人物简介 杨知,中共党员,国网电力工程研究院有限公司输变电工程技术研究所电力遥感室副主任,带领团队攻克12项行业技术难题,牵头编制国际标准1项、国家标准1项、行业标准3项,获评国家电网有限公司第七届青年岗位能手、国网工研院科技创新工作者代表等。 人物心语 心向高远,足履实地。 作为负责人承担国家级和国家电网有限公司级科技项目及课题20余项,研发的创新成果获得国家发明专利授权13项、计算机软件著作权9项,牵头编制行业及团体标准10余项,攻克输电线路卫星遥感智能巡检、电网洪涝灾害遥感应急监测评估等技术难题12项……这些是国网电力工程研究院有限公司输变电工程技术研究所电力遥感室副主任杨知丰硕的科研成果。 2017年8月7日至13日,长江中下游遭遇强降雨天气。湖南地区发生大面积洪涝灾害,多处输电线路和变电站存在受淹风险。当时,地面摄像头、无人机尚未在电力行业全面普及,一线抢修人员难以快速获取电网设备受淹情况。杨知所在的输电线路监测评估团队计划利用卫星遥感技术,对长江中下游地区开展灾害普查。入职不久的杨知申请牵头完成这项重要任务。 2017年8月13日下午,杨知和同事们紧急调取卫星影像,利用深度学习和人工结合的半自动方法,识别湖南省平江县、岳阳县等地的洪水淹没地区,叠加输电杆塔和变电站位置,精准锁定了23处受淹严重的输电杆塔和变电站。大家通宵编制了洪涝灾害遥感应急监测报告,次日9时将报告上报相关部门,支撑灾情研判和一线抢修决策。 实现从宏观层面识别洪涝淹没范围后,如何准确计算洪水水深、导线对水面距离?如何快速评估水淹后杆塔的稳定性?这些问题关系着线路跳闸风险精准判断和抢修决策,但当时国内外相关研究较少。“技术并不完善的时候,不正是开展原始创新的时候吗?”杨知说。 围绕这些问题,2018年,杨知牵头的电力遥感灾害应急团队申报国家电网公司基础前瞻项目和科技项目。团队从最基础的电磁波散射机理建模入手,挖掘输电线路遥感散射特征,建立定量评估模型,并迭代优化模型精度,提升模型对不同地形地貌的适应性。2022年7月,团队在水线距离三维分米级量测和杆塔倾斜毫米级评估上取得突破,成功构建了电网洪涝灾害应急监测评估系统。该系统具备灾后小时级洪涝范围快速提取、水位变化与跳闸风险分析、杆塔受淹稳定性评估3项功能,为洪涝灾害应急响应提供技术支撑。 受台风“杜苏芮”北上影响,2023年7月29日至8月1日,华北、黄淮等地出现极端降雨过程,海河发生流域性较大洪水。天津东淀蓄滞洪区大片土地被淹,积聚的洪水浸泡着蓄滞洪区内的6条电力线路的部分铁塔基础,威胁线路安全稳定运行。杨知带领团队利用电网洪涝灾害应急监测评估系统,用3个小时精准提取78.4平方千米受淹范围和受淹铁塔的位置和数量信息,用6小时定量估算水线距离,确认线路无跳闸风险,又用12小时完成铁塔倾斜评估,结论与现场监测结果的误差在2厘米以内,为应急指挥提供了可靠支撑。 杨知还将目光投向了输电线路巡检。近年来,国内线路规模日益增长、通道环境更加复杂,输电线路外力破坏隐患数量增多,传统的人工巡检模式亟须升级。凭借覆盖面广、周期稳定等优势,卫星遥感成为输电通道无人化广域巡检的选择之一。 2019年10月,由杨知牵头的电力遥感巡检团队成立。2019~2020年,团队收集高分辨率的卫星遥感影像3000余张,多次勘查线下施工作业区,编写标准化说明文件,构建了包含14.9万个样本的输电通道隐患遥感识别数据库,并自主研发了初步的智能巡检模型。该模型对线下施工作业、树线距离过近等12种典型隐患的识别准确度达87.4%。 但看得到不等于测得准、防得住。一线人员的实际需求更为多元:精确测量树木到导线的距离,预警线路附近的飘浮物,及时预警偶发性的施工机械碰线。 面对这些难题,杨知带领团队逐一破解。针对树线距离测量,团队用两年时间完成70余次野外实勘,创新提出导线三维自动找形方法和通道快速三维建模技术。该技术将测量误差控制在0.5米以内,树障遥感检出率超过98%。针对线路附近的飘浮物,团队融合卫星遥感与气象数据,构建异物落点预测模型,将模型搭载在自主研发的输电线路卫星遥感巡视系统中。2021~2022年,该系统成功预警特高压、超高压输电线路可能因异物导致的跳闸风险19起。 最具挑战的是对施工机械碰线的监测管控:卫星遥感的更新频率最高为每天一次,难以匹配对机械施工的实时监测需求。“我们不能囿于某一种技术。”杨知说,“要以业务需求为导向,提供综合解决方案。”团队调整研发思路,提出“星地协同”方案:卫星定期广域普查,定位潜在施工区域;研发融合激光点云与图像的智能感知装置,精准估算施工机械移动速度和方向,实时预警异常情况。 2023年12月,杨知带领电力遥感巡检团队建成电力卫星应用中心,实现4类141颗卫星数据分钟级处理,推动卫星遥感技术在电网设备运检、灾害应急等18个场景的应用。相关技术成果已在国家电网公司推广。 当前,杨知团队正收集输变电工程建设管理需求,研究工程环保遥感智能监测评估、作业安全遥感智能监测等关键技术,推动卫星遥感技术在工程建设中的应用,实现复杂环境下的工程现场地形地貌和作业状态综合监测评估。
作者:张思航 陈辉 李孟轩
来源:国家电网报
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