Ứng dụng trí tuệ nhân tạo để nhận diện, phân tích hình ảnh và thông số kỹ thuật điện

Mô hình xử lý nhận dạng ảnh nhiệt từ giải pháp ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong lĩnh vực thị giác máy tính để phân tích, xử lý hình ảnh - Ảnh: H.N. K

Trí tuệ nhân tạo (AI) nói chung, lĩnh vực thị giác máy tính (Vision Computer) nói riêng là lĩnh vực mới tại Việt Nam và đang được các công ty công nghệ quan tâm nghiên cứu, ứng dụng nhiều phục vụ sản xuất - kinh doanh (SX-KD). Tuy nhiên, việc ứng dụng AI vào một số lĩnh vực trong hoạt động SX-KD như nhận diện, phân tích hình ảnh trong ngành điện là chưa có. Vì thế, Công ty Điện lực Quảng Trị (PC Quảng Trị) là đơn vị tiên phong trong Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) tham gia nghiên cứu lĩnh vực này phục vụ SX-KD nhằm nâng cao hiệu quả, năng suất và chất lượng dịch vụ điện năng, đảm bảo cung cấp điện liên tục và ổn định, đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội trên địa bàn tỉnh cũng như trong EVN.

Bắt nhịp với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, thừa hưởng thành tựu của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, PC Quảng Trị đã không ngừng ứng dụng và xây dựng hệ thống tự động hóa trong công tác vận hành, kiểm tra, đánh giá chất lượng mạng lưới điện trên địa bàn. Đặc biệt, việc ứng dụng AI trong công tác tự động hóa để phát hiện các đối tượng quan tâm đến công trình; tự động giám sát chất lượng xây dựng công trình, phát hiện các hiện tượng bất thường của hệ thống đường dây, trạm biến áp trên lưới điện đang vận hành bằng hình ảnh đã mang lại các giá trị hữu ích mà con người không thể làm thủ công để giám sát.

Theo thống kê, năm 2017 có 20.276 vị trí, năm 2018 có 13.571 vị trí và năm 2019 có 12.631 vị trí được kiểm tra bằng thủ công. Với việc hàng chục ngàn bức ảnh phải được chụp hằng năm tại các công trình đầu tư, con người không thể giám sát từng bức ảnh thủ công và phải mất nhiều thời gian nên cần phải có giải pháp tự động hóa để thực hiện việc kiểm tra, nhận diện và phân tích hình ảnh. Ngoài ra, trong hoạt động của ngành điện, việc phát hiện nhiệt độ bất thường từ các hệ thống lưới điện là công việc hết sức quan trọng, thường xuyên và liên tục.

Do đó, việc tự động kiểm tra các đối tượng quan tâm trong hình ảnh được chụp và lưu trữ trong hệ thống quản lý đầu tư xây dựng (EVN-IMIS) của các giai đoạn thi công và quản lý công trình xây dựng, cải tạo lưới điện đảm bảo chất lượng công trình và đầy đủ các bước thực hiện theo quy định. Việc tự động phát hiện nhiệt bất thường bằng hình ảnh chụp từ các đường dây, trạm biến áp, thiết bị đang mang điện trên lưới điện để cảnh báo tự động cho các cán bộ kỹ thuật giám sát nhằm có các giải pháp phù hợp để xử lý các điểm bất thường đó nhằm ngăn ngừa các sự cố điện xảy ra là hết sức cần thiết.

Từ thực tế đó, một nhóm cán bộ kỹ thuật của PC Quảng Trị đã nghiên cứu và xây dựng giải pháp ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong lĩnh vực thị giác máy tính để tự động phân tích, xử lý hình ảnh nhận dạng đối tượng nhằm tự động phát hiện các đối tượng quan tâm qua hình ảnh thu được (chụp ảnh) để thay thế con người thực hiện giám sát thủ công, kiểm đếm bằng mắt thông qua hình ảnh thu thập từ hệ thống gửi về; phát hiện ra những đặc tính khác trên các đặc thù kỹ thuật ngành điện như camera nhiệt mà bằng mắt thường không xác định được rõ chính xác tính chất, thuộc tính của đối tượng; tăng tính tự động hóa, tiết kiệm nguồn lực con người, tăng năng suất lao động.

Đó là những tính năng ưu việt từ giải pháp trí tuệ nhân tạo trong lĩnh vực thị giác máy tính để tự động phân tích, xử lý hình ảnh nhận dạng đối tượng. Bằng việc nghiên cứu các thuật toán học sâu về trí tuệ nhân tạo trong lĩnh vực thị giác máy tính; sử dụng công cụ phân loại và huấn luyện là matlab 2021; công nghệ lập trình.NET 4.0,Bootstrap, JS, ASP. NET, các nền tảng Webservice, WEB API; cơ sở dữ liệu SQL Server 2019 và tiến hành phân tích, khảo sát về quy trình đầu tư xây dựng trên chương trình quản lý- đầu tư xây dụng (EVN-IMIS) để xây dựng nên giải pháp.

Từ tháng 9/2019 giải pháp được thực hiện bằng việc xây dựng mô hình, chuẩn hóa dữ liệu, gán nhãn đối tượng trên 2.000 ảnh với hơn 10.000 đối tượng được gán, kết quả đem lại cho độ chính xác trên 99%. Theo đó, PC Quảng Trị đã đưa vào áp dụng thử nghiệm trong năm 2020 trên hệ thống quản lý dự án đầu tư xây dựng và hệ thống camera nhiệt đã cho kết quả tốt, đáp ứng hiệu quả mục tiêu đề ra như phát hiện tự động các đối tượng quan tâm trên công trình; phát hiện các nhiệt độ bất thường của hệ thống lưới điện đang truyền tải và phân phối cung cấp cho khách hàng.

Thực tế cho thấy từ khi PC Quảng Trị đưa giải pháp ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong lĩnh vực thị giác máy tính để ứng dụng trong việc tự động hóa nhận diện hình ảnh; thu thập thông số kỹ thuật vận hành lưới điện đã nâng cao năng suất lao động, tăng cường tự động hóa thay thế lao động thủ công, kiểm soát tốt công tác quản lý đầu tư, quản lý kỹ thuật trong hệ thống lưới điện, nâng cao chất lượng điện năng, tăng hiệu quả SX-KD, góp phần phát triển kinh tế hạ tầng, an sinh xã hội cũng như an ninh năng lượng quốc gia.

Tân Nguyên - Văn Hòa