李艷 周振龍 吳濤

近年來，科大訊飛持續(xù)在工業(yè)領域深耕，發(fā)揮讓機器從“能聽會說”到“能理解會思考”的ai源頭技術優(yōu)勢，打造一系列工業(yè)六感智能硬件產(chǎn)品，讓工業(yè)生產(chǎn)過程具備聽覺、視覺、嗅覺、味覺、觸覺等智能感知能力，并逐步擁有運動、認知能力，支持智能決策，解決工業(yè)領域設備管理、安全檢測、節(jié)能降碳等工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)問題。

電力設備聲紋識別技術進入新階段

在傳統(tǒng)的工業(yè)場景中，要判斷機器故障，常用的方法是通過人的耳朵去“聽”——比如一位經(jīng)驗豐富的電力巡檢師傅可以“聽”到變壓器發(fā)出的異常聲響來判斷它到底是過載運行、還是內(nèi)部接觸不良。而人耳檢測的缺點顯而易見——人無法24小時集中注意力進行檢測，且有無經(jīng)驗會對檢測結果造成極大差別。此外，人耳難以捕抓瞬間發(fā)出的短促聲音并進行定格分析，需聽較長時間的聲音才能確定問題所在。但是，對于具備ai能力的算法系統(tǒng)來說，這些問題都將迎刃而解。

目前，聲紋識別技術在教育、醫(yī)療等領域展現(xiàn)出良好的應用前景。為了更好地滿足海量電力設備狀態(tài)管控需求，國網(wǎng)安徽電科院、科大訊飛、中國電科院的研發(fā)團隊，依托“中國聲谷”區(qū)位資源優(yōu)勢，開啟了長達四年的電力設備聲紋研究。

要想“聽得懂”設備，首先要“聽得準”設備。在電磁環(huán)境極為復雜的變電站里做到精準測量并非易事，惡劣天氣、環(huán)境噪聲都會嚴重影響聲紋采集質量，甚至損傷傳感器。為此，研究團隊歷經(jīng)一年，在高溫曝曬和積雪覆蓋嚴苛環(huán)境下反復測試多種原理的聲紋傳感器，最終確定了適用于電力設備監(jiān)測的傳感器技術參數(shù)，邁出了聲紋識別的第一步。

2021年11月，安徽電科院、科大訊飛、中國電科院三家的聲紋數(shù)據(jù)中心相繼成立，同時成功接收千里之外的變電站上傳的第一批聲紋在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)共享和協(xié)同會診的局面從規(guī)劃變成了現(xiàn)實，這標志著電力設備聲紋識別技術正式進入云端集中分析、邊緣側數(shù)據(jù)處理、端側智能感知的“云邊端”協(xié)同發(fā)力新階段。

截至目前，聲紋識別技術和裝置已在國網(wǎng)安徽、浙江、重慶等多地變電站部署應用，已累積運行40000多個小時，成功識別出鐵芯接地故障和直流偏磁異常，并捕捉到開關蓄能、操作刀閘放電、變電站異常操作、環(huán)境異常聲等潛在風險，預計每年可節(jié)省人工巡檢次數(shù)50%以上。

電力系統(tǒng)是人類歷史上最為復雜的物理信息系統(tǒng)之一，電力設備是電力系統(tǒng)的各個節(jié)點;每個節(jié)點的信息匯聚成為電網(wǎng)潮流的信息，每個節(jié)點的安全保障了大電網(wǎng)的安全。對設備聲紋的成功識別是人工智能在電力工業(yè)成功應用的縮影，人工智能讓電世界變得更美好，對更好地服務經(jīng)濟社會發(fā)展發(fā)揮了積極的作用。

與此同時，搭載聲紋技術的系統(tǒng)設備也同步研發(fā)，陸續(xù)融入工業(yè)場景，為工業(yè)設備故障監(jiān)測賦能。

訊飛聲學監(jiān)測系統(tǒng)能夠有效避開現(xiàn)場高溫、強噪等環(huán)境限制，對工業(yè)關鍵設備的運行狀態(tài)進行在線、實時監(jiān)控和預警，實現(xiàn)對工業(yè)設備的智能化運維，避免工業(yè)設備因突發(fā)故障導致生產(chǎn)中斷，減輕企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營損失。

科大訊飛“工業(yè)+ai”賦能傳統(tǒng)工業(yè)

以聲學為核心，訊飛還將聽覺與視覺相融合，研發(fā)出可以直接“看”到設備聲源位置的聲學成像儀。手持式聲學成像儀是國內(nèi)首個自主研發(fā)的手持式聲成像巡檢終端。“它像‘順風耳’一樣，最遠可以聽到40米以外的異常響聲，從而對電網(wǎng)進行實時監(jiān)控。”手持式聲學成像儀是訊飛聯(lián)合安徽電科院、合肥供電公司、國家智能語音創(chuàng)新中心共同合作研制的手持式聲成像巡檢終端，內(nèi)部集成高靈敏度的超聲波采集裝置，支持高達64千赫茲的超聲波信號，可以精準定位故障位置。目前，合肥供電公司已在合肥市多座變電站布點聲紋檢測裝置，24小時實時追蹤設備狀態(tài)，提升變電站運維智能化水平。

除了電力領域，在河北省曹妃甸區(qū)濱海鎮(zhèn)的一家化工企業(yè)，汗流浹背的張工也正拿著聲學成像儀對車間的氣體管道進行安全檢測。“自從有了這個設備，我的工作量大大減輕，以往用3到4個小時檢測完一遍氣體側漏，現(xiàn)在只需半個小時就可以搞定。”張工說道。

通過聲像圖與可見光圖像疊加的成像方式，聲學成像儀可以實時展示聲源在空間的分布狀態(tài)，快速確定局部放電點、氣體泄漏點、設備異響位點，提升巡檢效率和檢修速度。相比人工檢測，異常檢測效率和質量大幅提高，聲學成像儀可節(jié)省約60%以上的人力投入。

“聲學成像儀可以進行遠距離氣體泄漏檢測。發(fā)生氣體泄露時，泄漏點會因為渦流而產(chǎn)生聲波或超聲波能量，這些原本肉眼不可見、人耳可能聽不到的聲波，會以圖像形式呈現(xiàn)在聲學成像儀的顯示屏上，氣體泄漏位置一目了然!”張工說，“智能產(chǎn)品的應用在一定程度上突破了人體自身局限，而且節(jié)約了人力物力成本，要知道細微的氣體泄露不僅會讓企業(yè)蒙受巨大財產(chǎn)損失，還擁有一定安全風險。”

近年來，因氣體泄露導致的較大事故屢見不鮮，血的教訓一次次敲響安全生產(chǎn)的警鐘。該化工廠李科長在該化工廠車間已經(jīng)工作了二十年，他說：“智能技術革新下的新產(chǎn)品、新應用，讓我們告別了以往用肥皂水側漏的弊端，也解決了高架及特殊管道側漏巡檢痛點難題，很大程度解放了人力，同時也讓氣體側漏毫無死角，有效避免了因燃氣泄漏導致的安全事故。”

在遷安市，科大訊飛“工業(yè)+ai”將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)脈絡，逐漸滲透該市的傳統(tǒng)工業(yè)領域。以數(shù)字產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化為主線，遷安市鋼鐵、建材、物流等行業(yè)，加快智能制造單元、智能生產(chǎn)線、數(shù)字化車間建設，將“數(shù)智化”在研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理等各環(huán)節(jié)融合應用，實現(xiàn)了高標準的工業(yè)數(shù)字化轉型。

河北向來是工業(yè)大省，但仍處于結構調整“陣痛期”，新舊動能“換擋期”，尚有不少轉型難題待解。在此背景下，安全和高效既是河北工業(yè)發(fā)展的重要前提，也是河北工業(yè)發(fā)展的雙輪驅動。在人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等核心技術支持下，深化產(chǎn)業(yè)集群兩化融合是河北省推動產(chǎn)業(yè)轉型升級的有效手段，也是促進河北省經(jīng)濟高質量發(fā)展的必然選擇。

在新政策支持下，河北正在支持重點工業(yè)企業(yè)擴大投資力度，支持產(chǎn)業(yè)鏈龍頭企業(yè)運用新技術、新工藝、新材料、新設備等加快實施改造，提升產(chǎn)業(yè)基礎高級化和產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化水平，示范引領制造業(yè)向高端化、智能化、綠色化轉型發(fā)展。

習近平總書記曾強調“人工智能是引領這一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略性技術，具有溢出帶動性很強的‘頭雁’效應。”作為賦能手段，人工智能與實體經(jīng)濟融合，能夠引領產(chǎn)業(yè)轉型，孕育新產(chǎn)業(yè)新模式新業(yè)態(tài);作為服務人們美好生活的工具，人工智能的應用有助于提升生活品質，滿足人們消費升級需求?？拼笥嶏w作為人工智能頭部企業(yè)，始終深入貫徹落實習近平總書記關于人工智能系列重要講話精神，把握新一代人工智能發(fā)展趨勢，加強人工智能和產(chǎn)業(yè)發(fā)展融合，為高質量發(fā)展提供新動能。在喜迎黨的二十大召開之際，科大訊飛始終砥礪前行，加速人工智能與工業(yè)場景融合，不斷抓住新業(yè)態(tài)、新模式、新市場，在加強自身的同時，努力在建設世界科技強國的偉大征程中展現(xiàn)更大作為。

圖為科大訊飛聲紋成像設備工作場景。(科大訊飛供圖)

圖為曹妃甸張工利用科大訊飛聲學成像儀進行遠距離氣體泄漏檢測。(科大訊飛供圖)