——南網(wǎng)深圳供電局?jǐn)y手華為率先構(gòu)建電力行業(yè)AIoT、智能+物聯(lián)網(wǎng)解決方案
楊娜
粵港澳大灣區(qū)地處我國沿海開放前沿，以泛珠三角區(qū)域為廣闊發(fā)展腹地。作為其四大中心之一的深圳，肩負(fù)起了引領(lǐng)粵港澳大灣區(qū)建設(shè),帶動珠江-西江經(jīng)濟(jì)帶創(chuàng)新綠色發(fā)展等責(zé)任。2019年，這座在全球刷出存在感的創(chuàng)新城市，已經(jīng)成為粵港澳大灣區(qū)經(jīng)濟(jì)總量第一城。
伴隨著城市的發(fā)展，深圳供電局逐年增建的一座座鐵塔像是時光的見證者，支撐著縱橫交織、均勻分布的電網(wǎng)，時刻輸送著強(qiáng)勁電能。與此同時深圳供電局也吞咽了成長中的煩惱——領(lǐng)跑全國的供電負(fù)荷密度與供電可靠性要求時時拷問著這張現(xiàn)代化電網(wǎng)。最新的挑戰(zhàn)則是要跟上建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國、數(shù)字中國、智慧社會，以數(shù)字化革命躋身世界級大灣區(qū)，建設(shè)中國特色社會主義先行示范區(qū)……的步伐，準(zhǔn)備好應(yīng)對國家戰(zhàn)略布局帶來的計算需求大爆發(fā)。
“這是時代命題，我們倍感任重道遠(yuǎn)。我們希望能運(yùn)用新技術(shù)改造升級傳統(tǒng)電網(wǎng)，并以深圳為樣板進(jìn)行規(guī)模推廣，努力推動建設(shè)安全、可靠、綠色、高效的智能電網(wǎng)。”深圳供電局總經(jīng)理宋新明指出，“華為和深圳供電局都地處深圳，有更大的舞臺和合作的空間，作為先行示范區(qū)建設(shè)的一員，我們必須更加擔(dān)當(dāng)、更加作為。”
ICT聯(lián)合創(chuàng)新實驗室，一年奉獻(xiàn)5個首創(chuàng)
隨著新一代人工智能在學(xué)科理論、技術(shù)創(chuàng)新、落地應(yīng)用等方面的整體推進(jìn)，人工智能正在掀起鏈?zhǔn)酵黄?，推動著社會?jīng)濟(jì)從數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化向智能化加速躍升。
深圳供電局也投身其中，并于2018年10月選擇與國內(nèi)唯一具備全棧全場景AI能力的廠商華為強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手。基于在技術(shù)合作、行業(yè)應(yīng)用、場景理解方面的極強(qiáng)互補(bǔ)性，雙方聯(lián)手創(chuàng)辦了深圳供電局-華為ICT聯(lián)合創(chuàng)新實驗室。
一年來，結(jié)合電網(wǎng)的不同業(yè)務(wù)場景，充分發(fā)揮深圳供電局豐富的運(yùn)維經(jīng)驗和深厚的場景理解，依托華為在CPU、物聯(lián)網(wǎng)、5G和人工智能分析等方面的技術(shù)平臺和技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢，創(chuàng)新實驗室緊盯電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中的痛點、難點，拓展了CPU架構(gòu)、物聯(lián)網(wǎng)和5G通信等電力行業(yè)應(yīng)用。
今年9月，創(chuàng)新實驗室展示出電力行業(yè)全棧全場景人工智能解決方案，在電力智能巡檢領(lǐng)域成功落地了多個創(chuàng)新方案。其中最為引人注目的5大創(chuàng)新：第一是全球首例自研AI算法和昇騰AI處理器研究和應(yīng)用；第二是鯤鵬處理器全棧方案電力行業(yè)首次應(yīng)用；第三是物聯(lián)網(wǎng)端側(cè)智能技術(shù)在全球輸變電生產(chǎn)領(lǐng)域首次應(yīng)用；第四是電力行業(yè)首例AIoT的研究和應(yīng)用；第五是全球首例電力實時控制+采集領(lǐng)域5G試點。
從算力覺醒到鯤鵬生態(tài)，破解產(chǎn)業(yè)共性難題
據(jù)深圳供電局信息中心主任呂志寧介紹，之前供電公司機(jī)房基于X86架構(gòu)，主要核心芯片和操作系統(tǒng)、存儲幾乎都是國外品牌。通過部署鯤鵬生態(tài)體系，有望實現(xiàn)涵蓋操作系統(tǒng)、處理器、服務(wù)器和存儲等IDC（信息數(shù)據(jù)中心）軟硬件資源全棧安全可控，并有效解決成本問題。
為了保障從X86架構(gòu)平滑遷移到鯤鵬計算平臺上，他們搭建了首個電力業(yè)務(wù)XTR應(yīng)用業(yè)務(wù)遷移驗證平臺，已經(jīng)于8月取得了試點成功，為電力核心業(yè)務(wù)遷移至鯤鵬計算產(chǎn)業(yè)生態(tài)的穩(wěn)定性和兼容性提供了技術(shù)驗證保障。
針對電力行業(yè)數(shù)據(jù)采集難和數(shù)據(jù)無法統(tǒng)一使用的問題，深圳供電局依托華為的物聯(lián)網(wǎng)采集技術(shù)，結(jié)合電網(wǎng)實際業(yè)務(wù)，統(tǒng)一了數(shù)據(jù)采集規(guī)范，提升了采集通道的能力，實現(xiàn)了端側(cè)音頻、視頻、圖像、濕溫度等27大類1300小類傳感器異構(gòu)數(shù)據(jù)融合，通信接入觀測數(shù)據(jù)采集量比過去提升了30倍，極大提升了觀測數(shù)據(jù)的感知能力。
自2016年以來，深圳供電局在電網(wǎng)輸變電線上開展的人工智能算法研究已達(dá)51項。他們將這些專為電網(wǎng)業(yè)務(wù)設(shè)計的AI算法，首次在華為AI昇騰芯片上部署，通過深度學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，其中29項算法準(zhǔn)確率逾90%。華為昇騰芯片研制成功后，他們又借助ICT聯(lián)合創(chuàng)新實驗室平臺將這些算法灌注到華為昇騰AI處理器中，實現(xiàn)了大寬帶數(shù)據(jù)現(xiàn)場就地實時分析處理，極大地提升了巡檢效率。
以ICT聯(lián)合創(chuàng)新實驗室的電力行業(yè)首個AIoT架構(gòu)為基礎(chǔ)，他們還設(shè)計了AI算法組件和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心的架構(gòu)，將物聯(lián)網(wǎng)與核心技術(shù)進(jìn)行融合，形成了智慧巡視、智慧客服、智慧安檢等。
目前，深圳供電局已經(jīng)在輸電線上安裝了數(shù)千臺視頻在線監(jiān)測攝像頭，而這批攝像頭的獨(dú)特之處在于已經(jīng)應(yīng)用了基于華為AI昇騰芯片的Atlas 200 AI加速模塊。
據(jù)深圳供電局輸電管理所魏前虎副主任介紹，深圳供電局管轄區(qū)內(nèi)有200多座變電站，7770個桿塔，輸電線路總長5742千米。為了運(yùn)維好海量設(shè)備,并最大限度保障全市的可靠供應(yīng)，目前輸電人面臨著電網(wǎng)負(fù)荷高、人員少、風(fēng)險大三個突出問題。2013年，深圳供電局開始首次運(yùn)用輸電視頻在線監(jiān)測，通過前端視頻采集信息后回傳，后端以人工對設(shè)備狀況進(jìn)行分析處理。2018年隨著與華為的深入合作，通過華為Atlas模塊只需將前端的結(jié)果回傳到后臺即可，而無需再將海量數(shù)據(jù)全部回傳到后臺，大大提升了工作效率。
在ICT聯(lián)合創(chuàng)新實驗室的展廳中，已經(jīng)可以看到安裝了華為芯片的監(jiān)控設(shè)備、無人機(jī)的實物展示。過去戶外輸電線路傳統(tǒng)人工巡視需要20天才能完成的工作量，利用基于Atlas 200 AI加速模塊的AI邊側(cè)視頻巡檢只需要2小時，效率提升80倍，并且能及時發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)人工地面巡視不易發(fā)現(xiàn)的隱患點，識別準(zhǔn)確率極大提高。
深圳供電局與華為的合作不僅成功打造出了覆蓋云、邊、端的全棧全場景智能解決方案，而且基于鯤鵬、昇騰生態(tài)，正在再造行業(yè)智能化，構(gòu)建萬物互聯(lián)。
呂志寧希望，他們今后的研究能繼續(xù)保持引領(lǐng)性、先進(jìn)性、系統(tǒng)性，通過持續(xù)開展“云大物移智”等新技術(shù)在電力行業(yè)中的應(yīng)用，打造出一批“燈塔”項目。
深耕行業(yè)，華為希望加速電力行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型
聯(lián)接、計算和云將成為構(gòu)成智能世界的基礎(chǔ)設(shè)施，而計算正成為加速智能世界到來的核心驅(qū)動力。面對充滿無限可能的算力市場，華為智能計算圍繞“計算、傳輸、存儲、管理、AI”五大全自研芯片，打造鯤鵬和昇騰兩大計算平臺，提供覆蓋云、邊、端的全棧全場景智能計算解決方案，以多樣化的算力，加速傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心智能化升級，使能行業(yè)智能化再造，構(gòu)建萬物互聯(lián)的智能世界。
據(jù)華為中國智能計算Marketing與產(chǎn)業(yè)發(fā)展部部長張英梗介紹，通常不同的芯片有不同的架構(gòu)。華為則是同樣的架構(gòu)、同樣的算力，可以在同樣的訓(xùn)練和推理上使用，不需要進(jìn)行編碼移植和改變。
華為鯤鵬920是面向數(shù)據(jù)中心的高性能處理器，最高可以支持64個計算核。通過優(yōu)化分支預(yù)測算法、提升單元數(shù)量、改進(jìn)內(nèi)存子系統(tǒng)架構(gòu)等一系列微架構(gòu)設(shè)計，可大幅提升處理器性能。在典型主頻下，華為鯤鵬920 處理器的SPECint跑分評估超過了930，同時能效比優(yōu)于業(yè)界其他產(chǎn)品30%，以低能耗、高性能特性為數(shù)據(jù)中心提供了更優(yōu)的算力選擇。
華為昇騰310與昇騰910 AI0處理器則專為人工智能應(yīng)用而生，昇騰芯片獨(dú)特的達(dá)芬奇3D Cube架構(gòu)，使芯片具有高算力、高能效、可擴(kuò)展的優(yōu)點。其中昇騰310適用于推理場景，昇騰910則適用于訓(xùn)練場景。
由昇騰芯片支撐的Atlas智能計算平臺，成為了AI算力種類更多樣、算力成本更有優(yōu)勢的全棧AI新選擇。TaiShan服務(wù)器是華為新一代數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，基于華為鯤鵬處理器，具有高效能計算、安全可靠、開放生態(tài)的優(yōu)勢，適合為大數(shù)據(jù)、分布式存儲、原生應(yīng)用、高性能計算和數(shù)據(jù)庫等應(yīng)用高效加速，旨在滿足數(shù)據(jù)中心多樣性計算、綠色計算的需求。
成功案例是檢測產(chǎn)品性能穩(wěn)定與否的試金石。華為堅持“自己的降落傘自己先跳”。從2016年開始，華為就在自己辦公區(qū)的IT系統(tǒng)中使用基于鯤鵬處理器的IT設(shè)備。截至目前，他們在全球數(shù)據(jù)中心已部署了超過10萬臺基于鯤鵬處理器的IT設(shè)備，月均訪問用戶數(shù)超過30萬，有力地支撐了研發(fā)、財經(jīng)、生產(chǎn)、辦公、交付、銷售等業(yè)務(wù)場景。
作為新一代移動通信技術(shù)，華為5G技術(shù)低時延和高可靠性的特點，正好可以滿足差動保護(hù)的需求，讓城市平均停電時間進(jìn)一步降低。深圳供電局與華為的合作探索使國家重點研究課題5G配網(wǎng)差動保護(hù)真正落地，目前已經(jīng)實現(xiàn)了階段性的驗證成功，這使得5G技術(shù)支撐下電網(wǎng)實施控制和采集能力得到飛躍式的提升。
通常，正常電網(wǎng)時延要求在300毫秒以內(nèi)，高電能產(chǎn)品要保障在50毫秒以內(nèi)。
據(jù)華為中國區(qū)運(yùn)營商Marketing區(qū)域部長郝晶晶介紹，現(xiàn)在差動保護(hù)端到端時延只有15秒。目前華為已經(jīng)同深圳供電局開始撰寫相關(guān)電網(wǎng)的3GPP提案。
張英梗指出： “我們一直致力于把最先進(jìn)的技術(shù)、方案、產(chǎn)品應(yīng)用到電力行業(yè)，助力電力企業(yè)提高生產(chǎn)管理效率，保障供電安全。今天華為以‘芯’立‘智’助力行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。我們愿意當(dāng)好同路人、好伙伴，做厚黑土地，攜手合作伙伴服務(wù)電力行業(yè)客戶，構(gòu)建共贏的合作生態(tài)。”
深圳供電局與華為也都表示，今后會持續(xù)常態(tài)化的將聯(lián)合創(chuàng)新進(jìn)行下去，豐富整個行業(yè)生態(tài)，持續(xù)為電力行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型及數(shù)字中國建設(shè)貢獻(xiàn)力量。
