日前，由國網山東省電力公司牽頭、國網山東電科院具體組織、國網智能公司等單位參與申報的科技成果“基于人工智能的輸電線路大規模立體巡檢關鍵技術及應用”榮獲2023年度中國電力科學技術進步一等獎，實現了歷史性突破。

該成果構建了“空天地”立體智能巡檢體系，實現大規模輸電線路場景全方位監控、巡檢影像智能分析、缺陷隱患實時預警處置，推動輸電線路巡檢模式完成“無人機替代本體人工巡視、可視化替代通道人工巡視”的深刻變革，顯著提升輸電線路防護水平。

智能監拍 實現線路通道實時監控

“近年來，隨著社會經濟發展，全國架空輸電線路里程迅速增長，線路運維壓力與日俱增，亟須引入信息化、智能化手段解決超大規模輸電線路防護問題。”國網山東電科院輸變電技術中心主任辜超介紹，“在通道防護方面，我們先后研發了通道監拍裝置、智能識別模型、端云協同算法，實現了通道實時監控、智能告警。”

自2015年開始，針對傳統架空輸電線路人工巡檢效率低、周期長等問題，該院成立攻堅團隊，立足線路通道防護實際需求、深入分析傳統技術手段難見成效的原因，得出結論——規模化部署是實現通道防護的關鍵、低成本是實現規模化部署的前提、定時監拍取代連續視頻監控符合當前需求。隨后，該院牽頭研制低成本、小型化、高可靠的可視化裝置，采用定時抓拍的方式實現通道影像采集，解決了通道實時監控問題。隨著監拍裝置規模化應用，海量巡檢圖像辨識單純依靠人工，工作量大、實時性差、隱患漏報概率高。2017年，該團隊研發人工智能圖像識別模型并在可視化系統部署應用，攻克了施工機械、山火、導地線異物等通道內隱患目標精準識別的難題，實現通道隱患實時識別預警。2018年，該團隊進一步研發輕量化智能識別模型并對全省監拍裝置升級，將前端識別有隱患的圖像回傳至后臺系統，大大降低了裝置流量費用與功耗。

2021年至今，山東電網可視化覆蓋率逐年提升，開始向規模化要效益，該團隊先后研發基于激光點云的三維測距技術，并在全省220千伏及以上線路部署應用，實現通道隱患精準測距、分級預警，監盤人員告警確認處理工作量顯著降低；研發基于短視頻的導線舞動檢測技術，相比傳統舞動監測裝置，具有無需停電安裝、成本低、支持迭代升級的特點，迅速在煙臺、濱州等舞動易發區規模化應用，顯著提升舞動監測與防治水平。

自主巡檢 確保線路本體高效巡視

2017年，隨著無人機巡檢大規模應用，依靠人員手動操控無人機進行本體巡檢，暴露出巡檢不規范、關鍵點位漏拍、圖像采集不準確等問題。該團隊提出基于輸電線路激光點云的無人機航跡自動規劃方法，按無人機巡檢飛行距離、標準拍照順序一鍵生成巡檢航線，無人機按照航線高精度飛行，保證了巡檢安全性以及圖像采集的規范性、準確性，單塔巡檢時間由30分鐘降低至8分鐘。

無人機執行巡檢任務時，采集的圖像質量易受環境影響，從而影響本體缺陷的辨識。對此，2018年，該團隊研發了圖像增強算法、設計了基于視覺反饋的閉環控制策略，實現非理想光照情況下的高清晰圖像采集。

無人機巡檢圖像存在分辨率高、缺陷目標微小等特點，人眼辨識海量高分辨率圖像中的銷釘缺失、裂紋級隱患，難度高、耗時長，成為無人機巡檢最薄弱一環。為此，該團隊研發了高精度線路本體缺陷識別模型，單張圖像識別耗時小于2秒，且對細粒度缺陷識別精度超出專業人員約10%，替代人工實現無人機巡檢圖像全自動化智能識別。

人工智能 助力線路巡檢質效提升

人工智能算法是該成果的核心創新之一。該團隊立足實際需求，歷時6年，針對人工智能三要素——數據（樣本）、算法、算力逐個突破，形成高性能人工智能技術體系，并通過輸電巡檢圖像智能識別比賽等方式，優選高性能算法進行培育，迭代創新，不斷提升算法性能。

為了得到性能優秀的人工智能模型，必須以大量優質數據（樣本）作為支撐。該團隊與各網省公司及設備廠家合作，持續收集全網通道可視化監拍圖像、無人機巡檢影像，構建了國內外數量最大、種類最全的百萬級輸電線路缺陷與隱患樣本庫，為高性能算法訓練提供了堅實的數據基礎。

輸電線路本體缺陷和通道隱患種類繁多，識別難度大。該項目團隊從樣本優選、算法模型創新、訓練策略優化等全環節要素入手，構建了輸電巡檢影像人工智能識別系列模型，在全網范圍大規模應用，并定期進行算法運行成效分析、收集一線用戶反饋意見，對算法模型迭代提升，實現全部缺陷隱患的準確識別，識別精度超過專業人員。

算法運行必須有充足的算力支撐。該項目通過模型壓縮等算法將需要高算力、大內存的算法部署在前端設備上，實現前端隱患檢測。同時，云端負部署高性能推理算法，對前端回傳的隱患圖像進行細化識別，減少前端算法由于精度不足造成的誤報，從而構建高效的云邊協同體系，解決海量并發圖像實時精準識別難題。

該團隊牽頭發布國際、行業等標準10余項，涵蓋樣本、算法、裝備及作業等多個維度，為相關技術研發、產品研制提供標準引領。該成果應用后，山東電網通道外破及本體缺陷造成的線路故障停運率顯著降低，有力保障了輸電線路安全穩定運行。技術同時拓展應用于鐵路、水利等重要基礎行業，并出口沙特、巴西等多個國家，帶動相關產業快速發展。

下一步，國網山東電科院將深入落實創新驅動策略，從人工智能大模型、工業級無人機、視聽融合監控等多點發力，實現輸電線路巡檢從感知智能到多模態生成式智能的新跨域，為新型電力系統安全穩定運行提供堅強的網架支撐。