一城一北斗|基于“電力北斗+ARIMA 大模型”輸電線路監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)

申報(bào)單位：國(guó)網(wǎng)新疆電力有限公司阿克蘇供電公司

聯(lián)合申報(bào)單位：

主要完成人：肖靖峰、胡知權(quán)、胡強(qiáng)、安男、瞿宗婷

一、案例簡(jiǎn)介

近年來，阿克蘇地區(qū)飽受地震、地面沉降、滑坡及泥石流等自然災(zāi)害的侵?jǐn)_，這些災(zāi)害對(duì)電力設(shè)施的安全運(yùn)行構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。特別是110kV及以上的輸電線路，由于它們線路綿長(zhǎng)、分布廣泛，且大多穿越山區(qū)、河道、戈壁等地理環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜的區(qū)域，導(dǎo)致輸電專業(yè)面臨以下業(yè)務(wù)痛點(diǎn)：1)傳統(tǒng)的線路巡查方式監(jiān)測(cè)效率低、誤差大：輸電鐵塔監(jiān)測(cè)目前還是以人工傾角監(jiān)測(cè)和定期巡檢為主，長(zhǎng)期安排人員定點(diǎn)巡查成本高、安全隱患大、作業(yè)效率低；2)桿塔可觀可測(cè)能力差，隱患偵測(cè)準(zhǔn)確性和及時(shí)性不足：受人工巡檢方式和巡檢周期較長(zhǎng)等因素的制約，難以更加準(zhǔn)確、及時(shí)發(fā)現(xiàn)鐵塔隱患。多數(shù)情況都要在隱患發(fā)展至肉眼可見甚至影響線路運(yùn)行后才能在巡視中發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致缺陷處置十分滯后；3)缺乏預(yù)警技術(shù)手段，缺陷處理被動(dòng)：傳統(tǒng)人工方式無法對(duì)輸電桿塔位移、地質(zhì)沉降等問題進(jìn)行預(yù)測(cè)性趨勢(shì)分析，難以做到事前預(yù)防的運(yùn)維模式。公司針對(duì)業(yè)務(wù)痛點(diǎn)，將電力北斗地面增強(qiáng)基站、北斗短報(bào)文通信、無線物聯(lián)網(wǎng)、傳感器采集監(jiān)測(cè)等新技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)一種“基于北斗的輸電線路監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)”。對(duì)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)高的區(qū)域，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)終端通過電力北斗地面增強(qiáng)基站獲取桿塔的沉降及傾斜數(shù)據(jù)，然后通過無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將采集數(shù)據(jù)匯聚至數(shù)傳終端，數(shù)傳終端通過北斗短報(bào)文上報(bào)到綜合服務(wù)平臺(tái)后開展解算，得出毫米級(jí)位移、傾斜、沉降等參數(shù)。歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)同步投喂(訓(xùn)練)至后臺(tái)大模型智能體(Agent),不斷對(duì)模型進(jìn)行參數(shù)調(diào)優(yōu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)

桿塔位移傾角和地質(zhì)的趨勢(shì)走向進(jìn)行有效預(yù)測(cè)。為及時(shí)采取防治措施和災(zāi)后應(yīng)急處置提供數(shù)據(jù)支撐，避免因未監(jiān)測(cè)到桿塔基礎(chǔ)沉降、變形而導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失，實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)災(zāi)害引起倒桿倒塔的電網(wǎng)安全事件的“被動(dòng)搶修”到“主動(dòng)預(yù)防”的轉(zhuǎn)變，對(duì)保障配輸電路桿塔安全運(yùn)行和防災(zāi)減災(zāi)具有重要意義。

二、技術(shù)方案

“基于電力北斗+ARIMA大模型”的解決方案。平臺(tái)主要包含數(shù)據(jù)采集、北斗智能傳輸、大模型解算+推理3大功能模塊。數(shù)據(jù)采集，為監(jiān)測(cè)模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)桿塔的沉降與傾斜，線路的舞動(dòng)等數(shù)據(jù)的粗略監(jiān)測(cè)；北斗智能傳輸，一方面基于我們自建的22座北斗地面增強(qiáng)基站+北斗衛(wèi)星，雙重輔助采集設(shè)備進(jìn)行毫米級(jí)定位，另一方面通過北斗短報(bào)文實(shí)現(xiàn)無公網(wǎng)覆蓋區(qū)的數(shù)據(jù)有效回傳；大模型解算+推理，我們通過人工智能模型，實(shí)現(xiàn)故障的準(zhǔn)確研判和隱患的有效預(yù)測(cè)。通過北斗定位、短報(bào)文通信、無線組網(wǎng)、傳感器監(jiān)測(cè)4大技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)輸電專業(yè)電網(wǎng)安全事件的“被動(dòng)搶修”到“主動(dòng)預(yù)防”的歷史性轉(zhuǎn)變。

三、創(chuàng)新亮點(diǎn)

1)功能融合創(chuàng)新·賦能輸電運(yùn)檢超強(qiáng)質(zhì)效：采用電力北斗地面增強(qiáng)基站+北斗衛(wèi)星雙重定位、北斗短報(bào)文通訊、物聯(lián)網(wǎng)采集傳輸?shù)刃录夹g(shù)融合實(shí)現(xiàn)輸電鐵塔位移、沉降、傾斜等毫米級(jí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警，極大提升了輸電線路的可觀、可測(cè)的感知能力。對(duì)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)高的區(qū)域，現(xiàn)場(chǎng)傳感器采集監(jiān)測(cè)終端通過北斗衛(wèi)星定位+電力北斗地面增強(qiáng)基站輔助獲取桿塔的沉降及傾斜數(shù)據(jù)，然后通過無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將采集數(shù)據(jù)匯聚至數(shù)傳終端，數(shù)傳終端通過北斗短報(bào)文上報(bào)到綜合服務(wù)平臺(tái)后開展解算，可及時(shí)得出輸電桿塔毫米級(jí)位移、傾斜、沉降等參數(shù)。

2)數(shù)字化+大模型應(yīng)用創(chuàng)新·賦能輸電運(yùn)檢超強(qiáng)感知：現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采集的桿塔位置信息、傾斜度及位移等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并借助無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至監(jiān)測(cè)平臺(tái)。在本地平臺(tái)部署動(dòng)態(tài)告警引擎，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)采集的告警信息進(jìn)行匯總分析，結(jié)合滑動(dòng)窗口算法實(shí)時(shí)分析5分鐘粒度的位移、傾斜數(shù)據(jù)，采用雙閾值機(jī)制。同時(shí)我們基于DeepSeek大模型框架構(gòu)建業(yè)務(wù)智能體Agent(趨勢(shì)預(yù)測(cè)模型：ARIMA),將電桿塔歷史10萬條樣本數(shù)據(jù)構(gòu)建知識(shí)庫。智能體可對(duì)連續(xù)3個(gè)周期數(shù)據(jù)上升趨勢(shì)自動(dòng)觸發(fā)預(yù)判告警。并且構(gòu)建告警關(guān)聯(lián)規(guī)則庫，將傳感器數(shù)據(jù)與視頻智能分析結(jié)果(如YOLO目標(biāo)檢測(cè)識(shí)別山體滑坡)進(jìn)行邏輯疊加，加強(qiáng)多模態(tài)告警融合。

通過搭建輸電線路災(zāi)害監(jiān)測(cè)數(shù)字化模型，對(duì)線路回傳的數(shù)據(jù)、文本、圖像、視頻等大小顆粒數(shù)據(jù)建立電力北斗的輸電線路桿塔災(zāi)害監(jiān)測(cè)智能體，建立"AI初判→區(qū)域?qū)＜覐?fù)核→地區(qū)專家會(huì)診"三級(jí)校驗(yàn)流程，實(shí)時(shí)、直觀、全面展示線路每個(gè)桿塔監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行情況、地址沉降、傾斜角度、當(dāng)前及歷史告警等情況，自動(dòng)關(guān)聯(lián)歷史相似案例，自動(dòng)生成處置checklist并標(biāo)注關(guān)鍵步驟視頻演示，輔助輸電運(yùn)維班組及時(shí)有效的作出研判，加速管理人員進(jìn)行主動(dòng)介入進(jìn)行異常處置。同時(shí)場(chǎng)景增設(shè)地圖定位功能，可以精準(zhǔn)定位缺陷故障桿塔的地理位置，將詳細(xì)坐標(biāo)直接以短信形式發(fā)送至運(yùn)維人員，通過智能體精準(zhǔn)映射與多模態(tài)智能體協(xié)同決策，實(shí)現(xiàn)從"數(shù)據(jù)感知”到"自主行動(dòng)"的跨越，構(gòu)建電力基礎(chǔ)設(shè)施的”防-診-療"一體化防控體系。

項(xiàng)目通過物理機(jī)理與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)融合、云邊端協(xié)同進(jìn)化、人機(jī)智能閉環(huán)三大優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建了電力基礎(chǔ)設(shè)施災(zāi)害防控的"感知-認(rèn)知-行動(dòng)"完整鏈路，對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并利用創(chuàng)新偏差分析算法對(duì)桿塔歷史異常數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和校驗(yàn)得出毫米級(jí)偏移。運(yùn)維人員可以通過“基于電力北斗的輸電線路監(jiān)測(cè)預(yù)警數(shù)字化場(chǎng)景”預(yù)警信息版面查看當(dāng)前及歷史告警的具體信息，包含具體桿塔的位移數(shù)據(jù)、沉降數(shù)據(jù)、傾角數(shù)據(jù)等，也可以查看具體桿塔的時(shí)間過程化的動(dòng)態(tài)參數(shù)信息，進(jìn)一步輔助運(yùn)維人員開展故障及缺陷的等級(jí)研判。