力的要求不需要達(dá)到極致標(biāo)準(zhǔn),。”有人提議降低一部分算力,，減少功耗,。
經(jīng)過(guò)仔細(xì)的分析、權(quán)衡,，研發(fā)團(tuán)隊(duì)判定這是一個(gè)可行方案：“殺雞不用牛刀,，客戶(hù)需要的才是最好的?！?/span>
這一輪優(yōu)化過(guò)后,，再一測(cè)，功耗降到了3.4瓦,?？磥?lái)，快成了,！
不過(guò)吳杰還不是很滿(mǎn)意：“兄弟們?cè)傧胂朕k法,。”
大家仿佛變身精打細(xì)算的管家,，用放大鏡一一審視家中還能省下的開(kāi)銷(xiāo),。“在這種場(chǎng)景下，我們有一些不需要用的接口,，是不是可以從這里下手,？”又有兄弟揪出了一個(gè)改進(jìn)點(diǎn)。
大家吭哧吭哧排查了一遍,，把不必要的接口關(guān)了,，又省下了0.1~0.3瓦的功耗。
“這下齊活了,，只有3瓦了,！”階段性的目標(biāo)終于達(dá)成！
不過(guò),，精益之路沒(méi)有盡頭,。研發(fā)團(tuán)隊(duì)在研究對(duì)接方案時(shí)，又發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題——“大腦”和“身體”建立“握手協(xié)議”的時(shí)間點(diǎn)不一樣,，會(huì)導(dǎo)致在線(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備的休眠喚醒時(shí)間過(guò)長(zhǎng),，設(shè)備啟動(dòng)后還要兩三秒反應(yīng)時(shí)間。圍繞這個(gè)問(wèn)題,，吳杰等人又做了針對(duì)性的改進(jìn),，也應(yīng)用到了后期交付的設(shè)備中，省下了更多功耗,。
而與此同時(shí),，圍繞識(shí)別圖片速度還不夠快、不夠準(zhǔn)確的問(wèn)題,，華為研發(fā)團(tuán)隊(duì)根據(jù)算法模型在芯片層面做了調(diào)優(yōu)和適配,，進(jìn)一步提升了識(shí)別的效率和準(zhǔn)確率，最終獲得了客戶(hù)的認(rèn)可,。
從20天到2小時(shí)
2019年6月,，項(xiàng)目正式進(jìn)入交付階段。深圳1800多個(gè)桿塔上的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置陸續(xù)裝上了AI“大腦”,，未來(lái)這個(gè)數(shù)字還會(huì)增加到3000個(gè),。
這些聰明的“大腦”，替巡檢人員上高空,，下隧道,，巡視一切可能的意外狀況，外力破壞等風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)識(shí)別準(zhǔn)確度率達(dá)90%,，大幅降低人工圖像處理工作量80%，提高視頻監(jiān)測(cè)人員工作效率5倍以上,，各項(xiàng)性能指標(biāo)皆達(dá)到預(yù)期值,。
“過(guò)去戶(hù)外輸電線(xiàn)路傳統(tǒng)人工巡視需要20天才能完成的工作量，如今只需2小時(shí)，巡檢效率提升80倍,?！?019年9月3日，南方電網(wǎng)深圳供電局與華為舉行聯(lián)合發(fā)布會(huì),，正式宣布第一階段的成果,。客戶(hù)激動(dòng)地說(shuō)：“傳統(tǒng)輸電人‘坐朝問(wèn)道,、垂拱平章’的巡檢夢(mèng)想正成為現(xiàn)實(shí),。”
除了桿塔固定攝像頭,，華為研發(fā)團(tuán)隊(duì)還計(jì)劃和客戶(hù)一起,，研制搭載Atlas 200 AI加速模塊的無(wú)人機(jī)，讓無(wú)人機(jī)可以自動(dòng)完成視頻和關(guān)鍵部位的圖像拍攝,，并對(duì)圖像視頻進(jìn)行故障的實(shí)時(shí)識(shí)別,。
“如釋重負(fù)?！眳墙芨械搅艘环N前所未有的輕松,，“電力場(chǎng)景太特殊了，關(guān)系到千家萬(wàn)戶(hù),。讓我們開(kāi)心的是,，我們做出來(lái)的產(chǎn)品真的幫助客戶(hù)解決了很多問(wèn)題?！?/span>
而孔慶偉說(shuō),，這僅僅是一個(gè)聯(lián)合創(chuàng)新的開(kāi)始：“只有圍繞生產(chǎn)業(yè)務(wù)場(chǎng)景去解決客戶(hù)問(wèn)題，公司才能找到在行業(yè)的價(jià)值,，我們能做的還有很多,。”
如今,，華為和合作伙伴的輸電智能巡檢聯(lián)合方案也已經(jīng)在浙江,、江蘇、天津,、湖北等更多的省份試點(diǎn)或應(yīng)用,。華為Atlas人工智能計(jì)算解決方案正在推動(dòng)著電力行業(yè)的歷史變革，為萬(wàn)家燈火注入智能和高效,。
城市的每盞燈火之下,，都有動(dòng)人而美好的故事。一幅生機(jī)勃勃的AI巨幅畫(huà)卷正在緩緩鋪開(kāi)……
正午,，船往幽藍(lán)的海面上駛?cè)ァ?/span>
風(fēng)卷起了海浪，浪頭很高,。華為中國(guó)政企電力行業(yè)解決方案部的孔慶偉和深圳供電局的客戶(hù)一行人,，顛簸了許久，終于到達(dá)位于深圳西部的大鏟島海域,。
一個(gè)高達(dá)70多米的輸電線(xiàn)路基塔,，像巨人般紋絲不動(dòng)地矗立在眼前。大家一起下了船,，順著金屬焊接的梯子,，登上了基塔的鋼筋混凝土平臺(tái)。
海上輸電基塔
“就是這里了,?！笨蛻?hù)說(shuō)。
往下看,，海下30多米處,，有20多根巨大樁基深扎海底，托起了這個(gè)巨大的平臺(tái),；向上望,，高壓電線(xiàn)從塔尖如同放射線(xiàn)一樣,，連接到隔壁的鐵塔上，正源源不斷地把電帶給深圳西部的多個(gè)區(qū)域,。
仰視著這座“海上巨人”,，孔慶偉若有所思。不久前,，華為和南方電網(wǎng)成立了聯(lián)合創(chuàng)新中心,，希望圍繞客戶(hù)提出的研究課題,，提供前沿的技術(shù)方案和產(chǎn)品,，解決電網(wǎng)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程中的問(wèn)題。他此行的目的就是調(diào)研輸電線(xiàn)路巡檢存在的問(wèn)題,。
輸電線(xiàn)路分布在深圳全市各個(gè)區(qū)域,，設(shè)備點(diǎn)多面廣，而且大部分位于丘陵山間,，當(dāng)然,，也有像這樣的變幻莫測(cè)的海域。由于受氣候,、運(yùn)行環(huán)境的影響很大,，需要巡檢員長(zhǎng)途跋涉，翻山越嶺,，定期進(jìn)行線(xiàn)路巡檢,，及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷與隱患。深圳供電局輸電管理所管轄桿塔7700多個(gè),，線(xiàn)路4000多公里,。按照傳統(tǒng)輸電方式巡檢，巡檢員每年巡線(xiàn)行走路程約2500公里,。這個(gè)距離相當(dāng)于從深圳一路走到北京,。
更艱苦的是，巡檢人員需要徒手攀登巡檢電塔,，在懸空的導(dǎo)線(xiàn)上持續(xù)工作數(shù)個(gè)小時(shí),。有人稱(chēng)他們?yōu)椤爸┲肴恕保腥朔Q(chēng)他們?yōu)椤案呖瘴枵摺?，行走于高空云端的照片看起?lái)氣勢(shì)磅礴,，但只有他們知道，在輸電桿塔上工作是如何驚心動(dòng)魄,。
傳統(tǒng)電力巡檢就如同在鋼絲上跳舞
“高塔有二三十樓層那么高,。說(shuō)不害怕，肯定是假的,?！本€(xiàn)路班的班長(zhǎng)楊興,，是深圳供電局輸電管理所的資深巡檢員。每一次上桿塔,，不管看起來(lái)多么云淡風(fēng)輕,，他心里還是會(huì)忍不住打鼓。
夏季鐵桿非常燙手,，塔上溫度更是超過(guò)40℃,，攀爬異常艱難，冬季寒風(fēng)凜冽,，高處風(fēng)速很大,，要克服劇烈的晃動(dòng)。除了系上安全繩,，有時(shí)還要抬著壓機(jī),、架空線(xiàn)、吊鏈,、鋼絲繩等“重型武器”負(fù)重前行,，已經(jīng)不能用簡(jiǎn)單的辛苦來(lái)形容。
客戶(hù)順著基塔塔尖方向望去,，感慨地說(shuō)：“如果能智能巡檢可以代替人工巡檢,，一切都會(huì)大有不同?！?/span>
一望無(wú)際的海面上,，波光在翻滾著，孔慶偉心里也泛起了漣漪,。深耕電力行業(yè)十多年,，他篤定一點(diǎn)：只有貼合生產(chǎn)業(yè)務(wù)場(chǎng)景，瞄準(zhǔn)客戶(hù)的最痛的問(wèn)題,，技術(shù)才能在行業(yè)落地生根,。
客戶(hù)的痛
客戶(hù)的痛由來(lái)已久。
暴雨,、冰雪,、臺(tái)風(fēng)等各類(lèi)極端氣象情況，都是供電安全面臨的挑戰(zhàn),。2008年春節(jié),，一場(chǎng)遍及20個(gè)省的超大范圍低溫、冰凍驟然而至,。大雪迫使鐵路,、公路、民航交通中斷,，有列車(chē)因?yàn)殡娏χ兄?，被逼停在高架橋上,。很多電塔轟然倒下，造成很多區(qū)域大規(guī)模停電,。
從這以后的數(shù)年間,，國(guó)內(nèi)一些區(qū)域的輸電桿塔上試點(diǎn)安裝了第一代在線(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備，內(nèi)置攝像頭,，可以抓拍圖片,。但由于沒(méi)有很好地解決供電和網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)問(wèn)題，設(shè)備頻繁出現(xiàn)故障,，反而加重了維護(hù)壓力,。這好比主人想要找個(gè)保姆，誰(shuí)知道保姆天天生病,，反而要主人天天去照顧,。電力巡檢依然高度依賴(lài)于人工,。
2018年前后,，南方電網(wǎng)深圳供電局開(kāi)始嘗試“智能巡檢”，在數(shù)千座電力桿塔上陸續(xù)安裝第二代在線(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備,，從一定程度上解決了可用性的問(wèn)題,。
不同于第一代設(shè)備的笨重，第二代在線(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備背的是“小電池背包”,，更適合被安裝在桿塔上,。身板不大，卻內(nèi)有乾坤,。除了攝像頭,、太陽(yáng)能電板，還內(nèi)置傾斜傳感器,、溫度傳感器,、微氣象監(jiān)控裝置等，可以監(jiān)測(cè)桿塔傾斜角度,、溫度,、濕度、風(fēng)速,、風(fēng)向,、氣壓、雨量,、光輻射等多種參數(shù),。
但為了省電、省流量,，每隔一小時(shí),，設(shè)備才會(huì)采集一次,，把圖片、視頻和監(jiān)測(cè)參數(shù)傳回后臺(tái),，其余時(shí)段關(guān)機(jī),。
“一個(gè)小時(shí)可以發(fā)生太多的事。線(xiàn)路下有施工,，或者風(fēng)箏吹到線(xiàn)路上,，都可能影響輸電線(xiàn)路穩(wěn)定運(yùn)行，造成大面積的停電,?！笨讘c偉深知客戶(hù)的擔(dān)憂(yōu)。
更關(guān)鍵的是,，由于缺乏有效的邊端智能識(shí)別功能,，桿塔固定攝像頭拍下的圖片和視頻需要全部回傳到主站，通過(guò)主站分析查找故障,。因此導(dǎo)致大量的無(wú)效圖片及視頻回傳,，工作量大，存儲(chǔ)空間大,。對(duì)于線(xiàn)路故障也只能事后分析,，故障判斷不及時(shí)。
“每天傳回后臺(tái)的照片有幾千張,，一個(gè)月下來(lái)有幾十萬(wàn)張,，根本來(lái)不及看?！鄙钲诠╇娋值墓ぷ魅藛T談起繁重的分析工作,，無(wú)奈地說(shuō)。而要從數(shù)十萬(wàn)張極其相似的照片中找出可能存在的隱患點(diǎn),，就像在玩“大家來(lái)找茬”游戲一樣考驗(yàn)眼力和耐力,。
雖然近年來(lái)深圳供電局也做了關(guān)于無(wú)人機(jī)巡檢的嘗試，作為桿塔上的固定攝像頭的補(bǔ)充,，但也只解決“看得見(jiàn)”的問(wèn)題,，依然“看不懂”，發(fā)現(xiàn)故障還是依賴(lài)人,，效率很低,。
孔慶偉記得有一回去現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，看著無(wú)人機(jī)駕駛員蹲坐在輸電桿塔下,，為了抓拍到清晰圖片,，一會(huì)兒手工調(diào)焦距，一會(huì)兒做缺陷的實(shí)時(shí)判定,，一天下來(lái)汗流浹背,，他在心里默想：“如果我們能把經(jīng)驗(yàn)變成AI的話(huà),，就可以大大提升巡檢的效率了?！?/span>
殺手锏
帶著調(diào)研取得的詳實(shí)信息,，孔慶偉回到了公司。經(jīng)過(guò)各部門(mén)的規(guī)劃,、碰撞,，拿出了一套基于“云-管-邊-端”電力物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的電網(wǎng)視頻智能巡檢方案，希望通過(guò)與攝像頭,、無(wú)人機(jī)等設(shè)備集成供邊緣AI算力,，構(gòu)建云邊協(xié)同AI架構(gòu)，端側(cè)識(shí)別故障,，實(shí)現(xiàn)缺陷就地自動(dòng)識(shí)別,。
給輸電桿塔上的攝像頭裝上AI的“大腦”，成為了第一個(gè)階段性目標(biāo),。
“這是我們的殺手锏,！”吳杰指著一個(gè)火柴盒大小的Atlas 200 AI加速模塊，笑著說(shuō),。他是華為昇騰計(jì)算產(chǎn)品部Atlas項(xiàng)目群的技術(shù)專(zhuān)家,，也是這個(gè)項(xiàng)目研發(fā)側(cè)的負(fù)責(zé)人，接下來(lái)的9個(gè)月,，他要負(fù)責(zé)操刀這臺(tái)AI“大腦”的移植手術(shù)。
在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)有乾坤
“你看,，這里面有一顆昇騰310 AI處理器,，可以對(duì)圖片和視頻進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，并第一時(shí)間給出診斷結(jié)果,?！?/span>
一個(gè)小小的模塊，能有這么大的威力,？
這不得不提到計(jì)算能力（簡(jiǎn)稱(chēng)算力）的重要性,。小至手機(jī)、PC,，大到超級(jí)計(jì)算機(jī),，算力存在于各種硬件設(shè)備，沒(méi)有算力就沒(méi)有各種軟硬件的正常應(yīng)用,。Atlas 200 AI加速模塊,，擁有強(qiáng)大的算力，體積小,、耗電少,，半張信用卡大小就可支持16路高清視頻實(shí)時(shí)分析——原本幾個(gè)月才能完成的龐大數(shù)據(jù)計(jì)算和處理,，交給它，就是分分鐘的事情,。
它可以結(jié)合基于深度學(xué)習(xí)的識(shí)別算法,，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像及視頻信息實(shí)時(shí)分析、報(bào)警,、上傳,，大量減少無(wú)效圖片的回傳，減輕帶寬壓力,。同時(shí),，主站AI也可以實(shí)現(xiàn)后臺(tái)精準(zhǔn)分析，及時(shí)揪出人工巡視不易發(fā)現(xiàn)的隱患點(diǎn),。
華為團(tuán)隊(duì)迫不及待地想把它“安利”給客戶(hù),。
捉襟見(jiàn)肘
不出所料，第一次交流,，客戶(hù)就表達(dá)出了濃厚的興趣,，但也有些將信將疑，畢竟眼見(jiàn)才能為實(shí),，華為能不能拿出更多有說(shuō)服力的證明,？為此，2019年3月,，華為團(tuán)隊(duì)拿著設(shè)備的樣機(jī)為客戶(hù)做了第一次演示,。
在萬(wàn)眾矚目之下，算法模型在樣機(jī)上順利跑通,，這意味著這個(gè)AI“大腦”正常運(yùn)行,。
表現(xiàn)如何？一看數(shù)據(jù),，每一次識(shí)別圖片和視頻,，需要等待XX毫秒，才能輸出結(jié)果,。雖然人幾乎沒(méi)有感知,，但是和華為團(tuán)隊(duì)宣稱(chēng)的“實(shí)時(shí)”還有一點(diǎn)差距。
“還能更快嗎,？”顯然,，抱著高期待的客戶(hù)，還不夠滿(mǎn)意,。
孔慶偉的心里咯噔了一下,，應(yīng)該是算法模型還沒(méi)有完全適配。“這就好比和客戶(hù)說(shuō),，用我們的金磚,，可以給你造一棟富麗堂皇的別墅，結(jié)果好像還差點(diǎn)意思,?！?
更大的問(wèn)題出在功耗上。AI“大腦”很聰明,，但是對(duì)于身體的負(fù)荷超出了預(yù)期：功耗高達(dá)十幾瓦,！
真沒(méi)想到，這個(gè)“小家伙”看起來(lái)雖然個(gè)子小小的,，卻是個(gè)“大胃王”,。要知道，為了滿(mǎn)足桿塔的安裝要求,，合作伙伴金三立提供的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置,，電池大小是恒定的，要支持內(nèi)置的所有傳感器,、攝像頭的用電需要,，本來(lái)就很困難了，現(xiàn)在又多一個(gè)Atlas 200加速模塊,，讓這個(gè)本不富裕的電池更加捉襟見(jiàn)肘,。
“試點(diǎn)驗(yàn)證一下效果應(yīng)該還可以，商用的話(huà)……”看到這個(gè)結(jié)果,，合作伙伴的工程師連連搖頭,。那隱含的意思就是——?jiǎng)e想了，沒(méi)法商用,。
遇山開(kāi)山,，遇水架橋
焦慮和失落的情緒彌漫在華為研發(fā)團(tuán)隊(duì)中。
那段時(shí)間,，吳杰同時(shí)輾轉(zhuǎn)于兩個(gè)電力項(xiàng)目中，幾乎沒(méi)有睡過(guò)一個(gè)安穩(wěn)覺(jué),?！皦毫μ罅耍 庇袝r(shí)候在夢(mèng)里,，他會(huì)夢(mèng)到電塔高聳的塔尖和炫目的烈日,，不由得一陣暈眩。
曾在電力行業(yè)摸爬滾打多年,，他很清楚,，輸電場(chǎng)景對(duì)于客戶(hù)來(lái)說(shuō)是剛需。孵化出來(lái)的創(chuàng)新方案，如果無(wú)法解決客戶(hù)的痛點(diǎn),，無(wú)法和業(yè)務(wù)做深度的融合,，就是一塊漂亮但無(wú)用的磚頭?！拔覀儾荒芸照剟?chuàng)新,，只有真正能派上用場(chǎng)的產(chǎn)品，才是有用的產(chǎn)品,?！?/span>
要成功完成這臺(tái)移植手術(shù)，華為必須和合作伙伴一起,，做好軟硬件的適配,。
“我們可以做減法，降功耗,！”這群由芯片,、算法、驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域的十幾個(gè)小伙伴組成的作戰(zhàn)小分隊(duì),，早已習(xí)慣了遇山開(kāi)山,，遇水架橋。
“在這個(gè)場(chǎng)景下,，客戶(hù)對(duì)算力的要求不需要達(dá)到極致標(biāo)準(zhǔn),。”有人提議降低一部分算力,，減少功耗,。
經(jīng)過(guò)仔細(xì)的分析、權(quán)衡,，研發(fā)團(tuán)隊(duì)判定這是一個(gè)可行方案：“殺雞不用牛刀,，客戶(hù)需要的才是最好的?！?/span>
這一輪優(yōu)化過(guò)后,，再一測(cè)，功耗降到了3.4瓦,?？磥?lái)，快成了,！
不過(guò)吳杰還不是很滿(mǎn)意：“兄弟們?cè)傧胂朕k法,。”
大家仿佛變身精打細(xì)算的管家,，用放大鏡一一審視家中還能省下的開(kāi)銷(xiāo),。“在這種場(chǎng)景下，我們有一些不需要用的接口,，是不是可以從這里下手,？”又有兄弟揪出了一個(gè)改進(jìn)點(diǎn)。
大家吭哧吭哧排查了一遍,，把不必要的接口關(guān)了,，又省下了0.1~0.3瓦的功耗。
“這下齊活了,，只有3瓦了,！”階段性的目標(biāo)終于達(dá)成！
不過(guò),，精益之路沒(méi)有盡頭,。研發(fā)團(tuán)隊(duì)在研究對(duì)接方案時(shí)，又發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題——“大腦”和“身體”建立“握手協(xié)議”的時(shí)間點(diǎn)不一樣,，會(huì)導(dǎo)致在線(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備的休眠喚醒時(shí)間過(guò)長(zhǎng),，設(shè)備啟動(dòng)后還要兩三秒反應(yīng)時(shí)間。圍繞這個(gè)問(wèn)題,，吳杰等人又做了針對(duì)性的改進(jìn),，也應(yīng)用到了后期交付的設(shè)備中，省下了更多功耗,。
而與此同時(shí),，圍繞識(shí)別圖片速度還不夠快、不夠準(zhǔn)確的問(wèn)題,，華為研發(fā)團(tuán)隊(duì)根據(jù)算法模型在芯片層面做了調(diào)優(yōu)和適配,，進(jìn)一步提升了識(shí)別的效率和準(zhǔn)確率，最終獲得了客戶(hù)的認(rèn)可,。
從20天到2小時(shí)
2019年6月,，項(xiàng)目正式進(jìn)入交付階段。深圳1800多個(gè)桿塔上的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置陸續(xù)裝上了AI“大腦”,，未來(lái)這個(gè)數(shù)字還會(huì)增加到3000個(gè),。
安裝AI“大腦”
這些聰明的“大腦”，替巡檢人員上高空,，下隧道,，巡視一切可能的意外狀況，外力破壞等風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)識(shí)別準(zhǔn)確度率達(dá)90%,，大幅降低人工圖像處理工作量80%，提高視頻監(jiān)測(cè)人員工作效率5倍以上,，各項(xiàng)性能指標(biāo)皆達(dá)到預(yù)期值,。
“過(guò)去戶(hù)外輸電線(xiàn)路傳統(tǒng)人工巡視需要20天才能完成的工作量，如今只需2小時(shí)，巡檢效率提升80倍,?！?019年9月3日，南方電網(wǎng)深圳供電局與華為舉行聯(lián)合發(fā)布會(huì),，正式宣布第一階段的成果,。客戶(hù)激動(dòng)地說(shuō)：“傳統(tǒng)輸電人‘坐朝問(wèn)道,、垂拱平章’的巡檢夢(mèng)想正成為現(xiàn)實(shí),。”
除了桿塔固定攝像頭,，華為研發(fā)團(tuán)隊(duì)還計(jì)劃和客戶(hù)一起,，研制搭載Atlas 200 AI加速模塊的無(wú)人機(jī)，讓無(wú)人機(jī)可以自動(dòng)完成視頻和關(guān)鍵部位的圖像拍攝,，并對(duì)圖像視頻進(jìn)行故障的實(shí)時(shí)識(shí)別,。
“如釋重負(fù)?！眳墙芨械搅艘环N前所未有的輕松,，“電力場(chǎng)景太特殊了，關(guān)系到千家萬(wàn)戶(hù),。讓我們開(kāi)心的是,，我們做出來(lái)的產(chǎn)品真的幫助客戶(hù)解決了很多問(wèn)題?！?/span>
而孔慶偉說(shuō),，這僅僅是一個(gè)聯(lián)合創(chuàng)新的開(kāi)始：“只有圍繞生產(chǎn)業(yè)務(wù)場(chǎng)景去解決客戶(hù)問(wèn)題，公司才能找到在行業(yè)的價(jià)值,，我們能做的還有很多,。”
如今,，華為和合作伙伴的輸電智能巡檢聯(lián)合方案也已經(jīng)在浙江,、江蘇、天津,、湖北等更多的省份試點(diǎn)或應(yīng)用,。華為Atlas人工智能計(jì)算解決方案正在推動(dòng)著電力行業(yè)的歷史變革，為萬(wàn)家燈火注入智能和高效,。
城市的每盞燈火之下,，都有動(dòng)人而美好的故事。一幅生機(jī)勃勃的AI巨幅畫(huà)卷正在緩緩鋪開(kāi)……
本文轉(zhuǎn)載自《華為人》
