我國大力推進新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，作為其中重要領(lǐng)域之一的人工智能產(chǎn)業(yè)成為新的經(jīng)濟增長點。國網(wǎng)信息通信產(chǎn)業(yè)集團有限公司自2017年以來牽頭開展電力人工智能關(guān)鍵技術(shù)研究和能力平臺搭建，創(chuàng)新探索人工智能技術(shù)在電力領(lǐng)域的深度融合和應(yīng)用。日前，《國網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)集團人工智能白皮書》在京發(fā)布。人工智能在電力領(lǐng)域有哪些關(guān)鍵技術(shù)和典型應(yīng)用？在其中可以找到答案。
電力人工智能迎來重要發(fā)展機遇
人工智能技術(shù)（Artificial Intelligence Technology，簡稱AI）誕生于20世紀50年代，歷經(jīng)Pre-AI時代、第一次繁榮、第一次低谷、第二次繁榮、第二次低谷、復(fù)蘇期、增長爆發(fā)期近70年發(fā)展，目前正處于第三次增長爆發(fā)期。2006年深度學(xué)習(xí)概念的提出，標志著人工智能第三次浪潮興起。與前幾次不同，第三次人工智能的熱潮迎來了全面商業(yè)化的爆發(fā)?；ヂ?lián)網(wǎng)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)以及計算力的突飛猛進，推動了深度學(xué)習(xí)技術(shù)在人工智能領(lǐng)域的發(fā)展，促進語音識別、人臉識別、圖像識別等技術(shù)快速發(fā)展并產(chǎn)業(yè)化。
我國高度重視新一代人工智能發(fā)展。習(xí)近平總書記強調(diào)，人工智能是引領(lǐng)這一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略性技術(shù)，具有溢出帶動性很強的“頭雁”效應(yīng)，加快發(fā)展新一代人工智能是我們贏得全球科技競爭主動權(quán)的重要戰(zhàn)略抓手。2015年以來，中央政府相關(guān)部門相繼出臺了《國務(wù)院關(guān)于積極推進“互聯(lián)網(wǎng) +”行動的指導(dǎo)意見》《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》等多項政策文件，引導(dǎo)人工智能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。進入2020年以來，國務(wù)院常務(wù)會議、中央深改委會議、中央政治局常委會會議等頂層會議先后提及“新基建”建設(shè)，將人工智能等七項領(lǐng)域定位為科技端的新型基礎(chǔ)設(shè)施。電力行業(yè)對此高度重視，國家電網(wǎng)有限公司董事長、黨組書記毛偉明表示，要積極拓展人工智能在設(shè)備運維、電網(wǎng)調(diào)度、智能客服等方面的應(yīng)用。結(jié)合“新基建”發(fā)展背景，人工智能產(chǎn)業(yè)已成為新的重要經(jīng)濟增長點，電力人工智能將迎來重要發(fā)展機遇。
信息通信技術(shù)在電力行業(yè)的廣泛應(yīng)用，推動電力生產(chǎn)方式和發(fā)展模式出現(xiàn)新的變化，為電力迎來智能化時代奠定了堅實基礎(chǔ)并催生大量應(yīng)用需求。圍繞電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，特別是電力建設(shè)、運檢、安監(jiān)、營銷、經(jīng)營管理等應(yīng)用領(lǐng)域?qū)D像識別、語音識別、自然語言處理等人工智能技術(shù)的需求愈發(fā)強烈，亟須結(jié)合當下人工智能技術(shù)的先進研究成果解決電力領(lǐng)域的業(yè)務(wù)痛點，實現(xiàn)降本增效。
電力人工智能發(fā)展方向
近年來，電力行業(yè)積極響應(yīng)國家戰(zhàn)略部署，高度重視人工智能技術(shù)發(fā)展，強化人工智能技術(shù)統(tǒng)籌布局并開展探索性工作。國家電網(wǎng)公司的人工智能方向?qū)＠麛?shù)量在全球企業(yè)中名列前茅。目前，電力領(lǐng)域圍繞電網(wǎng)智能運檢、運行控制、企業(yè)管理和用電服務(wù)等領(lǐng)域開展人工智能自主創(chuàng)新，在輸變電缺陷識別和故障診斷、現(xiàn)場作業(yè)安全智能管控、智慧客服、智能調(diào)度等方面已取得階段性成果，并陸續(xù)開展了多項基于人工智能技術(shù)的研究及試點應(yīng)用。輸電線路一體化巡檢管控系統(tǒng)、安全生產(chǎn)風(fēng)險管控平臺、智慧變電站邊緣匯聚計算與全面監(jiān)視一體化平臺、智能客服和營業(yè)廳機器人等人工智能產(chǎn)品均成功開展了試點應(yīng)用，有效提升了電力業(yè)務(wù)智能化水平。但當前電力人工智能技術(shù)水平仍處于初級階段，智能化應(yīng)用較零散，缺乏統(tǒng)一的平臺化支撐，距離全面實用化仍有差距。
隨著人工智能在電力行業(yè)普及，需要在電網(wǎng)安全與控制、輸變電、配用電、新能源并網(wǎng)、企業(yè)經(jīng)營管理等電網(wǎng)各個業(yè)務(wù)場景完成人工智能技術(shù)應(yīng)用布局，建成一批成熟可靠的人工智能應(yīng)用，形成多業(yè)務(wù)場景交叉融合的人工智能應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈：建立人工智能在電網(wǎng)安全運行與控制領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論和技術(shù)體系，持續(xù)強化特大電網(wǎng)安全控制能力；構(gòu)建輸變電環(huán)節(jié)智能化體系，顯著提升輸變電環(huán)節(jié)智能化管理水平；利用基于人工智能的信息感知、智能預(yù)警及輔助決策技術(shù)，顯著提升配用電系統(tǒng)運行、維護及服務(wù)水平；發(fā)揮人工智能技術(shù)在新能源并網(wǎng)、預(yù)測及消納領(lǐng)域的智能決策作用，實現(xiàn)新能源并網(wǎng)與人工智能的深度融合；聚焦在企業(yè)管理領(lǐng)域的實際需求，拓展人工智能應(yīng)用范圍和深度，提高企業(yè)決策水平，有效防范經(jīng)營風(fēng)險。
電力人工智能關(guān)鍵技術(shù)
●電力圖像識別
圖像識別，是對圖像中的對象識別和定位，以識別各種不同模式的目標和對象的技術(shù)。其識別過程包括圖像采集、圖像預(yù)處理、特征選擇和提取、分類決策等步驟。在電力行業(yè)中，該技術(shù)在輸電線路巡檢、變電站巡檢、安全生產(chǎn)監(jiān)測等電力專用業(yè)務(wù)場景下針對圖像中出現(xiàn)的缺陷進行智能識別及故障診斷，包括圖像去噪、圖像增強、特征提取、模型訓(xùn)練等關(guān)鍵技術(shù)。通過搜集整理業(yè)務(wù)開展中的缺陷圖片作為樣本數(shù)據(jù)，完成圖像識別目標庫構(gòu)建，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法完成圖像目標檢測算法庫搭建。深度分析圖像識別出的目標缺陷，選擇最優(yōu)訓(xùn)練算法，結(jié)合圖像去噪、圖像增強等傳統(tǒng)圖像處理技術(shù)，開展模型訓(xùn)練?；谏窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)算法訓(xùn)練的圖像缺陷檢測模型框架，構(gòu)建電力專用場景下的圖像識別模型，形成電力業(yè)務(wù)領(lǐng)域的輸電線路巡檢、變電站巡檢、安監(jiān)現(xiàn)場作業(yè)監(jiān)測等智能應(yīng)用，提升電力用戶體驗與設(shè)備在線監(jiān)測水平。
●電力語音識別
語音識別，是將外部環(huán)境的音頻信號（人類說話音頻、設(shè)備運行音頻等）內(nèi)容轉(zhuǎn)換為計算機可讀的輸入，其應(yīng)用包括智能語音質(zhì)檢、語音導(dǎo)航、室內(nèi)設(shè)備控制、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測等。在電力行業(yè)，該技術(shù)在客服、營銷、設(shè)備運檢等電力專用業(yè)務(wù)場景下，針對說話人音頻及設(shè)備運行工況音頻進行智能識別及故障診斷，包括音頻預(yù)處理、特征參數(shù)提取、模型訓(xùn)練等關(guān)鍵技術(shù)。通過角色分離、語音去噪、語音增強等技術(shù)，實現(xiàn)客服語音、會議語音、設(shè)備運行音頻等電力語音數(shù)據(jù)的預(yù)處理。利用分幀、加窗、傅立葉變換、濾波等技術(shù)，建立電力人聲與設(shè)備聲紋的樣本數(shù)據(jù)庫?；谏窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)算法訓(xùn)練聲學(xué)模型與語言模型框架，構(gòu)建電力專用場景下的說話人聲與設(shè)備聲紋的識別模型，形成電力業(yè)務(wù)領(lǐng)域下的智能語音質(zhì)檢、語音導(dǎo)航、智能人機交互、主設(shè)備聲紋在線監(jiān)測等智能應(yīng)用，提升電力用戶體驗與主設(shè)備在線監(jiān)測水平。
●電力自然語言處理
自然語言處理是人工智能領(lǐng)域中的一個重要方向，研究實現(xiàn)人與計算機間通過自然語言進行有效通信的理論和方法，涉及語義理解、機器翻譯、情報檢索、文檔校核與生成等領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于電力營銷客服機器人、智能辦公、政策情報分析等場景。自然語言處理的主要挑戰(zhàn)在于詞法、句法、語義和語音等不同層面存在不確定性，以及新的詞匯、術(shù)語、語義和語法導(dǎo)致未知語言現(xiàn)象的不可預(yù)測性?；谧匀徽Z言的語法邏輯、字符概念表征和深度語義分析等核心技術(shù)實現(xiàn)多語言統(tǒng)一表征，推進人類與機器的有效溝通、自由交互。
●電力知識圖譜
知識圖譜是一種由節(jié)點和邊組成的圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是把領(lǐng)域中不同種類的信息連接在一起構(gòu)成一個關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，本質(zhì)上是結(jié)構(gòu)化的語義知識庫。在電力行業(yè)，知識圖譜提供的關(guān)系計算、圖挖掘等能力與異常分析、靜態(tài)分析、動態(tài)分析等數(shù)據(jù)挖掘方法相結(jié)合，用于企業(yè)經(jīng)營風(fēng)險分析中的反欺詐、不一致性驗證，以及電網(wǎng)設(shè)備故障分析、災(zāi)害防御預(yù)警、主數(shù)據(jù)質(zhì)量優(yōu)化等領(lǐng)域。知識圖譜發(fā)展的挑戰(zhàn)主要包括領(lǐng)域知識圖譜構(gòu)建自動化程度較低，數(shù)據(jù)本身存在錯誤或冗余導(dǎo)致的數(shù)據(jù)噪聲問題。隨著知識圖譜應(yīng)用的不斷深入，基于知識加工、深度搜索等技術(shù)構(gòu)建大規(guī)模、多學(xué)科、多數(shù)據(jù)類型的跨媒體知識圖譜，以及基于知識圖譜的知識挖掘、知識推理，逐步成為未來研究趨勢。
電力人工智能標準創(chuàng)新
●理念創(chuàng)新
人工智能技術(shù)在電力領(lǐng)域已逐漸進入實用化階段，在進一步深化試點應(yīng)用成果的同時，應(yīng)加強電力人工智能的理念創(chuàng)新，實現(xiàn)人工智能電力應(yīng)用“分散到整合”的平臺化建設(shè)。結(jié)合電力人工智能技術(shù)應(yīng)用和業(yè)務(wù)需求，開展電力人工智能基礎(chǔ)支撐能力建設(shè)，對現(xiàn)有人工智能能力進行統(tǒng)一管理，為電網(wǎng)運檢、調(diào)度、營銷、安全生產(chǎn)、企業(yè)經(jīng)營管理等多領(lǐng)域的業(yè)務(wù)應(yīng)用提供基礎(chǔ)資源、算法及服務(wù)能力的有效支撐。電力人工智能能力平臺作為人工智能基礎(chǔ)支撐能力的載體，實現(xiàn)人工智能模型集中納管和服務(wù)能力提供，涵蓋人臉識別、智能語音、自然語言處理、OCR識別、知識圖譜等通用能力及面向電力業(yè)務(wù)的專業(yè)服務(wù)能力，例如輸電線路巡檢、變電站智能監(jiān)控、安全生產(chǎn)風(fēng)險管控等。依托電力人工智能能力平臺，提供一站式、端到端的企業(yè)級人工智能服務(wù)，打造“平臺+服務(wù)+應(yīng)用”的生態(tài)鏈條，快速賦能前端業(yè)務(wù)應(yīng)用，支撐對內(nèi)業(yè)務(wù)提質(zhì)降本增效、對外業(yè)務(wù)融通共享生態(tài)。
●標準建設(shè)
隨著人工智能關(guān)鍵技術(shù)的迅速推廣，電力行業(yè)將愈發(fā)依賴人工智能帶來的便利?？紤]到電力系統(tǒng)在國家安全、社會穩(wěn)定方面的戰(zhàn)略地位和重要性，亟需開展電力人工智能技術(shù)標準建設(shè)，以規(guī)范人工智能技術(shù)在電力行業(yè)的應(yīng)用，同時明確人工智能基礎(chǔ)支撐能力的總體架構(gòu)、樣本格式、模型規(guī)范和應(yīng)用開發(fā)流程，為電力人工智能關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用落地提供有效保障。電力人工智能技術(shù)標準建設(shè)應(yīng)涵蓋電力人工智能基礎(chǔ)支撐能力的總體架構(gòu)和技術(shù)規(guī)范、樣本格式規(guī)范、模型共享規(guī)范和應(yīng)用開發(fā)及部署規(guī)范，實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集、模型開發(fā)、應(yīng)用開發(fā)、部署上線全流程管理，最大程度減少重復(fù)建設(shè)和資源浪費，確保電力人工智能應(yīng)用體系的全面性、完整性、統(tǒng)一性。
電力人工智能典型應(yīng)用
●輸電線路智能巡檢
圍繞輸電線路巡檢業(yè)務(wù)典型應(yīng)用場景，針對無人機、直升機、固定監(jiān)控攝像頭等多種巡檢方式采集的巡檢影像數(shù)據(jù)，構(gòu)建典型缺陷樣本庫，通過視頻處理分析、深度學(xué)習(xí)、圖像識別等人工智能技術(shù)應(yīng)用，挖掘分析巡檢影像缺陷特征，構(gòu)建缺陷識別算法模型，實現(xiàn)輸電線路本體缺陷和通道環(huán)境風(fēng)險自動識別診斷，打造輸電線路巡檢缺陷識別、診斷、檢修一體化智能服務(wù)體系，全面賦能提升輸電線路巡檢智能化水平。
●智慧變電站
圍繞智慧變電站主輔設(shè)備全面監(jiān)視、聯(lián)合巡檢、設(shè)備故障診斷、作業(yè)現(xiàn)場安全防控等典型業(yè)務(wù)場景，綜合運用高清視頻、巡檢機器人及各類傳感器、在線監(jiān)測裝置，通過圖像識別、聲紋識別及知識圖譜分析應(yīng)用引擎技術(shù)，實現(xiàn)智慧變電站多源數(shù)據(jù)融合、邊緣匯聚計算與全面監(jiān)視，打造現(xiàn)場作業(yè)層智能替代、業(yè)務(wù)管控層集約高效、指揮決策層精準穿透的“云、邊、端”一體化場景應(yīng)用體系，提升本質(zhì)安全管理水平，促進變電運維管理精益化。
●電網(wǎng)智能調(diào)度
圍繞電網(wǎng)調(diào)度控制典型業(yè)務(wù)場景，依托知識圖譜、自然語言處理和語音識別等技術(shù)手段和調(diào)度控制業(yè)務(wù)規(guī)約，綜合處理電網(wǎng)運行、檢修計劃、發(fā)電計劃和電網(wǎng)拓撲信息數(shù)據(jù)，實現(xiàn)設(shè)備故障智能辨識、停電范圍智能計算和負荷精準預(yù)測。通過人工智能技術(shù)在調(diào)度控制領(lǐng)域的應(yīng)用，替代人工自主完成計劃檢修許可、故障警告、故障搶修指揮、發(fā)停電策略編排等工作，實現(xiàn)調(diào)度樞紐順暢，縮短停電時間，保障調(diào)度高效穩(wěn)定運行。
●智能營銷客服
圍繞智能營銷客服典型業(yè)務(wù)場景，支撐構(gòu)建全渠道簡單、清晰、高效的自助智能服務(wù)需求，搭建營銷客服知識庫，利用語音識別、語義理解、自然語言處理等技術(shù)，研發(fā)營銷客服機器人，為客戶提供24小時在線優(yōu)質(zhì)、高效的咨詢服務(wù)，實現(xiàn)業(yè)擴報裝、電費查詢、故障報修等通用業(yè)務(wù)智能辦理，智能坐席、自動派單、工單受理等業(yè)務(wù)智能運維，實現(xiàn)客戶訴求的精準智能理解和呼叫中心智能服務(wù)水平提升，使電力客戶享受精準化、智能化、互動化的高效智慧溝通服務(wù)。
●安全生產(chǎn)管控
圍繞電力安全生產(chǎn)典型業(yè)務(wù)場景，以全面支撐本質(zhì)安全為業(yè)務(wù)主線，面向一系列關(guān)鍵環(huán)節(jié)，構(gòu)建涵蓋“事前、事中、事后”全過程的作業(yè)安全防控體系。結(jié)合人臉識別、光學(xué)字符識別（OCR）等技術(shù)，實現(xiàn)作業(yè)人員身份資格驗證、工作票信息自動采集、安全注意事項智能推送；綜合應(yīng)用各類視頻監(jiān)控終端，集成智能識別算法模型，提供實時可視、自動巡視、智能研判、高效管控的作業(yè)現(xiàn)場安全監(jiān)管服務(wù)；智能分析整理監(jiān)控信息，形成多維度分析報告，全面提升作業(yè)現(xiàn)場安全管控質(zhì)效。
●辦公智能化
圍繞電力辦公智能化典型業(yè)務(wù)場景，提煉固化公文辦理各環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)規(guī)則，對公文辦理、 跟蹤督辦全過程進行智能化改造，提升公文處理規(guī)范化、自動化、智能化水平；深入分析用戶個人辦公習(xí)慣，聚焦個人辦公中辦、查、提醒、跟蹤、溝通等核心業(yè)務(wù)需求，整合關(guān)聯(lián)各類辦公設(shè)備和資源，結(jié)合即時通信、移動辦公、語音識別等技術(shù)手段，實現(xiàn)個人工作總體情況隨時掌握、重要提醒實時知悉、事項進展一目了然，有效提升辦公效能。
●融媒體智能輿情管控
圍繞融媒體輿情典型業(yè)務(wù)場景，基于人工智能自然語言處理、圖像識別等技術(shù)，融媒體云全過程提供智能化輿情管控支撐。在策劃環(huán)節(jié)，通過智能主題識別等技術(shù)，及時捕捉熱點新聞及輿論聲音；在采集環(huán)節(jié)，通過智能信息抽取，實現(xiàn)異構(gòu)內(nèi)容關(guān)鍵信息的匯集整理；在編發(fā)環(huán)節(jié)，通過智能輔助寫稿、文檔校核技術(shù)，提升新聞生產(chǎn)效率；在發(fā)布環(huán)節(jié)，利用傳播力分析，實現(xiàn)內(nèi)容渠道的精準投放。
●數(shù)字化審計
圍繞電力企業(yè)審計典型業(yè)務(wù)場景，基于自然語言處理技術(shù)，實現(xiàn)對各類審計依據(jù)、審計對象、審計結(jié)果中關(guān)鍵結(jié)構(gòu)、信息字段和標簽的自動化抽取，建立信息關(guān)聯(lián)關(guān)系，提升審計過程中的信息獲取、比對及統(tǒng)計效率，結(jié)合數(shù)據(jù)勾稽關(guān)系，實現(xiàn)審計疑點的自動發(fā)現(xiàn)，形成“電網(wǎng)審計風(fēng)險地圖”，促進審計效率有效提升。
●發(fā)展規(guī)劃輔助決策
圍繞發(fā)展規(guī)劃典型業(yè)務(wù)場景，研究能源政策、法規(guī)、研究報告及各類商業(yè)情報，為電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃、精準投資、營商環(huán)境分析提供支撐。利用人工智能技術(shù)，實現(xiàn)多語言情報信息的自動搜集、整理、存儲、分類、翻譯、展示和應(yīng)用，完成電力情報的全面搜集、系統(tǒng)整理、精準檢索、全景展示；通過能源政策等文獻內(nèi)容的全面采集、自動摘要、條款拆分、事件脈絡(luò)，構(gòu)建政策知識圖譜，提供智能知識問答服務(wù)，提升政策分析、研報編制等工作效率。
●智慧物資供應(yīng)鏈
圍繞物資供應(yīng)鏈典型業(yè)務(wù)場景，利用人工智能技術(shù)，以自有企業(yè)基本信息、股權(quán)關(guān)聯(lián)關(guān)系、政府失信、法律訴訟、投標行為等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，有效整合電力企業(yè)供應(yīng)商績效等內(nèi)部數(shù)據(jù)，構(gòu)建供應(yīng)商全息知識圖譜；利用圖計算、自然語言處理等技術(shù)，實現(xiàn)對供應(yīng)商資質(zhì)規(guī)模、履約能力、服務(wù)行為的自動評價及標簽化，為招標采購、差異化監(jiān)控、供應(yīng)鏈金融等各類應(yīng)用提供支撐。
人工智能技術(shù) 將發(fā)揮難以替代的作用
隨著數(shù)字革命與能源革命的不斷融合發(fā)展，以海量數(shù)據(jù)驅(qū)動的人工智能技術(shù)將發(fā)揮難以替代的作用，綠色、智能和互聯(lián)網(wǎng)化的能源形態(tài)將為電力企業(yè)培育新業(yè)態(tài)新模式、引領(lǐng)行業(yè)生態(tài)進化、促進產(chǎn)業(yè)鏈上下游共贏提供蓬勃的強大助力，在實現(xiàn)企業(yè)價值創(chuàng)造的同時更好服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展。國網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)集團積極擁抱能源革命和數(shù)字革命深度融合趨勢，將秉持“開放、共享、平等、共贏”的理念，加強與能源企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、裝備制造企業(yè)、高校和科研機構(gòu)等社會各界的合作，共同促進人工智能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，持續(xù)推動能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
