国内首次在水力发电领域应用5G水下机器人技术

在中国水电发展“十三五”规划中，数字流域、数字水电、“互联网+”智能水电站、大坝安全在线监控和远程技术等都属于重要发展方向。为落实“安全第一，预防为主，综合治理”的安全生产方针，四川移动、大唐公司、清华研究院合作，运用人工智能、5G、大数据等技术，在四川省广元亭子口水利枢纽打造了一个“5G智慧电站”。这是国内第一次在水力发电领域应用5G水下机器人技术。

智慧电站保安全

亭子口水利枢纽是国家完善长江防洪体系的六大重点工程之一，也是嘉陵江干流唯一的控制性骨干工程，是西部大开发重点工程和四川省“再造一个都江堰”灌区骨干工程。自建成运行以来，亭子口水利枢纽在防洪、灌溉、供水、发电等方面发挥了巨大效益。

大唐亭子口公司党委书记、副总经理李阳表示，亭子口水利枢纽全面投产运行之后，其结构安全巡检的任务非常关键，但在现实执行过程中，大坝坝体表面和水下结构物的常规巡检精度和效率都很低，在一定程度上制约了枢纽的安全健康评估。

四川移动广元分公司集团客户部经理孙健告诉记者，“5G智慧电站”项目利用5G大宽带、低时延的特性，实现了现场超高清图像数据的实时快速回传，又运用云计算、AI数据分析等技术进行风险诊断，利用5G水下机器人、5G水上无人机与办公业务平台进行实时交互、坝体异常状况预警诊断等，解决了传统作业效率低、需要反复下水作业等问题，增强了操作便利性及安全性，做到对问题和隐患的及时预警，切实保障大坝运行安全。

水下机器人用上5G

在常年累月的运行中，大坝的泄洪消能设施必然会出现磨蚀、露筋等损伤，传统的检测方式需要排水、清淤，再由人工到现场检测，效率低、成本高，不利于防洪安全和电力生产。

清华四川能源互联网研究院智能水电枢纽研究所副所长王皓冉表示，在“5G智慧电站”项目中，应用了5G水下机器人搭载清淤和巡检作业设备，可以在不排水的条件下，替代人工进行水下作业。这项技术利用5G大带宽的优势，实时回传水下机器人采集的高清图像，同时利用5G低时延特性，可以对机器人实施远程控制，完成周密的勘察检测工作。

“通过多种传感数据融合，结合巡检、监测数据和失稳机理、老化寿命评估方法，我们可以在保障水库大坝长期安全运行的同时，提升信息化和智能化管理水平。”王皓冉说。

据记者了解，按照设计要求，每3至5年或大洪水过后，亭子口水利枢纽都需要对泄洪消能设施进行检测，传统检测工期一般长达3至6个月，需要花费工程成本590万元左右。使用5G水下机器人则可以将单次巡检费用下降到70万元左右，工期只需20天，效益非常显著。

巡检无人机大显身手

大坝表面也需要日常巡检，但由于坝体巨大，人工巡检费时费力，往往需要借助绳索、吊车等将人送到坝体垂直表面，近距离使用卷尺、钢纤、粉笔、数码相机等进行检查。实际操作中，存在高风险、低效率、过于依赖检测人员经验等问题。

“5G智慧电站”项目为此研制了一套高精度坝面5G无人机巡检系统，其中包含了巡检路径规划、坝面表观缺陷识别、健康诊断体系构建等功能。通过无人机回传超高清图像，再由云计算、AI数据分析、图形图像检测等技术进行诊断，该项目可以实现坝面自主巡检、信息的无缝获取、三维重建等功能。“这样不仅可以提升巡检效率，也为水库大坝的安全提供了重要保障。”王皓冉说。

亭子口水利枢纽整个大坝上、下游坝面水上部分面积大约有9.36万平方米，传统检测方式每平米需要花费约50元，因此每次全面检查的成本在460万元左右，用时约90天。采用5G无人机智能巡检则可以把工期降到15天，每次巡检的总花费仅需19万元左右。

此外，该项目还在亭子口水利枢纽部署了5G云视讯高清视频会议系统，指挥中心、各个部门的工作人员，以及身处外地的技术专家，都可以通过这套会议系统进行集体会商和交流。如果需要，还可以将5G水下机器人实时巡检画面添加到会议视频中，实现电站中控室、大唐集控中心、外地水电专家等多方视频工作会议。

自从5G在中国投入商用后，包括运营商在内的产业链各方一直在积极拓展5G行业应用。亭子口水利枢纽的“5G智慧电站”项目表明，只要贴近客户、找准需求、做好个性化解决方案，5G的价值就必然会在各行各业绽放光彩。
责任编辑:tzh

水下运行5G国内

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