亭子口水利樞紐是國家完善長江防洪體系六大重點工程之一，具有10.6億正常防洪庫容、近300萬畝灌溉、200多萬人城鄉(xiāng)供水、年設(shè)計清潔發(fā)電量30億千瓦時的能力，同時具有攔沙減淤、梯級補償、攔污凈水等公益功能。

針對大壩壩體表面和水下結(jié)構(gòu)物常規(guī)巡檢手段精度和效率低下、制約樞紐安全健康評估的問題，中國移動四川公司聯(lián)合大唐公司、清華研究院在四川廣元亭子口水利樞紐打造“5G智慧電站”，利用中國移動5G網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新開展5G水下機器人、5G無人機等智能化巡檢試點。建立大壩安全監(jiān)測與檢測技術(shù)的一體化體系，預(yù)警缺陷和隱患，保障大壩運行安全，全面提升電站運營效率和智能化水平。

國內(nèi)首創(chuàng)：水力發(fā)電領(lǐng)域使用5G水下機器人

近年來，國內(nèi)外多次出現(xiàn)泄洪消能建筑物損傷導(dǎo)致的災(zāi)害性事件，樞紐安全運行的重要性日益增加。亭子口水利樞紐大壩底孔設(shè)計運行水頭較高，明流段及消力池內(nèi)存在高速水流下空化空蝕問題，泄洪消能建筑物長年運行出現(xiàn)磨蝕、露筋等損傷，而傳統(tǒng)的檢測方式要在尾坎下游打圍堰抽干消力池中的水再將池中淤積物清理干凈后進行檢測，效率低、成本高，極大地影響防洪安全和電力生產(chǎn)。

面對水庫大壩消力池等水工建筑物結(jié)構(gòu)缺陷檢測的迫切需求和現(xiàn)有巡檢手段局限的困境，“5G智慧電站”采用5G水下機器人搭載清淤和巡檢作業(yè)設(shè)備，在不排水的條件下，替代人工水下作業(yè)。基于5G無線通信網(wǎng)絡(luò)，利用5G大帶寬的優(yōu)勢，實時回傳水下機器人采集的高清圖像；利用5G低時延特性，對機器人實施遠程控制。通過多傳感數(shù)據(jù)融合，結(jié)合巡檢數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、失穩(wěn)機理和老化壽命評估，在保障水庫大壩長期安全運行的同時，提升了水電站大壩的信息化和智能化管理水平。

據(jù)統(tǒng)計，亭子口水利樞紐根據(jù)設(shè)計要求每3至5年或大洪水過后將對消力池進行一次檢測，采用傳統(tǒng)的檢測方式，工期一般長達3至6個月，且圍堰搭建、拆除、抽水和檢測等費用在590萬元左右。使用5G水下機器人巡檢后，單次巡檢費用下降到70萬元左右、工期只需20天，降低了消力池檢測的成本和人力、物力，保障了下游沿江城鎮(zhèn)及百姓的生命與財產(chǎn)安全。

清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院智能水電樞紐研究所副所長王皓冉介紹，亭子口智慧電站是國內(nèi)首創(chuàng)水力發(fā)電領(lǐng)域水下機器人使用5G技術(shù)的項目。下一步，智慧電站將繼續(xù)探索利用5G、人工智能等技術(shù)實現(xiàn)對5G水下機器人的遠程控制，進行水下作業(yè)和施工，并廣泛推廣用于導(dǎo)流渠、引水隧洞、壩后庫區(qū)水下工程等水工建筑物的水下巡檢。

降本增效：5G無人機大幅消減壩面檢測成本和工時

大壩壩體表面也需要日常巡檢，但普遍采用人工巡檢方式，即借助望遠鏡、繩索、吊車等巡檢載體，人工近距離使用卷尺、鋼纖、粉筆、數(shù)碼相機等進行檢查，檢查受氣象、環(huán)境影響因素多，存在巡檢風險高、成本高、效率低、內(nèi)容不全、結(jié)果主觀化等問題。

為此，該項目研制了一套高精度壩面5G無人機巡檢系統(tǒng)，從壩面巡檢路徑規(guī)劃和自主安全巡檢控制、壩面表觀缺陷識別、健康診斷體系構(gòu)建等方面開展適用于壩面自主巡檢原型樣機的研制工作。通過超高清圖像等現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時回傳，云計算、人工智能深度數(shù)據(jù)分析、圖形圖像檢測等技術(shù)實施智能風險診斷，實現(xiàn)壩面自主巡檢、壩面蜜像信息無縫獲取、壩面三維重建等功能，進一步提升了巡檢能力，為水庫大壩提供了重要的基礎(chǔ)保障。

亭子口水利樞紐根據(jù)設(shè)計要求單次全覆蓋檢查整個大壩上、下游壩面水上部分約9.36萬平方米，按綜合計價法考慮，每平米約需50元，單次檢查共需約460萬元，歷時約90天。采用5G無人機智能巡檢方式后，單次檢測投入設(shè)備維護、保養(yǎng)、消缺等費用僅需19萬元左右，工時也從90天下降到15天，大幅度降低壩面檢測成本和工時。

下一步，該項目將繼續(xù)探索利用5G大寬帶、低時延和大容量等特征，實現(xiàn)5G無人機遠程操控、無人值守的智能巡檢應(yīng)用，開展溢洪道、滑坡體、高邊坡、庫區(qū)等更多水工建筑物結(jié)構(gòu)的表觀巡查。

中國移動四川廣元分公司集團客戶部經(jīng)理孫健介紹，承建亭子口水電站5G項目的中國移動四川廣元分公司，2019年在本地率先開通首個5G基站，并將5G帶入市縣“兩會”現(xiàn)場，為廣大用戶提供優(yōu)質(zhì)的5G體驗和服務(wù)。2019年至2020年成功與四個縣區(qū)人民政府及廣元市人民政府簽訂5G戰(zhàn)略合作協(xié)議，投入億元規(guī)劃建設(shè)5G基站及機房。截至9月底，已開通5G基站300個，實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)利州主城區(qū)連續(xù)覆蓋、縣城區(qū)重點場景覆蓋，并順利完成獨立組網(wǎng)（SA）首呼。

亭子口水利樞紐部署除創(chuàng)新實現(xiàn)5G水下機器人、5G水上無人機落地應(yīng)用，還部署了5G云視訊高清視頻會議系統(tǒng)，廠房附近的平臺、辦公區(qū)指揮中心、手機APP或平板電腦，均可以通過5G云視訊高清視頻會議系統(tǒng)進行專家遠程指揮和會商。

4G改變生活，5G改變社會?！?G智慧電站”只是移動通信全面賦能行業(yè)應(yīng)用的一個縮影，中國移動正在把握經(jīng)濟社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型機遇，發(fā)揮5G在推動經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展中的重要作用，全面賦能千行百業(yè)，滿足人民對美好生活的向往。
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