如何给智能运维的变电站装上‘眼睛’与‘耳朵’？

目前，我国变电站一次设备已基本实现了远程程序化操作，但对于压板、空开等二次设备，其智能化、信息化水平仍然相对较低，至今仍然主要依赖人工的方式进行运维巡检。

而且，变电站压板尺寸小、数量多、分布密集，检测不仅耗时耗力，容易造成视觉疲劳，导致误操作、漏操作现象发生，严重危害人身与电网运行安全。

如何解决在电站运维工程压板应用场景中的切实困扰，就成为了摆在华北电力大学智慧能源与信息研究中心主任郑华教授所带领的团队面前的难题。作为全国能源电力领域的最高学府，面对电网用户的痛点需求，郑华团队责无旁贷。

“我们团队的名字是‘慧眼识能源’，用智慧之眼发现能源珍珠；希望通过智能技术，降低人工劳动强度，提高智能水平。”郑华表示。“在这个领域，我们已经探索经年，直到与英特尔和OpenVINO的邂逅，我们这双慧眼才变的更锐利、更敏锐。”

初识

毋庸置疑，电网是工业社会、信息社会的关键基础设施。而且，电力行业正在由运营者变成了创新驱动者，它不仅仅是自身在变动，它会通过数字和能源行业的结合，最终通过能源互联网，从而实现能源数字孪生体，催生了各种各样的新商业模式。

郑华认为，要想实现能源数字孪生体，边缘计算+分布式网络是“必选项”，特别是在变电站、光伏电站、风力发电厂等电力网络的“神经末梢。”这些场景运维成本高，配件管理困难，对‘无人值守’有很高的诉求，只有通过智能边缘+AI的方式来解决痛点。“

但在电网智能边缘的构建中，一直面临着两大难题。首先是信息采集，很多场景下的设备是”哑终端“，连接性不够无法完成信息数字化采集；其次是边缘算力，以一个标准的110千伏变电站为例，其摄像头有80多个，产生的数据量非常之大，如何对采集到的结构化和非结构化数据，进行成本可控下的实时分析与智能决策，是个巨大挑战。

“要想彻底解决‘最后一公里’的运维难题，智能边缘是必然选择。”郑华表示。英特尔物联网事业部中国区首席技术官兼首席工程师张宇持有同样的观点，他认为，物联网的很多应用场景对于实时性要求非常高，只有在边缘侧构建智能闭环才能满足应用需求。他还援引IDC的数据表示，物联网产业中有50%的数据，已经开始在边缘来进行处理。

在突破“最后一公里”的问题上，郑华团队进行了很多探索，直到其团队成员段云琦无意中在社区网站上看到了OpenVINO，“我们和英特尔以及OpenVINO，就这样认识了。”

携手

作为OpenVINO开发者大赛的获奖团队、OpenVINO领航者联盟成员，在采用OpenVINO之前，“慧眼识能源”团队也尝试过很多不同的开发工具，来提高变电站压板检测的准确率，但效果并不是很理想。

这个看似不起眼的应用，却有着苛刻的要求。“它需要同时满足高精度和实时性的要求，另外复杂度要低，成本上也要可控。”郑华表示，“引入OpenVINO之后，我们解决了这些问题。”

郑华指出，高精度对应的是高性能，OpenVINO可以很好支持TensorFolw、PyTorch等主流框架，减轻了团队很多工作量；在实时性实现方面，对于检测精度也几乎没有影响。不仅如此，OpenVINO学习成本很低，易用性给团队带来很多的好处，“本来我们人就少，精力又有限，学习成本很高的时候，就很难把它很快的应用到我们实际过程中。”

还有一点很重要的就是OpenVINO的广部署能力，可以实现一次编写任意部署，“这是个很强大的功能，在变电站场景中，系统多、设备多，硬件平台差异太大，应用部署会涉及到多环境多厂家，而OpenVINO可以帮助我们节约研发成本和适配时间。”

而这些功能和特性的背后，正是英特尔OpenVINO工具套件的快速迭代更新，“我们现在以每季度一次的频率迭代，以满足快速变化的市场所提出的新需求。”张宇指出。特别是在最新发布的2021.1版本中，对于第11代酷睿处理器有着强劲的支持表现，在算力方面更进一步；搭载Intel Gaussian和神经加速器能够支持GNA2.0；搭载DL Streamer可提供语音分析能力，同时在Open Model Zoo中提供了针对音频、语音和语言的预训练模型和方案演示，超越了视觉应用的能力。“我们通过软硬兼施的产品组合，释放智能边缘效能。”

对于此次发布的新版本，郑华团队也非常乐见，“音频对我们来说，是个惊喜的发现，我们不但可以给变电站装上‘眼睛’，还能装上‘耳朵’，通过视觉、音频等全方位能力进行故障诊断，实现变电站智能运维的‘全科医生’。”

未来

在张宇看来，“慧眼识能源”团队方案的开发不仅赋能电力行业，其解决方案可扩展至巡检机器人、无人机、监控摄像头等更多领域的落地部署，具有多领域，普适性，可复制等商业化市场落地的特点，未来英特尔也将持续加深与郑华团队的合作，加速产品化商用化落地。

郑华认为，电力行业智能化的路还很长，需要更加深入的研究；在领航者联盟的助力下，在不久的将来建立一个开发实验室，将现有的解决方案从商业落地的角度进一步完善。

同时电力行业智能化还需要更多的开发者、更多的高校师生的共同努力，郑华更愿意将这个开放实验室形象的比喻成一个“领航者枢纽”，热情的邀请产学研多领域的开发者进行交流，共同推进技术创新的愿景。

其实，类似于这样的案例还有很多。而且背后最大的助推力则是围绕着OpenVINO丰富多彩的外延与拓展，其中包括OpenVINO中文社区、领航者联盟以及各种公开课。

2020年5月，秉承“开放、开源、共创”的理念，OpenVINO中文社区顺利成立。在社区建立的半年的时间内，英特尔工程师累计服务时长已达2000小时，志愿者更是高达6000小时。

此外，基于开发者产品难以商业化落地的痛点而创立的“英特尔OpenVINO工具套件领航者联盟”，正通过一系列的技术交流活动和行业开发大赛，为开发者们创造一个学习交流，创新发展的平台，为开发者的技术进阶和职业发展提供各种资源。

同时，英特尔通过课程培训、产品落地、比赛认证、职业助力、社区共建等多重形式，全面赋能人工智能开发者发展。如今，OpenVINO工具套件收获了众多粉丝的选择和喜爱。2020年4月英特尔与复旦大学以及中国大学MOOC（慕课）平台，联合推出了一门基于OpenVINO的人工智能精品课程，对行业开发者及学生开放，开课至今已经汇集了10000多名学习者。

正如张宇所言：“开发者是英特尔强大生态圈的重要组成部分，开发者的创新能力在推动智能边缘发展中发挥着重要作用，因此开发者的体验是英特尔关注的重点。我们通过不断推出更加适用的新产品、新工具，赋能开发者使用；同时通过搭建多种开放、开源、共创的平台，增强与广大开发者的互动，帮助优秀方案快速开发、落地、推向市场；通过生态共建的新模式，与开发者一同开拓智能边缘发展的新机遇。”
责任编辑:pj