能源、生態(tài)雙重危機(jī)之下，“雙碳”目標(biāo)在全球范圍內(nèi)形成高度共識(shí)，全球能源結(jié)構(gòu)加速向可再生能源轉(zhuǎn)型，光伏/風(fēng)電成為可再生能源的主力軍。在過(guò)去十幾年，我國(guó)的能源產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模化的發(fā)展，比如“光伏能源”，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電力、農(nóng)業(yè)、市政照明等領(lǐng)域。截止2022年6月底，我國(guó)光伏累計(jì)并網(wǎng)容量高達(dá)3.36億千瓦，兩年保持了50GW以上的增長(zhǎng)速度，預(yù)計(jì)2035年國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電裝機(jī)將超過(guò)3000GW，占全國(guó)發(fā)電總裝機(jī)的49%，成為裝機(jī)規(guī)模最大的發(fā)電類(lèi)型。?

但隨著光伏發(fā)電裝機(jī)規(guī)模的快速增長(zhǎng)，因此產(chǎn)生的人力成本及運(yùn)維挑戰(zhàn)也直線上升，以光伏發(fā)電站為例，對(duì)大量鋪設(shè)的太陽(yáng)能板進(jìn)行巡檢，難度相當(dāng)高，主要原因如下：?

• 維護(hù)成本高：太陽(yáng)能板大面積鋪設(shè)于戶外，常年暴露且受自然腐蝕影響導(dǎo)致設(shè)備易損壞，人員維護(hù)難度高，成本也隨之上漲；?
• 人工排查效率低：鋪設(shè)面積大，人工采集數(shù)據(jù)困難，且無(wú)法有效進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備故障和實(shí)時(shí)報(bào)警，事故安全隱患大；?
• 運(yùn)維方式落后：光伏設(shè)備的全生命周期管理壓力大，因故障導(dǎo)致光伏電站的停機(jī)率高，傳統(tǒng)運(yùn)維方式亟需升級(jí)。?

因此，各地政府、各行業(yè)領(lǐng)域都在積極探索更低成本、更高價(jià)值的智能光伏解決方案，如：通過(guò)無(wú)人機(jī)、機(jī)器人，智能攝像頭等數(shù)字化方案幫助政府、企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化巡檢，在減少巡檢成本的基礎(chǔ)上，讓巡檢過(guò)程更加安全高效。?

因諾航空科技有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)：因諾科技）是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、多融合應(yīng)用的空基一體化飛行機(jī)器人數(shù)字化設(shè)備及專(zhuān)業(yè)解決方案的提供商及行業(yè)引領(lǐng)者，打造了行業(yè)端到端的工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)整體解決方案及平臺(tái)，致力于為石油、電力、環(huán)保、水利、科研、交通、消防、應(yīng)急救援以及其他領(lǐng)域提供行業(yè)更專(zhuān)業(yè)的無(wú)人飛行器應(yīng)用解決方案與服務(wù)，解決行業(yè)核心痛點(diǎn)問(wèn)題、提高工作效率、節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本、增強(qiáng)行業(yè)智能化水平，開(kāi)創(chuàng)“行業(yè)+科技”的新局面。?

針對(duì)光伏電站組件多、占地面積廣等特征，因諾科技自主研發(fā)的光伏智能巡檢平臺(tái)可通過(guò)無(wú)人機(jī)進(jìn)行廣泛的光伏電站圖像數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)軟件算法對(duì)這些采集而來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化分析，更高效率地判斷電站健康狀況并及時(shí)預(yù)警、提示下一步動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)光伏電站檢測(cè)區(qū)域的快速集中巡檢。?

要實(shí)現(xiàn)如上所說(shuō)的精細(xì)化管理及自動(dòng)化巡檢，需要完成從數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)分析的一整套流程，在龐大的光伏組件陣列規(guī)模下，其數(shù)據(jù)量和計(jì)算量不可小覷，承載因諾科技光伏智能巡檢平臺(tái)的底層IT基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)也面臨諸多挑戰(zhàn)：?

• 海量數(shù)據(jù)：光伏電站具有范圍大、分布廣的特點(diǎn)，大部分電站組件數(shù)量高達(dá)幾十萬(wàn)甚至幾百萬(wàn)，對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的組件坐標(biāo)數(shù)據(jù)更是數(shù)倍于組件數(shù)量；?
• 高并發(fā)：在前端瀏覽數(shù)據(jù)時(shí)，如：地圖瓦片、傾斜攝影、點(diǎn)云數(shù)據(jù)等都需要在極短時(shí)間內(nèi)請(qǐng)求大量的地圖數(shù)據(jù)，地圖數(shù)據(jù)服務(wù)的并發(fā)量平均可達(dá)10W+/秒；?
• 高可靠：智能巡檢平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)可靠性要求非常高，尤其是采集端的無(wú)人機(jī)涵蓋的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，涉及飛行安全和人員安全，不允許有任何丟失和中斷；而狀態(tài)數(shù)據(jù)和遙測(cè)數(shù)據(jù)的接收和控制指令的下發(fā)也至關(guān)重要，服務(wù)一旦宕機(jī)，控制指令無(wú)法下發(fā)，此時(shí)會(huì)造成無(wú)人機(jī)懸?；蚍岛綗o(wú)法完成飛行任務(wù)，甚至?xí)械袈滹L(fēng)險(xiǎn)。鯤鵬平臺(tái)天生的多核多并行能力，能夠很好的滿足光伏智能巡檢平臺(tái)的算力需求，同時(shí)提供完善的生態(tài)配套，比如鯤鵬DevKit開(kāi)發(fā)套件實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的快速遷移、開(kāi)發(fā)編譯和調(diào)優(yōu)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的快速創(chuàng)新。基于此，因諾科技與鯤鵬達(dá)成了合作意愿，選擇鯤鵬作為「光伏智能巡檢平臺(tái)」的數(shù)字底座。

【光伏智能巡檢平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)】?

遷移：基于鯤鵬DevKit 2人天/應(yīng)用快速遷移光伏智能巡檢平臺(tái)?

在項(xiàng)目初期，因諾科技的技術(shù)人員使用鯤鵬DevKit代碼遷移工具將光伏智能巡檢平臺(tái)的平臺(tái)巡檢任務(wù)及故障診斷兩大關(guān)鍵模塊快速遷移到鯤鵬。通過(guò)代碼遷移工具自動(dòng)識(shí)別其涉及源文件22個(gè)，共計(jì)1331行代碼，通過(guò)工具自動(dòng)給出修改建議并自動(dòng)替換，原計(jì)劃手動(dòng)遷移大約需要7人天才能完成的工作，在鯤鵬DevKit幫助下2人天就完成了兩大核心模塊的遷移，極大提高了遷移適配效率。?

【鯤鵬DevKit代碼遷移工具掃描獲取遷移報(bào)告】?

開(kāi)發(fā)&調(diào)優(yōu)：基于DevKit高效開(kāi)發(fā)光伏組件數(shù)據(jù)計(jì)算模塊，性能提升44% ?

遷移完成之后，為應(yīng)對(duì)實(shí)時(shí)計(jì)算、智能檢測(cè)等場(chǎng)景需求，因諾科技需要在鯤鵬平臺(tái)上新開(kāi)發(fā)光伏組件數(shù)據(jù)計(jì)算模塊，該模塊作為光伏智能巡檢平臺(tái)的核心組件，用于展示場(chǎng)站態(tài)勢(shì)，為組件定位提供有效的數(shù)據(jù)支撐，由于涉及大量數(shù)據(jù)的解析檢測(cè)，并需要實(shí)時(shí)完成多級(jí)任務(wù)下的快速?zèng)Q策，所以對(duì)性能要求極高。?

基于上述挑戰(zhàn)，為了提升編譯效率，技術(shù)人員在編譯的過(guò)程中將之前的OpenJDK換成了鯤鵬提供的畢NJDK。畢NJDK在鯤鵬架構(gòu)中提供了更強(qiáng)的版本穩(wěn)定性、優(yōu)化了GC垃圾回收機(jī)制，提升了加解密性能。?

同時(shí)，因?yàn)楣夥悄苎矙z平臺(tái)在featurelist和批量獲取任務(wù)圖像數(shù)據(jù)方面經(jīng)常會(huì)存在性能瓶頸。因此，在編譯完成后，開(kāi)發(fā)人員還使用了鯤鵬DevKit性能分析工具針對(duì)巡檢任務(wù)、故障診斷等關(guān)鍵模塊——進(jìn)行了性能調(diào)優(yōu)，分析并逐一解決了熱點(diǎn)函數(shù)、線程調(diào)用等瓶頸問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)整體性能的提升，具體體現(xiàn)如下：?

• 系統(tǒng)性能分析：通過(guò)對(duì)CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)、磁盤(pán)使情況分析，發(fā)現(xiàn)服務(wù)器CPU使用率占比很高，并且進(jìn)程在不同的核上來(lái)回進(jìn)行切換，基于優(yōu)化建議改進(jìn)程序，將進(jìn)程與物理核進(jìn)行綁定，減少跨numa節(jié)點(diǎn)帶來(lái)的性能損失。?
• Java性能分析：結(jié)合平臺(tái)的Java方法采樣、線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)、老年代對(duì)象采樣等多種采樣分析方式，經(jīng)過(guò)調(diào)整垃圾回收器的配置策略，有效改善了查詢業(yè)務(wù)的吞吐量。?

【通過(guò)鯤鵬DevKit優(yōu)化（編譯器替換+調(diào)優(yōu)）光伏組件數(shù)據(jù)計(jì)算模塊的性能對(duì)比】?

通過(guò)上述的優(yōu)化分析，對(duì)比鯤鵬DevKit優(yōu)化前，平臺(tái)在AI輔助檢測(cè)定位、數(shù)字電站可視化等方面的效率得到極大提升，featurelist前期響應(yīng)時(shí)間為1033.25ms，調(diào)優(yōu)后時(shí)間縮短至606.73ms，整體提升41.28%；獲取任務(wù)圖像前期響應(yīng)時(shí)間為1369.39ms,調(diào)優(yōu)后時(shí)間縮短至606.73ms，整體提升44.5%。通過(guò)提升光伏組件數(shù)據(jù)計(jì)算模塊的性能，使得光伏智能巡檢平臺(tái)能夠有效降低運(yùn)維成本及發(fā)電量損失，更精準(zhǔn)高效的提升巡檢效率，進(jìn)一步優(yōu)化了前端數(shù)據(jù)加載速度和用戶體驗(yàn)。 ?

目前因諾科技「光伏智能巡檢平臺(tái)」已經(jīng)在全國(guó)多省市落地。該方案也在鯤鵬應(yīng)用創(chuàng)新大賽2022全國(guó)總決賽初創(chuàng)應(yīng)用賽道獲得了金獎(jiǎng)榮譽(yù)。這不僅驗(yàn)證了該平臺(tái)的高性能、高兼容性、完整性和成熟度等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，也標(biāo)志著因諾科技的光伏智能巡檢平臺(tái)在鯤鵬計(jì)算應(yīng)用創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)融合、市場(chǎng)應(yīng)用方面達(dá)到領(lǐng)先水平。?

作為鯤鵬計(jì)算產(chǎn)業(yè)生態(tài)重要伙伴，因諾科技已與古都鯤鵬生態(tài)創(chuàng)新中心建立長(zhǎng)期合作關(guān)系，配合鯤鵬計(jì)算的強(qiáng)大應(yīng)用開(kāi)發(fā)能力提升計(jì)算與開(kāi)發(fā)效率，推動(dòng)更多創(chuàng)新應(yīng)用的產(chǎn)生，幫助光伏電站在管理運(yùn)營(yíng)上更進(jìn)一步。?

未來(lái)，鯤鵬將繼續(xù)堅(jiān)持“硬件開(kāi)放、軟件開(kāi)源、使能伙伴，發(fā)展人才”的生態(tài)策略，通過(guò)最新的技術(shù)使能伙伴聯(lián)合創(chuàng)新，打造更具競(jìng)爭(zhēng)力的行業(yè)解決方案，促進(jìn)千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。?

鯤鵬原生開(kāi)發(fā)是指使用鯤鵬DevKit的原生開(kāi)發(fā)能力，如鯤鵬開(kāi)發(fā)框架（含場(chǎng)景化SDK）、編譯調(diào)試工具、云測(cè)服務(wù)、調(diào)優(yōu)&診斷工具等，在鯤鵬平臺(tái)上開(kāi)發(fā)新軟件/新功能，充分發(fā)揮鯤鵬架構(gòu)優(yōu)勢(shì)，從而獲得開(kāi)發(fā)效率/運(yùn)行性能提升。未來(lái)，鯤鵬DevKit將持續(xù)增強(qiáng)開(kāi)發(fā)體驗(yàn)、優(yōu)化工具能力，提升鯤鵬開(kāi)發(fā)效率，促進(jìn)千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。?