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国内首次在水力发电领域应用5G水下机器人技术

作者:18新利体育 发布时间:2021-01-10 04:33 点击:

  在中国水电发展“十三五”规划中,数字流域、数字水电、“互联网+”智能水电站、大坝安全在线和远程技术等都属于重要发展方向。为落实“安全第一,预防为主,综合治理”的安全生产方针,四川移动、大唐公司、清华研究院合作,运用人工智能、等技术,在四川省广元亭子口水利枢纽打造了一个“5G智慧电站”。这是国内第一次在水力

  亭子口水利枢纽是国家完善长江防洪体系的六大重点工程之一,也是嘉陵江干流唯一的控制性骨干工程,是西部大开发重点工程和四川省“再造一个都江堰”灌区骨干工程。自建成运行以来,亭子口水利枢纽在防洪、灌溉、供水、发电等方面发挥了巨大效益。

  大唐亭子口公司党委书记、副总经理李阳表示,亭子口水利枢纽全面投产运行之后,其结构安全巡检的任务非常关键,但在现实执行过程中,大坝坝体表面和水下结构物的常规巡检精度和效率都很低,在一定程度上制约了枢纽的安全健康评估。

  四川移动广元分公司集团客户部经理孙健告诉记者,“5G智慧电站”项目利用5G大宽带、低时延的特性,实现了现场超高清图像数据的实时快速回传,又运用云计算、AI数据分析等技术进行风险诊断,利用5G水下机器人、5G水上无人机与办公业务平台进行实时交互、坝体异常状况预警诊断等,解决了传统作业效率低、需要反复下水作业等问题,增强了操作便利性及安全性,做到对问题和隐患的及时预警,切实保障大坝运行安全。

  在常年累月的运行中,大坝的泄洪消能设施必然会出现磨蚀、露筋等损伤,传统的检测方式需要排水、清淤,再由人工到现场检测,效率低、成本高,不利于防洪安全和电力生产。

  清华四川能源互联网研究院智能水电枢纽研究所副所长王皓冉表示,在“5G智慧电站”项目中,应用了5G水下机器人搭载清淤和巡检作业设备,可以在不排水的条件下,替代人工进行水下作业。这项技术利用5G大带宽的优势,实时回传水下机器人采集的高清图像,同时利用5G低时延特性,可以对机器人实施远程控制,完成周密的勘察检测工作。

  “通过多种传感数据融合,结合巡检、监测数据和失稳机理、老化寿命评估方法,我们可以在保障水库大坝长期安全运行的同时,提升信息化和智能化管理水平。”王皓冉说。

  据记者了解,按照设计要求,每3至5年或大洪水过后,亭子口水利枢纽都需要对泄洪消能设施进行检测,传统检测工期一般长达3至6个月,需要花费工程成本590万元左右。使用5G水下机器人则可以将单次巡检费用下降到70万元左右,工期只需20天,效益非常显著。

  大坝表面也需要日常巡检,但由于坝体巨大,人工巡检费时费力,往往需要借助绳索、吊车等将人送到坝体垂直表面,近距离使用卷尺、钢纤、粉笔、数码相机等进行检查。实际操作中,存在高风险、低效率、过于依赖检测人员经验等问题。

  “5G智慧电站”项目为此研制了一套高精度坝面5G无人机巡检系统,其中包含了巡检路径规划、坝面表观缺陷识别、健康诊断体系构建等功能。通过无人机回传超高清图像,再由云计算、AI数据分析、图形图像检测等技术进行诊断,该项目可以实现坝面自主巡检、信息的无缝获取、三维重建等功能。“这样不仅可以提升巡检效率,也为水库大坝的安全提供了重要保障。”王皓冉说。

  亭子口水利枢纽整个大坝上、下游坝面水上部分面积大约有9.36万平方米,传统检测方式每平米需要花费约50元,因此每次全面检查的成本在460万元左右,用时约90天。采用5G无人机智能巡检则可以把工期降到15天,每次巡检的总花费仅需19万元左右。

  此外,该项目还在亭子口水利枢纽部署了5G云视讯高清视频会议系统,指挥中心、各个部门的工作人员,以及身处外地的技术专家,都可以通过这套会议系统进行集体会商和交流。如果需要,还可以将5G水下机器人实时巡检画面添加到会议视频中,实现电站中控室、大唐集控中心、外地水电专家等多方视频工作会议。

  自从5G在中国投入商用后,包括运营商在内的产业链各方一直在积极拓展5G行业应用。亭子口水利枢纽的“5G智慧电站”项目表明,只要贴近客户、找准需求、做好个性化解决方案,5G的价值就必然会在各行各业绽放光彩。

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