杭州泽信智动科技有限公司首席科学家兼CTO方勇军:《风电智慧运输物联网系统》

2019-08-26 东方风力发电网 点击:212
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2019年8月21日上午,由东方风力发电网主办的2019中国风电叶片运维技术专题研讨会(CWPM2019)在无锡市锦江大酒店隆重开幕。会议期间,杭州泽信智动科技有限公司首席科学家兼CTO方勇军发表了题为《风电智慧运输物联网系统》的精彩演讲。


以下为演讲实录:

各位尊敬的领导、专家大家上午好,我是来自杭州泽信智动科技有限公司的方勇军。我今天为大家带来的内容是我们公司关于物联网方面风电运输的一套系统——风电智慧运输物联网管理系统。

首先我介绍一下我们公司。我们公司是从2014年开始运营,但是公司今年才成立,主要是在物联网软硬件技术,根植于具体应用场景,尤其是一些特殊行业解决工业中的痛点,目前我们在军工技术方面、航空航天方面已经有一些成果,包括智能消防的机器人,包括航天的飞行器。我们的团队有院士领衔,杰青,还有长江学者,整个团队目前技术这块有80多人,本科以上占60%,目前在物联网包括智能机器人这块的专利差不多有40多个。企业是国家高新企业。

关于项目的背景,我简单说一下。在我们的风电运输的过程中我们其实存在很多问题:第一个是粗放式的管理,像火电、风电和核电行业的大部件,它的很多运输其实是非标准,这是在行业内一个典型的痛点,呈现“黑匣子”的盲区的状态,就是整个过程不清楚,有一些问题。第二个是质量体系缺乏,在运输过程中因为是个“黑匣子”,是个封闭的过程,这个时候存在一些比如说碰坏之后,私补乱修、违规驾驶、疲劳驾驶、绕路接单等 事件,这个过程中缺乏监管,追责也比较困难。还有一个就是缺乏信息化管理手段,就我们目前对风电运输行业过程的了解,基本上在整个过程是没有人能够直接有效地通过各种信息化的手段进行管理,包括业主方和主机厂还有部件厂。还有缺乏应处理,在运输过程中出现异常情况我们应该怎么处理?很多时候是不 及时的,在故障产生时应急处理也比较欠缺,效率比较低下。这是目前我们认为在运输当中存在的普遍问题。

我们的产品主要是针对这些问题而产生的。首先第一个我们这个系统是按照物联网的标准三层架构,从感应层到网络层到应用层。那么感应层这里包含几大感知模块,一个是视频音频的监控模块,第二个是陀螺仪模块,第三个是应力感应还有压力感应,还有一个地理定位,另外还有其他的辅助模块。视音频模块是干嘛用的?是运输过程中监控风机的状态,有没有人靠近,有没有人在里面做修补的行为,或者是有没有遭到碰撞、刮擦的现象,我们通过图像分析做预判,音频主要是通过声音来判断,因为全视频可能有一些误报,我们可以通过音频进行辅助的分析判断。陀螺仪做什么用的呢?主要是看司机的急刹车、急转弯的行为,还有能够检测车辆的曲折度。应力传感器主要是看封装结构本身的受压力的情况,包括底座的压力,这是通过应力以及压力来检测封装结构受不受损,是不是有断裂的可能性。地理定位是可以实时知道当前的工装运输到哪个位置,运输的里程以及距离终点还有多远进行分析。其他的辅助模块主要是辅助前面这些比如说检测环境的温湿度的情况。采集这些数据之后,我们有一个数据采集传输模块,这个模块里面运行了一套智能分析的算法,这个算法可以对这些数据进行分析,分析之后把结果通过4G网络  发给云服务器,服务器下面做数据分析,我们提供网页的管理平台,安卓APP还有苹果或者是微信小程序都能够进行信息化的管理,能够及时地发现运输过程中的各种问题。

这是我们的安装结构示意图,这边是工装结构,那我们在工装上面会在两边装我们的小产品,那里面的模块包括摄像头各种传感器模块,车身对着尾部比如说我们监测那一块区域有没有人,有没有物体,有没有刮擦碰撞行为,这是我们整个的示意图。

在这个系统里边,感知系统是我们非常重要的一部分,它实现了各种智能的分析判断。包括第一块视频,视频的移动监测、人体入侵,如果我们的图像这个人员靠得比较近我们大概在50米左右能够识别到有人行,在10米以内我们能够识别到人脸。比如说司机在运输过程中他有刮擦了,他想把摄像头挡住再进行修补行为,那我也会把视频发给你,通知管理员。另外还有抓拍,在没有信号的地方我们也会去抓拍还有录像存到我们的内部存储器里面,当它有信号的时候会继续发往我们的服务器。第二个模块是定位模块,第一个使实时的定位,第二个是能检测运输的里程、任务时间预估、还有轨迹记录,我们可以在上面看到所有的运输路线,假如路线有偏移我们可以做路线规划,路线规划之后如果有路线偏移也会产生报警。我们做声谱分析、刮擦碰撞、异常振动包括空气摩擦,尤其在风叶表面做修补的时候它的振动的音频是不一样的。我们刚才讲到陀螺仪主要是为了分析驾驶员的驾驶行为还有车子比如说翻倒的情况。另外我们的受力分析包括扭矩、压力检测、形变还有断裂分析,这是我们整个的感知系统。

我们采集到数据放到服务器我们提供各种各样的应用,这里还有其他的应用我们没有列出来,这几大应用是我们觉得在行业内或者对于客户来讲目前最需要的应用。一个是地图浏览,我们会有大屏的地图浏览到你所有运输的状态,包括实时视频的监控,我们可以在这边做实时的视频监控,你可以在网页上都可以看到运输的视频,想什么时候看就什么时候看。另外做运输计划管理,因为运输量大了之后我们可以做大数据的分析,比如说一个运输大概多长时间能够完成,我们可以更精准地做计划的预定。还有预警,通过路况分析或者是采集到的数据,我们预测可能这个时候这个运输有产生异常,那这个时候弹出报警信息通知我们的管理人员,也可以做设备维护,包括远程的管理,对设备的管理。最后通过大数据统计分析的结果,当这些量达到一定的时候我们可以通过大数据的分析,比如说运输的完成率、准时率的分析。

智能分析系统主要有三大块:一个是大数据分析包括运输过程的预测,资源合理分配,运输管理过程的优化,节省运输成本以及管理成本。第二个是深度学习,我们通过深度学习算法,这里主要是为了对故障的检测更加准确,通过深度学习判断故障,减少误判率,同时也能够提高运输管理的有效性或者是精准度。除了这些之外,对于工装结构我们也做了一些研究,主要是通过多体动力学分析,这个是和浙大的一位教授一起做的课题,就是我们对于工装结构进行优化设计,第一个是减少所用的材料,第二个是增加它的强度以及结构的稳定性。

这是我们的产品装在工装上面的小盒子所支持的一些参数,支持GPS,支持4G网络,也支持听现场的语音,也支持USB,有内 置电池,我们整个系统是低功耗设计,电池在不监控视频的情况下能运行半年,如果在监控视频的情况下也能运行1-2个月,所以整个装卸都是很方便。另外像户外防水还有耐腐蚀,目前到30度还是比较困难,但是目前我们能到零下二度到六度。这是我们整个平台的效果,上面是大屏展示的效果图,可以看到所有的运输位置,这是实时的视频监控,左右两侧一边一个,这是数据分析,详细分析运输在哪个位置,包括上面的振动幅度还有加速度的数据。这是移动端的应用 展示,和外部端的展示效果差不多。

目前我们在特种运输行业里面,这是全国首创的一套系统,所以也是一个发明专利,今年都已经申请了。

整个系统的价值主要分为这几个方面:第一个方面对于业主和工程,对于业主来讲它的项目节点更加可控、运输质量更加可靠,在这样一套系统里面司机运输会更加小心,另外对于事故风险也会大大减低,包括他在出现事故的时候我们也可以把这个事故查找录像等方式追责。第二个是对于采购物流部分知道当前东西运到哪里了,知道当前是否安全,能够节约精力,减少扯皮的现象,而且也能够帮助量化运输的时间,最后可以通过对比挑选更好的运输公司。对于市场营销来讲,因为客户压力可以降低,所得到的信息更加靠谱,可以提升对于业主的满意度,假如你用这套系统帮助你做这个运输,那么你减少的成本能减少到1-2%,相对来说1-2%对于我们来说比较小,但是对于一个几千万的大项目来讲1-2%也是一个极大的提升。对于制造厂来讲它能够减少运输过程中的暗伤,有很多的时候因为运输过程不透明,在出现事故的时候可能运输说是风叶厂出的问题,制造厂可能就说是运输过程出了问题,这时候就没办法追责,通过这套系统至少能够保证你能够找到这个问题出现在哪里,同时降低运维的成本,提高工作效率,降低整个的管理成本。从质量来讲运输体系黑匣子打开了,这样就能够对整个运输过程进行管理,产品的损伤更加透明可知,极大减低事故率。对于供应来讲我们能够最终定位问题在哪里,第一个是减少成本,第二个是不断改善安全的精度,提高可靠性。

整个系统的功能有这么多,包括提供的价值有这么多,可能有人会问这套系统上来会不会增加我们更多的运输成本?我在这里可以承诺大家,第一个我们终生免费,这套系统我们是和工装配套一起用的,我们和市场价格保证齐平,这套智能的工装设备放上去,包括平台,包括APP全部都是免费给大家用,不增加我们所有的成倍。包括智能运输系统,给客户提供一揽子的定制化解决方案。我们也提供其他智能化应用和项目合作,也可以给大家做定制化的开发,根据业主的需求,根据运输方的需求做定制的开发。

欢迎各位到杭州去莅临指导,谢谢大家。

(内容来自现场速记,未经本人审核,如有不妥请联系修改)


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