智能變電站三維建模，基于三維模型實(shí)現(xiàn)換流站檢修，三維智能巡檢......

運(yùn)用三維激光點(diǎn)云采集、數(shù)字高程模型、高精度測繪等技術(shù)，為每一條線路、每一基桿塔、每一個部件賦予了專屬的三維坐標(biāo)，定位精度達(dá)到厘米級甚至毫米級，正是電力行業(yè)借由數(shù)字孿生搭建的現(xiàn)實(shí)世界與數(shù)字虛擬世界的橋梁。

在數(shù)字孿生不斷被行業(yè)看見的過程中，優(yōu)立科技理想中的數(shù)字孿生，是在精確GIS信息為底座的實(shí)景三維場景上，實(shí)現(xiàn)人與人的遠(yuǎn)程協(xié)同辦公、到現(xiàn)場與不到現(xiàn)場的同樣可遠(yuǎn)程操控，而這些操作的實(shí)現(xiàn)只需要人手一部的手機(jī)或在PC端。

智能巡檢，算法先行

一個50MW的變電站人工巡檢完整一圈，覆蓋所有設(shè)備所需要時間通常為2-3個月，而機(jī)器巡檢僅需要2天左右的時間。

在新一代變電站集中監(jiān)控系統(tǒng)及遠(yuǎn)程智能巡視系統(tǒng)替代人工例行巡視、熄燈巡視和部分特殊巡視的剛需之下，加快推進(jìn)變電站智能巡視建設(shè)應(yīng)用，拓展變電站智能巡視覆蓋面，早已成為優(yōu)立科技數(shù)字孿生技術(shù)下沉至實(shí)際應(yīng)用的場景之一。

優(yōu)立三維智能巡檢系統(tǒng)

目前，基于在海量數(shù)據(jù)中挖掘的電力行業(yè)數(shù)據(jù)，優(yōu)立科技在電力領(lǐng)域案例已達(dá)十余個，應(yīng)用逐漸由淺入深。

“過去大家會認(rèn)為，數(shù)字孿生是不是通過建立動態(tài)的數(shù)字化變電站動態(tài)模型，按照攝像頭信號的實(shí)際安裝位置，將其接在模型上進(jìn)行鏈接，搭建出一個變電站的可視化系統(tǒng)即可?”

優(yōu)立科技創(chuàng)始人兼CEO張雪兵解釋稱，過去行業(yè)在數(shù)字孿生項(xiàng)目中的確做過很多“好看”的嘗試，多以人工建模為主，除了高昂的數(shù)據(jù)修模投入，做出來的“一張圖”只能運(yùn)行在工作站，出現(xiàn)在大屏上，無法用手機(jī)或?yàn)g覽器訪問，離用戶越來越遠(yuǎn)。

當(dāng)越來越多客戶，尤其企業(yè)端和政府端的用戶不愿意花大成本在為迎檢準(zhǔn)備的“花架子”上，以優(yōu)立科技為代表的真正做實(shí)景三維應(yīng)用的企業(yè)也因此在實(shí)際應(yīng)用中搶眼起來。

相比原來所謂的“智能巡檢”，真正的數(shù)字孿生技術(shù)在實(shí)際電力應(yīng)用上發(fā)生哪些變化?

張雪兵介紹稱，“在數(shù)字孿生的空間里，我們首先做一個基本的測算，即按照電網(wǎng)領(lǐng)域?qū)υO(shè)備巡視點(diǎn)位相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)清單，測算電網(wǎng)等單位目前部署的攝像頭是否已滿足企業(yè)對所有設(shè)備巡視點(diǎn)的巡視需要。畢竟有些設(shè)備的安裝位置很高，有的六米高，甚至有的高達(dá)十米，已然形成了一個大的立體空間。”

而各省份電力領(lǐng)域攝像頭的覆蓋率一般很難超過70%：過去攝像頭的部署，都是由攝像頭廠家根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以及現(xiàn)場勘測來實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)立科技的智能巡檢攝像頭點(diǎn)位優(yōu)化服務(wù)，則更多通過三維空間的智能算法為電力領(lǐng)域客戶提供相對高性價比的覆蓋方案。“已安裝的位置是不是用戶所需要被巡檢的位置，以及有哪些地方還沒被覆蓋，如何增補(bǔ)?如果還沒安裝，應(yīng)該裝在哪里?”

優(yōu)立智能攝像機(jī)布點(diǎn)優(yōu)化服務(wù)

點(diǎn)云算法在電網(wǎng)的創(chuàng)新應(yīng)用

毫無疑問，從數(shù)字孿生初步入局電力領(lǐng)域直至目前，電網(wǎng)數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型的需求處于不斷變化狀態(tài)。

以往「可視化模式的數(shù)字孿生」本質(zhì)上還是各種類型數(shù)據(jù)的疊加組合，而此類疊加組合表面上看起來是在一起的，一旦在使用一些專有的分析時，就會發(fā)現(xiàn)這些不同來源、不同層次的數(shù)據(jù)并不相通，難以靈活整合應(yīng)用。

以上，也是不少客戶認(rèn)為數(shù)字孿生價值不高的原因所在。

如今數(shù)字孿生從好看真正進(jìn)入到創(chuàng)造價值階段，在優(yōu)立科技釋放電力數(shù)據(jù)價值的背后，是其對電網(wǎng)領(lǐng)域逐漸深入的理解。

張雪兵指出，電網(wǎng)領(lǐng)域?qū)珳?zhǔn)度的要求較高，尤其變電設(shè)施、變電站等對于閉合精確度要求達(dá)99.99%以上，希望能利用毫米級的精度數(shù)據(jù)，對電力巡視的狀態(tài)等進(jìn)行準(zhǔn)確分析和判斷。

具體到實(shí)際應(yīng)用中，白天使用可見光攝像頭可以輕松監(jiān)視和跟蹤目標(biāo)。然而，到了夜晚，可見光相機(jī)具有一定的局限性，且受天氣影響大，陰雨、云霧和夜間等環(huán)境的可見光成像效果受到較大干擾。

正因如此，不同于市面上大部分公司來用人工建模模型構(gòu)建三維應(yīng)用的技術(shù)路徑，優(yōu)立科技打造了一套以變電站三維超高精度激光點(diǎn)云為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，通過高精度三維彩色點(diǎn)云和攝像機(jī)聯(lián)動控制的方式建立起三維智能巡檢系統(tǒng)。

與普通激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)相比，優(yōu)立科技的超高精度激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)在還原度、美觀度、實(shí)用度三方面全面超越。基于超高精度激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，全站模型可以達(dá)到毫米級別精度，點(diǎn)密度達(dá)到20萬點(diǎn)/平方米，平均誤差在 2MM 內(nèi)，最大誤差不超過 6MM。

系統(tǒng)利用高精度點(diǎn)云進(jìn)行點(diǎn)位標(biāo)記,調(diào)動攝像機(jī)、巡檢機(jī)器人、無人機(jī)、輔控設(shè)備等檢測設(shè)備獲取視頻與照片數(shù)據(jù)通過后臺圖像識別分析出隱表與缺陷信息，并顯示在三維模型上。

基于激光雷達(dá)點(diǎn)云成果，同時融合可見光影像數(shù)據(jù)，優(yōu)立科技通過遠(yuǎn)程定制巡檢任務(wù)，控制站端視頻監(jiān)控及機(jī)器人開展巡檢，基于實(shí)景三維實(shí)時感知巡檢情況，對獲取視知圖像進(jìn)行智能分析，自動跟蹤異常設(shè)備，結(jié)合設(shè)備實(shí)時信號實(shí)現(xiàn)告警監(jiān)視、故障聯(lián)動等，達(dá)到遠(yuǎn)程智能立體巡檢。

用張雪兵的話來說，優(yōu)立科技算得上是目前國內(nèi)首家將激光雷達(dá)這類新型終端設(shè)備運(yùn)用在大型變電站、直流站內(nèi)，并提供相應(yīng)的運(yùn)維服務(wù)的企業(yè)。

三維電網(wǎng)一張圖，以三維引擎平臺為底座

縱觀整個電力行業(yè)市場，入局的企業(yè)并不算少。“包括像阿里巴巴、華為等大廠在內(nèi)，也在利用自身優(yōu)勢如云平臺來占據(jù)一定市場份額。”

對于優(yōu)立科技而言，輔助電力單位的現(xiàn)場運(yùn)維與決策，正是企業(yè)在當(dāng)前數(shù)字化、智能化需求涌現(xiàn)的時代背景下面臨的一場抉擇。

張雪兵表示，電力設(shè)施布滿全國各地，包括各省市、縣、鎮(zhèn)級的電力設(shè)施全覆蓋，相關(guān)數(shù)據(jù)量很大。從這一數(shù)據(jù)體量上來說，既要高精準(zhǔn)數(shù)據(jù)的全面覆蓋，又要龐大的算力與存儲，對數(shù)據(jù)管理引擎的處理能力，對系統(tǒng)底座平臺要求并不低。

而優(yōu)立科技三維數(shù)據(jù)管理引擎，便是其進(jìn)入實(shí)用性數(shù)字孿生世界的鑰匙。

據(jù)介紹，優(yōu)立科技國產(chǎn)自研的三維數(shù)據(jù)管理引擎，可以秒級加載超大體量三維數(shù)據(jù)，首先解決實(shí)景GIS數(shù)據(jù)“看”的難題;除了GIS，引擎還支持多種結(jié)構(gòu)格式的三維模型，在一個平臺上無損快速加載;支持?jǐn)?shù)據(jù)在云端或本地存儲，多人協(xié)同作業(yè)。

采用自研專利UDS格式，優(yōu)立科技無限細(xì)節(jié)三維引擎可以將點(diǎn)云和高精度三維模型進(jìn)行高效壓縮，UDS格式對LAZ格式激光點(diǎn)云的壓縮率在60%以上，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到1GB/分鐘，可以大大節(jié)約存儲資源和空間。基于八叉樹結(jié)構(gòu)，通過CPU算力實(shí)現(xiàn)三維數(shù)據(jù)本地渲染特性。

相對來說，電網(wǎng)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)保密安全要求較高，一切都需要在安全環(huán)境內(nèi)網(wǎng)的體系內(nèi)運(yùn)行。某種程度上，上述大規(guī)模數(shù)據(jù)快速下載能力下沉至電網(wǎng)領(lǐng)域，也為全省一張圖，乃至未來全國一張圖的數(shù)據(jù)資產(chǎn)的安全運(yùn)維需求提供了無限可能。

談及優(yōu)立科技的業(yè)務(wù)布局，張雪兵坦言，公司通過一些具體項(xiàng)目來打包產(chǎn)品，而下沉至應(yīng)用的產(chǎn)品始終圍繞著自主平臺的構(gòu)建。“公司現(xiàn)有產(chǎn)品方案，基本依賴于公司底層的三維數(shù)據(jù)底座平臺。而這一平臺是目前國家電網(wǎng)或者南方電網(wǎng)等電力系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中所認(rèn)可的安全平臺系統(tǒng)。”

放眼未來，從無人值守轉(zhuǎn)向無人巡檢，從部分試點(diǎn)城市落地到全國范圍內(nèi)鋪開，仍需優(yōu)立科技長對內(nèi)期蓄力，對外保持合作。能夠確定的是，若要想在應(yīng)用上繼續(xù)提升，實(shí)現(xiàn)看、算、存一體化事關(guān)重要。

優(yōu)立科技(Eulee)是一家數(shù)字孿生&元宇宙核心技術(shù)提供商，專注為企業(yè)提供三維數(shù)據(jù)管理、數(shù)字孿生創(chuàng)建及應(yīng)用的高新技術(shù)企業(yè)，致力于用三維技術(shù)構(gòu)建萬物相連的孿生世界，賦能多個行業(yè)。