東經(jīng)111.16度，北緯30.44度。
這是看得到的坐標(biāo)，在數(shù)字地圖上輸入可以很快定位到湖北宜昌三峽大壩景區(qū)。“高峽出平湖”，長江三峽最美的地方之一。
而在距大壩壩頂直線距離52米的深處，還有一個看不到的坐標(biāo)。2019年11月11日，對三峽電站1#排漂孔流道檢修后，水下檢修專用機器人從流道側(cè)墻緩慢駛下，在這里軋下了第一道三峽印，留下了它的第一個實時運行坐標(biāo)。
同樣的位置，與三峽兩岸山美水美的景象大不相同，爬壁機器人在流道內(nèi)看到的是鋼筋鐵骨、流沙泥水，而這恰恰是它的使命。
云端守護賦能水電奔涌向前
作為世界上規(guī)模最大的水電站，三峽水電站深孔、表孔、排漂孔等混凝土泄水建筑物結(jié)構(gòu)尺寸大，坡度陡，檢修往往周期長、成本高、難度大，而運用機器人智能化巡檢方式可以實現(xiàn)水電站快速、安全、高效的檢測和維護。
2019年11月11日，三峽集團“水下檢查檢修機器人項目”在三峽壩區(qū)順利通過驗收，并成功實現(xiàn)全天候執(zhí)行作業(yè)任務(wù)，這標(biāo)志著三峽智慧電站建設(shè)邁出重要一步。
“之前，漂浮物增多，為了保證蓄水安全，排漂孔需要時常檢修，流道內(nèi)就需要搭設(shè)滿堂腳手架檢修平臺，這種工作方式不免存在安全隱患。”三峽集團所屬長江電力生產(chǎn)技術(shù)部技術(shù)管理主任丁倫軍介紹說。
三峽電站1#、2#排漂孔寬10米、高12米，3#排漂孔寬7.5米、高20.6米，均設(shè)在三峽大壩壩體的汛期防洪限制水位處，用來排出水面上漂浮的垃圾等雜物，以免影響發(fā)電及水質(zhì)。而傳統(tǒng)人工檢測的方式有極大的安全風(fēng)險，稍不注意還可能會給工程表面帶來損傷。對此，科研團隊為三峽混凝土泄水設(shè)施設(shè)計了一款爬壁機器人。
爬壁機器人正在作業(yè)
“它‘小巧玲瓏’，僅有18.4千克重，但是可以像壁虎一樣沿壁面行走，不僅能吸附在混凝土流道表面，對缺陷進行定位、測量，還可以識別障礙并自主避障，并能自動和遠距離手動控制機器人沿壁面行走。”丁倫軍說。
不僅如此，爬壁機器人取代人工檢測后，還杜絕了后者容易產(chǎn)生的測量失誤，解決了因設(shè)備搭建所造成的混凝土表面損傷問題，降低了檢測作業(yè)難度和安全風(fēng)險，對大型水電站混凝土流道檢修有著重要意義。
“如今在三峽，有能下潛300米水下作業(yè)的機器人，有能對混凝土流道和壓力鋼管進行檢測維護的機器人，有能對發(fā)電機風(fēng)洞進行巡檢的機器人……這些機器人的足跡幾乎遍布壩區(qū)的每一個角落，時刻為大壩的安全運行保駕護航。”丁倫軍介紹道。
“我們目前在長江干流運行管理的葛洲壩、三峽、向家壩、溪洛渡、白鶴灘、烏東德等6座梯級水電站上，分布著14種不同類型的機器人，來保證設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控及異常情況提前預(yù)警，確保設(shè)備安全運行。”丁倫軍介紹道，未來兩年，還將推廣23種機器人，全力推動6座梯級電站從“傳統(tǒng)大壩”到“數(shù)字大壩”，再到“智能大壩”的跨越和轉(zhuǎn)變。
除了前端機器人的實時數(shù)據(jù)采集，給發(fā)電機組安裝監(jiān)測傳感器也是守護三峽非常重要的環(huán)節(jié)。據(jù)統(tǒng)計，在三峽電站后方目前約有23萬個部件的數(shù)據(jù)，它們和機器人數(shù)據(jù)進行匯總后，接上云山大數(shù)據(jù)平臺進行智能分析，從而實現(xiàn)設(shè)備的監(jiān)控管理，保證發(fā)電機組的正常運行。
前端“眼睛”數(shù)據(jù)采集，后端“大腦”智能分析，正是這些數(shù)據(jù)底座的構(gòu)建，讓三峽集團海量數(shù)據(jù)的價值得到了充分釋放，也為三峽的智能電力生產(chǎn)提供了源源不斷的動力。
智能巡檢助力大豐向海而行
距離三峽1000多公里外的江蘇大豐，成百上千的巨大“風(fēng)車”林立，銀白色的葉片隨風(fēng)周而復(fù)始轉(zhuǎn)動，與一座座輸電鐵塔、一道道輸電線勾勒出別樣的“沿海風(fēng)光”。
這個國內(nèi)離岸距離最遠的海上風(fēng)電項目，由三峽集團所屬三峽能源投資建設(shè)，二期項目總裝機容量300兆瓦，共安裝58臺風(fēng)機，不僅擁有國內(nèi)當(dāng)期同等配置下體積最小、重量最輕的海上升壓站，也是國內(nèi)集控中心電壓等級最高的海上風(fēng)電項目。
作為海上風(fēng)電的“心臟”，海上升壓站負責(zé)匯集每一臺風(fēng)車發(fā)的電，經(jīng)主變壓器升壓后，通過交流海底電纜輸送到岸上，并最終送到千家萬戶。升壓站的穩(wěn)定安全運行對整個風(fēng)力發(fā)電廠至關(guān)重要。
但隨之而來的運營維護卻異常艱難，據(jù)三峽能源江蘇分公司大豐黨支部書記趙素芬介紹，升壓站運營維護主要有“三難”。
一是遠，海上升壓站平臺位于海洋中，離岸距離較遠，出海時間受自然環(huán)境影響較大，平均單趟航行時間需5小時以上；二是久，海上升壓站需要24小時不間斷運行，需要運維人員全方位、全過程的檢測和狀態(tài)監(jiān)控，相對于一般工作人員而言工作量成倍增加；三是精，升壓站設(shè)備之間關(guān)系密切，相互耦合構(gòu)成有機整體，需要從全局進行考慮，全面準(zhǔn)確地分析，挑戰(zhàn)極大。
困難沒有擋住三峽向海爭風(fēng)的步伐，針對運維“三難”，三峽集團科學(xué)技術(shù)研究院一一攻克，給大豐海上升壓站量身定制了一款智能巡檢運維機器人。
該機器人為一款軌道型機器人，系統(tǒng)采用激光自主導(dǎo)航系統(tǒng)，導(dǎo)航定位精度可以達到5mm，不用增加特殊標(biāo)志，機器人在預(yù)定位置行駛中，可以依據(jù)激光導(dǎo)航系統(tǒng)自主控制行進速度、行進路線的微調(diào)。
大豐海上升壓站智能巡檢運維機器人正在運行
“如果機器人在執(zhí)行任務(wù)的過程中遇到意外，偏離了軌跡，機器人自身可以重新規(guī)劃路線，重新找回軌跡。如果不成功，則向遠程控制中心報警，并暫停，由工作人員借助云臺視覺系統(tǒng)手動控制機器人返回軌跡。如果還是無法調(diào)整回來，再由維護工作人員前往現(xiàn)場進行維修。”三峽集團科學(xué)技術(shù)研究院相關(guān)負責(zé)人介紹道。
大豐海上升壓站智能巡檢運維機器人正在運行
針對遠距離傳輸帶來的通信困難，設(shè)計師們還通過AI智能識別技術(shù)的運用，讓機器人可以實現(xiàn)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)識別和危險狀態(tài)報警，一旦升壓站發(fā)出故障報警，可以第一時間趕到報警點，實現(xiàn)了對升壓站的遠程監(jiān)控。
除了遠距離傳輸，機器人還擁有可見光、紅外和局放等多種傳感器，能夠自主對升壓站內(nèi)的各種儀器儀表以及設(shè)備的運行情況進行24小時全過程監(jiān)控。實現(xiàn)了實時拍照、實時識別、實時上傳、實時分析、實時報警的一體化整體巡查。
“現(xiàn)在不僅有機器人對設(shè)備故障進行自查與分析，我們還針對風(fēng)電站的運行建立了監(jiān)控、狀態(tài)監(jiān)測、以及離線分析等分層分布式的一體化監(jiān)測與分析系統(tǒng)。”趙素芬說，層層智慧賦能所構(gòu)成的一整套完整的系統(tǒng)安全防護，目的就是為了保證風(fēng)電廠運行的安全可靠，確保安全生產(chǎn)平穩(wěn)和電力可靠供應(yīng)。
數(shù)字治水繪就六安智慧藍圖
在安徽六安，465公里的下水道，密密麻麻的分布著供水、排水、雨污水、中水等成千上萬條涉水管線，組成了一個迷宮般的地下世界。
過去，由于底數(shù)不清、建設(shè)長期滯后于城市發(fā)展，它們雨污混流、雨污合流、錯接亂排.....各種欠賬問題日益突出，使得六安污水收集和集中處理能力大大降低。
治理污水，關(guān)鍵在排口，核心在管網(wǎng)。如何為下水管道“做腸鏡”、“拍片子”，為設(shè)計、施工及運維提供精準(zhǔn)的管網(wǎng)數(shù)據(jù)，成為六安城市管道養(yǎng)護和修復(fù)的頭等難題。
作為長江環(huán)保集團牽頭成立的重慶三峽生態(tài)環(huán)境技術(shù)創(chuàng)新中心（以下簡稱“重慶創(chuàng)新中心”）研發(fā)出了一款名為“GeckoI”的物聯(lián)網(wǎng)多功能管道機器人，實現(xiàn)了對城市管道“疾病”及“修復(fù)”的全面可視化診斷。
GeckoI物聯(lián)網(wǎng)多功能管道機器人
2022年7月21日，在中國西部國際投資貿(mào)易洽談會上，這款“呆萌”的管道機器人一經(jīng)面世便吸引了無數(shù)人注意。研究團隊表示，這款機器人在市政排水管道、箱涵、暗渠、河道等惡劣及特種環(huán)境下，具有良好的發(fā)展應(yīng)用前景。
GeckoI物聯(lián)網(wǎng)多功能管道機器人
“管道機器人研制的想法由來已久，2021年5月20日，我們中心正式揭牌之后，就一直將管網(wǎng)監(jiān)測、檢測作為科技攻關(guān)的重點，城市管道的特殊構(gòu)造帶給我們很大啟發(fā)。如果能將地下管道的‘城市難題’化作‘機器之力’，我們就可以研發(fā)出適應(yīng)城市地下管網(wǎng)極端環(huán)境的小型化智能檢測機器人，既可助力水環(huán)境治理，又能發(fā)展新型機器人與智能裝備。”談及研發(fā)初心，作為該課題負責(zé)人的賈伯陽仍難掩興奮之情。
“該機器人最大的特點是實現(xiàn)對現(xiàn)場檢測情況的遠程可視化監(jiān)督，發(fā)出亮光的‘眼睛’不僅能將陰暗潮濕的管道一覽無遺，長約120米的線纜還能確保它安全返回，它還搭載聲吶探測器、激光測掃儀、全景鏡頭等，像做‘腸鏡’一樣，對管道缺陷處360度‘拍片’。”賈伯陽拿著模型解釋道。
“那時候是人工勘測，下井排查監(jiān)測全靠一雙手，狹窄污濁的管道下，只能貓著腰走，眼都不能瞇一下。”回憶當(dāng)初，三峽集團所屬上海院六安管網(wǎng)項目部經(jīng)理劉申奎感慨萬千，現(xiàn)在智能勘測正在取代傳統(tǒng)的人工勘測，CCTV、QV、聲納、智慧管網(wǎng)等新技術(shù)的運用讓勘測效率和準(zhǔn)確率得到大幅提高。
如今，從城市管網(wǎng)智能檢測機器人等先進技術(shù)手段的運用，到“新概念水廠”的逐漸落地成為現(xiàn)實，再到城市智慧“水管家”的全面鋪展，數(shù)字化技術(shù)賦能水污染治理正在為打好長江生態(tài)環(huán)保領(lǐng)域的關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅戰(zhàn)提供重要支撐。
賈伯陽說，未來，重慶創(chuàng)新中心將繼續(xù)深入研究，重點開展排水系統(tǒng)監(jiān)測、檢測、診斷等領(lǐng)域技術(shù)研究及工程應(yīng)用，提升“源網(wǎng)站廠河”五級全鏈條監(jiān)管感知能力，并計劃打造“預(yù)警-溯源-執(zhí)法”可視化監(jiān)管平臺，實現(xiàn)水環(huán)境統(tǒng)一監(jiān)管治理，為智慧“水管家”帶去更多可能。
工欲善其事，必先利其器。從智慧大壩到智能風(fēng)電，再到長江大保護與智能技術(shù)的深度融合，一系列數(shù)字技術(shù)的攻關(guān)和智能創(chuàng)新，為三峽集團產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新全過程奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)，也為推動能源革命和數(shù)字革命的深度融合貢獻了三峽力量
隨著“雙碳”戰(zhàn)略的不斷推進，能源結(jié)構(gòu)加速轉(zhuǎn)型和數(shù)字經(jīng)濟蓬勃發(fā)展將驅(qū)動能源產(chǎn)業(yè)進入新發(fā)展時代。三峽集團總信息師金和平表示，三峽集團將充分發(fā)揮海量數(shù)據(jù)和豐富應(yīng)用場景的價值潛力，以實際行動加快實施數(shù)字化轉(zhuǎn)型，推動能源革命和數(shù)字革命的深度融合，加快實現(xiàn)清潔能源和長江生態(tài)環(huán)保“兩翼齊飛”。
