Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn, nhóm cán bộ công nhân viên Đội Truyền tải điện Cần Thơ đã nghiên cứu và đề xuất sáng kiến “Thiết kế Box AI tích hợp sẵn mô hình học máy để chuyển đổi Camera IP thông thường thành Camera AI”. Thiết bị này cho phép nhận dạng và cảnh báo sớm các vi phạm hành lang an toàn lưới điện, giải quyết bài toán nâng cấp hệ thống giám sát mà không cần thay thế toàn bộ thiết bị hiện hữu.
Mô hình tổng quan của hệ thống
Sáng kiến hướng tới việc tự thiết kế và chế tạo Box AI – một hộp xử lý tích hợp mô hình học máy (AI), có khả năng kết nối trực tiếp với các Camera IP hiện có để xử lý hình ảnh ngay tại thiết bị. Một số tính năng nổi bật là tự động nhận dạng các đối tượng vi phạm như xe cẩu, máy đóng cọc, diều, máy xúc, xe tải...; Cảnh báo thông minh như báo động tại chỗ bằng âm thanh và đèn; đồng thời gửi cảnh báo từ xa qua email, SMS kèm hình ảnh và thông tin vi phạm. Đặc biệt, tiết kiệm chi phí vì khi có nhu cầu nâng cấp lên công nghệ AI hiện đại thì không cần thay mới hệ thống camera hiện hữu. Vì vậy dễ dàng mở rộng, có thể huấn luyện thêm các mô hình nhận dạng khác trong tương lai.
Thiết kế Box AI chuyển đổi Camera IP thông thường sang Camera AI.
Sản phẩm Box AI bao gồm hai phần chính là phần cứng (Box AI) và phần mềm và mô hình AI tích hợp. Trong phần cứng (Box AI), sử dụng vi xử lý Raspberry Pi, thiết kế nhỏ gọn (10x12cm, nặng 400g), tiêu thụ công suất thấp (4W). Có thể kết nối trực tiếp với Camera IP thông thường để nhận tín hiệu hình ảnh.
Trong phần mềm và mô hình AI tích hợp, nhóm tác giả sử dụng mô hình học sâu YOLO (You Only Look Once) để nhận dạng hình ảnh theo thời gian thực. Bộ dữ liệu huấn luyện gồm hơn 1.500 hình ảnh từ 9 loại thiết bị cơ giới, được thu thập thực tế và từ internet, chia theo tỉ lệ 70% huấn luyện và 30% kiểm tra. Mô hình có thể được cập nhật và huấn luyện thêm để nhận dạng thêm nhiều đối tượng khác.
Tháng 5/2024, thiết bị đã được lắp đặt thử nghiệm trên đường dây 220kV Thốt Nốt – Long Xuyên (Cần Thơ). Kết quả cho thấy Box AI có khả năng nhận diện chính xác các đối tượng vi phạm và gửi cảnh báo kịp thời về Trung tâm Giám sát, giúp đơn vị quản lý xử lý nhanh chóng, hiệu quả. Mô hình nhận dạng đạt độ chính xác trên 70% đối với các vật thể chiếm hơn 10% diện tích khung hình, tùy thuộc vào chất lượng camera và vị trí lắp đặt. Thiết bị giúp làm chủ công nghệ AI, dễ bảo trì, cập nhật phần mềm và mở rộng tính năng trong tương lai.
Không chỉ tiết kiệm đáng kể chi phí đầu tư, thiết bị còn có tiềm năng triển khai trên toàn bộ hệ thống Camera IP đang được sử dụng trong ngành điện. Đồng thời, giải pháp còn có thể mở rộng sang các lĩnh vực khác như an ninh, giao thông, xây dựng…, góp phần thúc đẩy quá trình chuyển đổi số và ứng dụng công nghệ cao trong quản lý hạ tầng kỹ thuật.
Sáng kiến “Thiết kế Box AI tích hợp sẵn mô hình học máy để chuyển đổi Camera IP thành Camera AI” là giải pháp công nghệ sáng tạo, mang tính ứng dụng cao, góp phần nâng cao hiệu quả giám sát và bảo vệ hành lang an toàn lưới điện. Đây cũng là minh chứng rõ nét cho năng lực đổi mới sáng tạo, làm chủ công nghệ của đội ngũ kỹ thuật trong nước, mở ra hướng đi mới cho các ứng dụng giám sát thông minh trong thời đại số.