相識相知相戀：OpenVINO的電力“情緣”

10月28日消息（岳明）目前，我國變電站一次設(shè)備已基本實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程程序化操作，但對于壓板、空開等二次設(shè)備，其智能化、信息化水平仍然相對較低，至今仍然主要依賴人工的方式進(jìn)行運(yùn)維巡檢。

而且，變電站壓板尺寸小、數(shù)量多、分布密集，檢測不僅耗時(shí)耗力，容易造成視覺疲勞，導(dǎo)致誤操作、漏操作現(xiàn)象發(fā)生，嚴(yán)重危害人身與電網(wǎng)運(yùn)行安全。

如何解決在電站運(yùn)維工程壓板應(yīng)用場景中的切實(shí)困擾，就成為了擺在華北電力大學(xué)智慧能源與信息研究中心主任鄭華教授所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)面前的難題。作為全國能源電力領(lǐng)域的最高學(xué)府，面對電網(wǎng)用戶的痛點(diǎn)需求，鄭華團(tuán)隊(duì)責(zé)無旁貸。

“我們團(tuán)隊(duì)的名字是'慧眼識能源'，用智慧之眼發(fā)現(xiàn)能源珍珠；希望通過智能技術(shù)，降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高智能水平。”鄭華表示。“在這個(gè)領(lǐng)域，我們已經(jīng)探索經(jīng)年，直到與英特爾和OpenVINO的邂逅，我們這雙慧眼才變的更銳利、更敏銳。”

初識

毋庸置疑，電網(wǎng)是工業(yè)社會、信息社會的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。而且，電力行業(yè)正在由運(yùn)營者變成了創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)者，它不僅僅是自身在變動(dòng)，它會通過數(shù)字和能源行業(yè)的結(jié)合，最終通過能源互聯(lián)網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)能源數(shù)字孿生體，催生了各種各樣的新商業(yè)模式。

鄭華認(rèn)為，要想實(shí)現(xiàn)能源數(shù)字孿生體，邊緣計(jì)算+分布式網(wǎng)絡(luò)是“必選項(xiàng)”，特別是在變電站、光伏電站、風(fēng)力發(fā)電廠等電力網(wǎng)絡(luò)的“神經(jīng)末梢。”這些場景運(yùn)維成本高，配件管理困難，對'無人值守'有很高的訴求，只有通過智能邊緣+AI的方式來解決痛點(diǎn)。“

但在電網(wǎng)智能邊緣的構(gòu)建中，一直面臨著兩大難題。首先是信息采集，很多場景下的設(shè)備是”啞終端“，連接性不夠無法完成信息數(shù)字化采集；其次是邊緣算力，以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的110千伏變電站為例，其攝像頭有80多個(gè)，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量非常之大，如何對采集到的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，進(jìn)行成本可控下的實(shí)時(shí)分析與智能決策，是個(gè)巨大挑戰(zhàn)。

“要想徹底解決'最后一公里'的運(yùn)維難題，智能邊緣是必然選擇。”鄭華表示。英特爾物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部中國區(qū)首席技術(shù)官兼首席工程師張宇持有同樣的觀點(diǎn)，他認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)的很多應(yīng)用場景對于實(shí)時(shí)性要求非常高，只有在邊緣側(cè)構(gòu)建智能閉環(huán)才能滿足應(yīng)用需求。他還援引IDC的數(shù)據(jù)表示，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中有50%的數(shù)據(jù)，已經(jīng)開始在邊緣來進(jìn)行處理。

在突破“最后一公里”的問題上，鄭華團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了很多探索，直到其團(tuán)隊(duì)成員段云琦無意中在社區(qū)網(wǎng)站上看到了OpenVINO，“我們和英特爾以及OpenVINO，就這樣認(rèn)識了。”

攜手

作為OpenVINO開發(fā)者大賽的獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)、OpenVINO領(lǐng)航者聯(lián)盟成員，在采用OpenVINO之前，“慧眼識能源”團(tuán)隊(duì)也嘗試過很多不同的開發(fā)工具，來提高變電站壓板檢測的準(zhǔn)確率，但效果并不是很理想。

這個(gè)看似不起眼的應(yīng)用，卻有著苛刻的要求。“它需要同時(shí)滿足高精度和實(shí)時(shí)性的要求，另外復(fù)雜度要低，成本上也要可控。”鄭華表示，“引入OpenVINO之后，我們解決了這些問題。”

鄭華指出，高精度對應(yīng)的是高性能，OpenVINO可以很好支持TensorFolw、PyTorch等主流框架，減輕了團(tuán)隊(duì)很多工作量；在實(shí)時(shí)性實(shí)現(xiàn)方面，對于檢測精度也幾乎沒有影響。不僅如此，OpenVINO學(xué)習(xí)成本很低，易用性給團(tuán)隊(duì)帶來很多的好處，“本來我們?nèi)司蜕?，精力又有限，學(xué)習(xí)成本很高的時(shí)候，就很難把它很快的應(yīng)用到我們實(shí)際過程中。”

還有一點(diǎn)很重要的就是OpenVINO的廣部署能力，可以實(shí)現(xiàn)一次編寫任意部署，“這是個(gè)很強(qiáng)大的功能，在變電站場景中，系統(tǒng)多、設(shè)備多，硬件平臺差異太大，應(yīng)用部署會涉及到多環(huán)境多廠家，而OpenVINO可以幫助我們節(jié)約研發(fā)成本和適配時(shí)間。”

而這些功能和特性的背后，正是英特爾OpenVINO工具套件的快速迭代更新，“我們現(xiàn)在以每季度一次的頻率迭代，以滿足快速變化的市場所提出的新需求。”張宇指出。特別是在最新發(fā)布的2021.1版本中，對于第11代酷睿處理器有著強(qiáng)勁的支持表現(xiàn)，在算力方面更進(jìn)一步；搭載Intel Gaussian和神經(jīng)加速器能夠支持GNA2.0；搭載DL Streamer可提供語音分析能力，同時(shí)在Open Model Zoo中提供了針對音頻、語音和語言的預(yù)訓(xùn)練模型和方案演示，超越了視覺應(yīng)用的能力。“我們通過軟硬兼施的產(chǎn)品組合，釋放智能邊緣效能。”

對于此次發(fā)布的新版本，鄭華團(tuán)隊(duì)也非常樂見，“音頻對我們來說，是個(gè)驚喜的發(fā)現(xiàn)，我們不但可以給變電站裝上'眼睛'，還能裝上'耳朵'，通過視覺、音頻等全方位能力進(jìn)行故障診斷，實(shí)現(xiàn)變電站智能運(yùn)維的'全科醫(yī)生'。”

未來

在張宇看來，“慧眼識能源”團(tuán)隊(duì)方案的開發(fā)不僅賦能電力行業(yè)，其解決方案可擴(kuò)展至巡檢機(jī)器人、無人機(jī)、監(jiān)控?cái)z像頭等更多領(lǐng)域的落地部署，具有多領(lǐng)域，普適性，可復(fù)制等商業(yè)化市場落地的特點(diǎn)，未來英特爾也將持續(xù)加深與鄭華團(tuán)隊(duì)的合作，加速產(chǎn)品化商用化落地。

鄭華認(rèn)為，電力行業(yè)智能化的路還很長，需要更加深入的研究；在領(lǐng)航者聯(lián)盟的助力下，在不久的將來建立一個(gè)開發(fā)實(shí)驗(yàn)室，將現(xiàn)有的解決方案從商業(yè)落地的角度進(jìn)一步完善。

同時(shí)電力行業(yè)智能化還需要更多的開發(fā)者、更多的高校師生的共同努力，鄭華更愿意將這個(gè)開放實(shí)驗(yàn)室形象的比喻成一個(gè)“領(lǐng)航者樞紐”，熱情的邀請產(chǎn)學(xué)研多領(lǐng)域的開發(fā)者進(jìn)行交流，共同推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新的愿景。

其實(shí)，類似于這樣的案例還有很多。而且背后最大的助推力則是圍繞著OpenVINO豐富多彩的外延與拓展，其中包括OpenVINO中文社區(qū)、領(lǐng)航者聯(lián)盟以及各種公開課。

2020年5月，秉承“開放、開源、共創(chuàng)”的理念，OpenVINO中文社區(qū)順利成立。在社區(qū)建立的半年的時(shí)間內(nèi)，英特爾工程師累計(jì)服務(wù)時(shí)長已達(dá)2000小時(shí)，志愿者更是高達(dá)6000小時(shí)。

此外，基于開發(fā)者產(chǎn)品難以商業(yè)化落地的痛點(diǎn)而創(chuàng)立的“英特爾OpenVINO工具套件領(lǐng)航者聯(lián)盟”，正通過一系列的技術(shù)交流活動(dòng)和行業(yè)開發(fā)大賽，為開發(fā)者們創(chuàng)造一個(gè)學(xué)習(xí)交流，創(chuàng)新發(fā)展的平臺，為開發(fā)者的技術(shù)進(jìn)階和職業(yè)發(fā)展提供各種資源。

同時(shí)，英特爾通過課程培訓(xùn)、產(chǎn)品落地、比賽認(rèn)證、職業(yè)助力、社區(qū)共建等多重形式，全面賦能人工智能開發(fā)者發(fā)展。如今，OpenVINO工具套件收獲了眾多粉絲的選擇和喜愛。2020年4月英特爾與復(fù)旦大學(xué)以及中國大學(xué)MOOC(慕課)平臺，聯(lián)合推出了一門基于OpenVINO的人工智能精品課程，對行業(yè)開發(fā)者及學(xué)生開放，開課至今已經(jīng)匯集了10000多名學(xué)習(xí)者。

正如張宇所言：“開發(fā)者是英特爾強(qiáng)大生態(tài)圈的重要組成部分，開發(fā)者的創(chuàng)新能力在推動(dòng)智能邊緣發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，因此開發(fā)者的體驗(yàn)是英特爾關(guān)注的重點(diǎn)。我們通過不斷推出更加適用的新產(chǎn)品、新工具，賦能開發(fā)者使用；同時(shí)通過搭建多種開放、開源、共創(chuàng)的平臺，增強(qiáng)與廣大開發(fā)者的互動(dòng)，幫助優(yōu)秀方案快速開發(fā)、落地、推向市場；通過生態(tài)共建的新模式，與開發(fā)者一同開拓智能邊緣發(fā)展的新機(jī)遇。”

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