基于AI技术的热网智能化巡检系统建设研究

浦绍旭　刘汝忠　刘宇　黄二妮　陈永清

摘要：目前，发电企业外供热网巡检工作主要采用人力、视频监控等方式，巡检手段缺乏且效率较低，未能有效解放人力资原。本文叙述一种全新的巡检方式，达到解放人力资源、提高巡视效率的目的。利用视频监控进行日常巡检，大都采用高性能的前端采集设备，系统架构比较成熟。但缺少端、边、网整体电力物联网的协同联动处理能力。故本文就一种新型的基于AI技术的热网智能巡检系统进行研究与总结。

关键词：供热管网;智能巡检;视频监控;AI人工智能;AI+IoT技术

1系统设计

1.1.行业现状

我国地域辽阔，地形复杂，地质环境多样，通过巡检及时掌握管供热管网运行状况及周边环境变化，发现管道缺陷和安全隐患，是保证供热管网安全运行的基础。然而当前供热管道巡检现状却多以人工运检为主，这给当前供热管道的巡检带来了诸多安全隐患与困难。

●缺少技术手段，费力耗时

多人按固定线路进行巡点检，缺少有效的技术手段支撑，巡视人员开展检查工作比较困难，消耗大量人力物力和财力，执行效果不明显。

●存在巡视盲区

人工巡视的方法既增加了巡视人员的检查难度，同时由于管网线路长、分布广泛不能覆盖到整个设备，存在一定巡视盲区。

●不具有实时性

发现的隐患点（如管网保温层脱落、疏水器故障）不能及时上报，隐患地点及情况描述不清，造成无法针对情况对供热管网和设施进行维护保养，从而存在大量安全隐患，易延误缺陷或故障的最佳处理时机，造成事故损失扩大。

●设备管理策略达不到持续优化

设备管理策略还停留在传统的计划维修、事后维修模式，达不到持续优化维护策略、优化检修的目的。导致设备利用率较低，可靠性、经济性得不到充分保证，运维费用持续居高不下。

1.2.建设目标及部署

基于AI技术的热网智能化巡检系统，针对供热管网进行全线现场勘察、设计开发的一套智能巡检管理系统，并与前期已建成的智能监控系统预测预警模块进行集成联动。

整体系统以“AI智能视频分析+环境传感器”作为数据采集载体，融合人工智能，物联网等先进技术，实现供热管道场景下的高频次、常态化和无人值守的巡检工作，足不出户，统揽全局。

通过采集传输现场50台视频监控设备、7台温度监测设备和4台噪音监测设备的运行数据，通过网络传输协议传输至系统平台。

2系统功能简介

2.1.大屏首页

实现智能热网巡检系统对发电企业供热管网的巡检任务、传感数据、视频分析数据、异常告警及消除率“巡检一张图”的全面感知。

2.2.实时监视

2.2.1结构化视图

视频查看：通过全厂视频展示摄像机及传感器的实时监控情况。显示传感器数据值。

传感器数据：当前传感器类型包含有温度、噪音、位移，每种类型的传感器都可以设置报警值。

2.2.2地图导航

管道模拟：以电子地图的形式展示视频摄像机的分布情况，点击每一个摄像机可以查看现场视频，将所有摄像机在地图上显示，并用连线将摄像机连接起来，模拟管道效果。

视频查看：点击地图中的摄像机名称，页面右侧跳出视频窗口，可将现场视频画面分窗口显示，可细分为4窗口、8窗口、12窗口、25窗口等。

传感器数据查看：点击地图中的传感器数据，页面跳出该测点的历史数据曲线。

2.3.巡检计划

可实现定人、定周期、定区域自动生成巡检任务，巡检人员在线领取巡检任务时，系统可关联该任务所涉及位置相关的高清摄像机及无线传感器等设备，供巡检查看，并对该任务下相关的巡检项一一与视频画面对比检查，传感器测点数据在巡检项内显示，在线巡检后打卡提交巡检记录。

2.4.巡检执行

巡检人员在线领取巡检任务时，系统可关联该任务所涉及位置相关的高清摄像机及无线传感器等设备，供巡检查看，并对该任务下相关的巡检项与视频画面对比检查，传感器测点数据在巡检项内显示，在线巡检后打卡提交巡检记录。

2.5.巡检统计

可以对在线巡检任务执行情况进行统计，包含巡检用时、巡检计划检查项、实际检查项、漏检项、异常数据等内容，让管理者全方面了解巡检人员在线巡检质量，并督促提高。

2.6.填报缺陷

在线发现设备缺陷时，可立即在系统上进行缺陷登记。按事先配置好的缺陷流程进行审批、判断和确认。

2.7.区域报警

视频虚拟电子围栏是利用运动目标的智能视频分析原理，在摄像机监视的场景范围内，根据监控需要和目的设置警戒区域。当报警警戒区域内有人入侵、离开时，在线巡检系统将自动报警并记录现场的视频画面，并实现后台报警。

2.8.安全帽佩戴识别

通过基于视频流的智能图像识别系统，利用深度学习与大数据技术，通过自动识别人员与安全帽等特征对现场监督提供有力保障，当发现没有佩戴安全帽人员进入区域后，进行实时报警。

2.9.火灾烟雾监测

基于先进的计算机视觉和模式识别方法，通过对采集到的视频图像进行处理，分析火焰和烟雾的色度、纹理、运动以及频谱等特性，能够及时准确地判断出监控视场内的烟雾和火焰特征，给出火灾预警，传输最直观的视频图像，在早期就锁定火灾现场。

2.10.广播对讲

在摄像机实时监视画面，通过点击右下角功能按键-麦克风，可实现监控中心与现场的对讲，提高沟通效率及預防违规事件发生。内置扬声器5W左右，声音在100db以上。

2.11.告警统计

异常数据管理：对巡检过程中发现的巡检项异常情况进行记录，方便统计管理。

报警记录查询：可全面展示报警信息，将所有区域内违规数据化管理，实现安全管理数据化。

当有新的报警时，后台可自动抓拍，录像，方便事件源追溯。

3应用成果

基于AI技术的热网智能化巡检系统可为供热管网打造高频次、常态化、无人值守化自主巡检模式，有效协同供热管网数字化转型，减轻人员投入压力，实现降本增效。

通过智能视频分析、传感数据采集等技术，实现对巡检工作的全过程、立体化管控。

基于AI技术的热网智能化巡检系统，通过对巡检工作进行全程监控与数字化管理，完善了传统人工巡检方式所带来的弊端。

结语

部署并应用基于AI技术的热网智能化巡检系统，不仅大大降低了人工巡检所带来的安全隐患和难度，而且显著提升了供热管线的巡检效率和精细度。

在国家对能源需求越来越大的今天，在数字化、智能化变革的浪潮中，发电供热企业将充分运用AI视频智能分析、物联网等先进技术，不断创新，为发电企业实现数字化、智能化的转型升级助力。