Интеллектуальная диагностика энергооборудования с помощью нейросетей

Что стоит за широким повсеместным внедрением нейросетей — огромная помощь специалистам либо угроза их замещения? Как работает искусственный интеллект (ИИ) в отрасли энергетики уже сейчас?

 О системе интеллектуальной диагностики энергообъектов — разработке компании DBA, являющейся составной частью интеллектуального программного комплекса AVITIST, рассказал Сергей Стульский, ведущий инженер белорусского партнера ООО «АВИТИСТ-ТЕХНОПЛЮС» для издания «Энергетика Беларуси».

Сегодня идет активное расширение областей применения искусственного интеллекта. Что стоит за широким внедрением данной технологии – огромная помощь специалистам либо угроза их замещения? Как работает искусственный интеллект?

Нейроны — уникальные клетки, отвечающие за передачу любой информации и способствующие обработке мозгом поступающей информации. Между собой они образуют нейронные связи. Физиологам и математикам понадобились столетия, чтобы изучить, описать нейрон и воспроизвести его вне живого существа.

Искусственная нейросеть — это граф из нейронов, который пытается моделировать настоящие нейроны головного мозга. Нейрон — это очень простая математическая формула, которая принимает данные на вход и передает другому нейрону. Обучение нейронной сети — это подбор параметров для таких формул, который определяет на выходе ожидаемый результат.

Об инженерном применении нейросетей можно говорить бесконечно. Зачастую нейросеть в связке с другими технологиями выполняет опасные либо трудновыполнимые для человека функции. К примеру, как происходит подготовка к ремонту линии электропередачи? Для начала нужно провести обследование для выявления дефекта и оценки объема предстоящих работ. Обследование часто выполняется под напряжением, что опасно. Так возникла практика бесконтактного верхового осмотра линий электропередачи посредством промышленных квадрокоптеров с последующим выявлением их дефектов с помощью компьютерного зрения. Данную комплексную услугу предлагает системный интегратор «АВИТИСТ-ТЕНОПЛЮС».

Компьютерное зрение — это область искусственного интеллекта, связанная с анализом изображений и видео.

Как работает компьютерное зрение?

Весь процесс разбивается на три этапа:

• получение изображений;
• обработка информации;
• анализ данных.

Для получения изображений на первом этапе используются веб-камеры, фотоаппараты, а также профессиональные 3D-камеры и лазерные дальномеры.

Следующий этап — это низкоуровневая обработка данных, которая необходима для определения краев, точек и сегментов изображений, являющихся простыми геометрическими фигурами, так называемыми зонами интересов. Алгоритм анализирует фото и переводит его в набор изогнутых отрезков и линий. В процессе обработки алгоритм присваивает метку каждому пикселю, чтобы в дальнейшем их можно было объединить по определенным характеристикам. Классификация изображений лежит в основе другого, более сложного алгоритма, который позволяет отличить на одном изображении, к примеру, опору ЛЭП от других известных ему предметов.

Примером такой системы является модуль СИДЭ (система интеллектуальной диагностики энергообъектов) интеллектуального программного комплекса (ИПК) AVITIST, предназначенного для цифровизации и комплексной автоматизации электроэнергетических предприятий и зарегистрированного в Республике Беларусь.

Модуль осуществляет дефектоскопию наборов данных, сформированных в результате верхового осмотра с использованием БПЛА. Облачное решение в составе публичного API и веб-приложения предоставляет доступ к отправке изображений и получению результатов дефектоскопии с помощью нейросетей. Следует подчеркнуть, что в данном случае применяется именно облачное решение, потому что так обеспечивается нужное быстродействие (6 фото/сек.) и нет необходимости тратиться на покупку серверов с мощными видеокартами – с учетом того, что дефектовка производится не постоянно, а в соответствии с календарным планом ремонтов.

Дефекты, определяемые модулем СИДЭ, следующие:

• загрязнение, трещина и скол изолятора;
• несоответствие вязки типовому проекту;
• оголение арматуры на ж/б опоре.

Спектр определяемых дефектов постоянно растет.

Стоит отметить, что обследование с применением нейросетей будет оптимальным в том случае, если проводить дефектоскопию с определенной периодичностью, тем самым отслеживая состояние оборудования на всем его жизненном цикле. Такой метод соответствует внедрению элементов предиктивной аналитики, обусловленной проведением ремонтов оборудования не через какой-то установленный временной промежуток, а по износу. К слову, в Российской Федерации на уровне федерального закона и стандартов прописана обязанность сетевых компаний выполнять верховые осмотры с помощью БПЛА, обрабатывать и хранить полученные результаты весь период жизненного цикла оборудования (СТО 56947007-29.240.55.315-2021).

Модуль СИДЭ интеллектуального программного комплекса AVITIST будет представлен на стенде E9 ООО «АВИТИСТ-ТЕХНОПЛЮС» в рамках международной специализированной выставки ENERGY EXPO 2023.