Innovative KI-Lösungen für die Sicherheit von Stromnetzen: Northpower und Sculpt im Einsatz
Die Zukunft der Netzwerksicherheit: Wie Northpower KI und Computer Vision zur Effizienzsteigerung einsetzt
Diese Blogbeitrag wurde in Zusammenarbeit mit Andreas Astrom von Northpower verfasst.
In der nordneuseeländischen Region Northland ist Northpower nicht nur ein bedeutender Anbieter von Elektrizität und Breitband-Internetdienstleistungen, sondern auch ein wichtiger Akteur im Bereich der Infrastrukturentwicklung. Mit über 1.400 Mitarbeitern und einer breiten Palette von Dienstleistungen in den Bereichen Energieübertragung, Verteilung, Erzeugung und Telekommunikation trägt Northpower aktiv zur Verbesserung der Lebensqualität und des Wohlstands in seiner Region bei.
Die Herausforderung in der Energiebranche
Die energiepolitische Landschaft steht an einem entscheidenden Wendepunkt: Der Druck zur Dekarbonisierung wächst sowohl von Seiten der Politik als auch der Öffentlichkeit. Ereignisse wie der tropische Zyklon Gabrielle verdeutlichen die Verwundbarkeit des Stromnetzes gegenüber extremen Wetterbedingungen, was die Notwendigkeit einer resilienten Infrastruktur unterstreicht. Stromverteilungsunternehmen (EDBs) wie Northpower sehen sich zudem mit der Herausforderung konfrontiert, dezentralisierte Energiesysteme wie Solaranlagen auf Dächern und großangelegte erneuerbare Energieprojekte zu integrieren. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, sind innovative Lösungen notwendig.
In diesem Zusammenhang möchten wir aufzeigen, wie Northpower in Partnerschaft mit ihrem Technologiepartner Sculpt KI-basierte Lösungen zur Identifizierung und Minimierung von Sicherheitsrisiken entwickelt hat. Insbesondere setzen sie Computer Vision und künstliche Intelligenz (KI) ein, um aus großen Datensätzen eine priorisierte Aufgabenliste für die Felddienste zu erstellen.
Die Herausforderung mit Strommasten
Ein zentrales Anliegen für Northpower ist die Sicherheit ihrer über 57.230 Strommasten. Viele dieser Masten sind mit sogenannten „Stay Wires“ gesichert, die extra Halt bieten. Diese Stay Wires sollten mit Isolatoren ausgestattet sein, um keine Sicherheitsrisiken für Mensch oder Tier darzustellen.
Die Herausforderung bestand darin, festzustellen, wie viele Masten tatsächlich ohne diese Isolatoren auskamen. Ohne verlässliche historische Daten war eine manuelle Inspektion dieser weitläufigen, ländlichen Infrastruktur zeit- und kostenintensiv. Um diese Effizienzprobleme zu lösen, wurden vorhandene digitale Datensätze sowie historische Papierberichte über 20 Jahre hinweg zur Datenanalyse herangezogen.
Die Lösung: KI und Computer Vision
Northpower entschied sich für den Einsatz von Amazon SageMaker, einem vollständig verwalteten Dienst, der Entwicklern und Data Scientists hilft, Machine-Learning-Modelle zu erstellen, zu trainieren und bereitzustellen. Durch die Verwendung von Amazon SageMaker Studio und dem PyTorch-Framework konnten sie ein Objekterkennungsmodell entwickeln.
Datenaufbereitung
Ein besonderer Fokus lag auf der annotierten Bilddatenbank, wo Freiwillige von Northpower über 10.000 Bilder mit Bounding Boxes um Stay Wires und Isolatoren erstellten. Diese Daten bilden die Grundlage für das Training des KI-Modells.
Model Training und Validierung
Das Team nutzte Amazon SageMaker Studio, um ein vortrainiertes Objekt-Erkennungsmodell zu verfeinern, indem es die Daten der Vorbereitungsphase verwendete. Diese maßgeschneiderte Lösung ermöglichte es, eine hohe Effizienz und Genauigkeit zu erreichen.
Ergebnisse und Vorteile
Der Einsatz des trainierten Modells zur Identifizierung von Sicherheitsrisiken ermöglichte es Northpower, eine erheblich reduzierte Anzahl an Masten vor Ort zu inspizieren. Final wurden 31 Masten als kritisch eingestuft und benötigten Isolatoren, während 110 weitere zur eingehenden Überprüfung anstanden – ein riesiger Fortschritt in der Effizienz, der die Kosten und den CO2-Ausstoß erheblich senkte.
Fazit
Northpower hat mit dem Einsatz modernster Technologien wie KI und Computer Vision bedeutende Fortschritte in der Sicherheit ihrer Infrastruktur erzielt. Die Integration von Amazon SageMaker ermöglicht es Unternehmen, schnell auf Herausforderungen zu reagieren und gleichzeitig sicherzustellen, dass die öffentlichen Sicherheitsrisiken proaktiv angegangen werden. Die Zukunft sieht vielversprechend aus; Unternehmen, die in technologischen Innovationen investieren, setzen neue Standards in der Sicherheit.
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Über die Autoren
Scott Patterson ist Senior Solutions Architect bei AWS, während Andreas Astrom als Leiter für Technologie und Innovation bei Northpower tätig ist. Gemeinsam setzten sie innovative Lösungen um, die nicht nur die Effizienz steigern, sondern auch zur Sicherheit der Gemeinden in Northland beitragen.