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軌道智能軌道巡檢機(jī)器人在配電室中的運(yùn)用初探
1 配電室現(xiàn)狀
目前配電室的運(yùn)行管理方式為傳統(tǒng)的站內(nèi)巡檢、手工紙質(zhì)化抄表為主的傳統(tǒng)粗放式管理。在傳統(tǒng)模式下，無(wú)法有效獲取變電站運(yùn)行的全量信息，容易造成管理上的盲區(qū)；站內(nèi)信息化程度相對(duì)落后、管理效率低下。
可以歸納總結(jié)為以下幾點(diǎn)：
1.1單站運(yùn)行的安全可靠性保障存在隱患
對(duì)于7X24小時(shí)不間斷運(yùn)行的封閉配電室環(huán)境來(lái)說(shuō)，有限的人力無(wú)法同時(shí)監(jiān)控多達(dá)數(shù)百路的數(shù)據(jù)，人為經(jīng)驗(yàn)式預(yù)警也難以滿足全面、精準(zhǔn)、及時(shí)的要求：用傳統(tǒng)的人力定期巡檢的方式去管理實(shí)時(shí)運(yùn)行的整個(gè)供電系統(tǒng)，必定存在周期性管理盲區(qū)，進(jìn)而隱含諸多安全隱患；在數(shù)據(jù)信息不完整的條件下，不利于故障的及時(shí)預(yù)警、分析及判斷。
1.2值班人員管理效率較為低下
大量人力覆蓋在枯燥密閉且存在一定噪音和電磁輻射污染的孤島式變電站環(huán)境，對(duì)其到崗情況、工作狀態(tài)、工作成效等無(wú)法做到及時(shí)有效的掌握。另外，當(dāng)面臨人員更替時(shí)，目前的紙質(zhì)資料記錄和人為經(jīng)驗(yàn)式管理模式，無(wú)法使個(gè)站特性、知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)形成有效、連續(xù)傳遞，同時(shí)新進(jìn)人員也難以 在短期內(nèi)全面梳理、掌握供配電情況。
1.3運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性不足
缺乏配電室全量信息采集手段，大量有價(jià)值的數(shù)據(jù)斷點(diǎn)式地休眠于紙質(zhì)資料中，無(wú)法形成直觀、連續(xù)有效、多維度、可分析的體系性數(shù)據(jù)，無(wú)法做到精細(xì)化管理，不能為管理優(yōu)化、節(jié)能降耗、修試、技改升級(jí)提供依據(jù)和支撐。
1.4電力行業(yè)電工人力資源不足、從業(yè)人員水平參差不齊
配電室運(yùn)營(yíng)成本髙、管理難度大，直接影響到用電安全綜合以上各種因素，傳統(tǒng)配電室的運(yùn)行模式在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中弊端越來(lái)越明顯，在互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的今天，如何改變這一現(xiàn)狀，提升配電室的運(yùn)行安全和降低運(yùn)營(yíng)成本也就逐漸被用電企業(yè)提上了日程。
為此，配電室值班機(jī)器人這一新的運(yùn)維設(shè)備也就應(yīng)運(yùn)而生。充分利用互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，把企業(yè)對(duì)值班電工的需要與互聯(lián)網(wǎng)思維結(jié)合在一起，滿足市場(chǎng)和用戶在配電室運(yùn)維管理中對(duì)電工、對(duì)安全以及降低成本和節(jié)能減排的需求。
2智能軌道巡檢機(jī)器人的概述
智能軌道巡檢機(jī)器人利用智能語(yǔ)音識(shí)別、移動(dòng)終端和中控端控制巡檢機(jī)器人行走到指定位罝，通過(guò)關(guān)鍵技術(shù)準(zhǔn)確獲取外界環(huán)境信息，檢測(cè)對(duì)象相應(yīng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，并將相關(guān)數(shù)據(jù)采集收集傳輸?shù)娇蛻舳�，是一種適應(yīng)于多種環(huán)境下具備多種功能的移動(dòng)設(shè)備。
3智能軌道巡檢機(jī)器人在配電室的應(yīng)用探討
智能軌道巡檢機(jī)器人能夠在配電室實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)控、數(shù)據(jù)讀取、安全防護(hù)功能，并通過(guò)制圖定位、導(dǎo)航和避障功能完成生產(chǎn)值守、巡檢等工作。其在配電室無(wú)人值守模式的應(yīng)用
主要包括：
3.1生產(chǎn)數(shù)據(jù)數(shù)字化
智能軌道巡檢機(jī)器人使用圖像識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)所需各類指針式儀表、數(shù)宇式儀表數(shù)值的智能讀取，完成數(shù)據(jù)的分類記錄、存儲(chǔ)；通過(guò)站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)與站庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)整合，補(bǔ)充系統(tǒng)數(shù)據(jù)的不足，形成完整的電數(shù)字格式數(shù)據(jù)。應(yīng)用智能軌道巡檢機(jī)器人可以有效彌補(bǔ)生產(chǎn)參數(shù)檢測(cè)的不足，解決因現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件限制傳感器無(wú)法安裝，導(dǎo)致生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)控不足的問(wèn)題，減少了改造對(duì)生產(chǎn)的影響，降低了生產(chǎn)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)及實(shí)施無(wú)人值守的難度。
3.2安防管理
智能軌道巡檢機(jī)器人使用圖像識(shí)別、人臉識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)配電室工作人員、外來(lái)人員及其他物體的智能識(shí)別，數(shù)據(jù)上傳安防系統(tǒng)，對(duì)各類人員的出入情況形成完整日志和圖像等信息的備份，對(duì)異常闖入情況進(jìn)行報(bào)警，提髙配電室安防的能力，降低生產(chǎn)安防風(fēng)險(xiǎn)及實(shí)施無(wú)人值守的難度。
3.3工作環(huán)境監(jiān)測(cè)
智能軌道巡檢機(jī)器人使用狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)，可對(duì)配電室內(nèi)各種介質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)系統(tǒng)形成生產(chǎn)監(jiān)測(cè)日志，預(yù)判風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，進(jìn)行及時(shí)的遠(yuǎn)程報(bào)警，可以有效彌補(bǔ)配電室數(shù)字化管理中工況檢測(cè)的不足，降低了生產(chǎn)運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)及實(shí)施無(wú)人值守的 難度。
3. 4設(shè)備監(jiān)護(hù)
智能軌道巡檢機(jī)器人使用紅外熱成像、聲音識(shí)別等技術(shù)，對(duì)配電室設(shè)備的運(yùn)行溫度、震動(dòng)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，完成設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的分類記錄、存儲(chǔ)，并形成生產(chǎn)檢測(cè)日志，實(shí)現(xiàn)了對(duì)配電室設(shè)備運(yùn)行有效監(jiān)測(cè)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)故障的預(yù)判，及時(shí)發(fā)出預(yù)警，有效避免設(shè)備損壞及生產(chǎn)事故。
另外，智能軌道巡檢機(jī)器人使用可視化溫度識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)變配電主要設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測(cè)，完成設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的分類記錄、存儲(chǔ)，并形成生產(chǎn)檢測(cè)日志，在設(shè)備異常運(yùn)行時(shí)及時(shí)報(bào)警，提高了設(shè)備故障排查、維護(hù)效率，可有效避免電氣設(shè)備損壞及供電事故。
3.5日常巡檢及生產(chǎn)值守
智能軌道巡檢機(jī)器人使用制圖定位導(dǎo)航、智能避障技術(shù)，正常情況下按照預(yù)定程序在配電室進(jìn)行自由巡檢，巡檢后回到值班室值班，監(jiān)控配電室系統(tǒng)運(yùn)行，當(dāng)系統(tǒng)異常時(shí)及時(shí)報(bào)警，替代了員工的巡檢值班工作。
4應(yīng)用實(shí)例
4.1配電室巡檢機(jī)器人的結(jié)構(gòu)
在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，安裝了無(wú)邊框的PTZ攝像機(jī)和控制系統(tǒng)。
這款攝像機(jī)采用小型壓鑄鋁封裝的紅外圖像傳感器，可適用于惡劣環(huán)境。攝像機(jī)的平移和傾斜角度分別為360°和105°。 因此，在配電室中，攝像機(jī)比多個(gè)固定攝像機(jī)能提供更大的采集圖像范圍。在傾斜軸上裝有小型紅外溫度傳感器和激光傳感器。當(dāng)攝像機(jī)平移或傾斜時(shí)，溫度傳感器可以檢測(cè)攝像機(jī)拍攝圖像中激光所掃描物體的溫度。
機(jī)器人控制系統(tǒng)的配罝包括機(jī)器人上的電氣控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程操作和監(jiān)視器。電氣控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)機(jī)器人的移動(dòng)和信號(hào)處理。傳感器包括氣體傳感器（C0、CH4、C02、02)、溫度傳感器、紅外距離傳感器和超聲波傳感器。
4.2機(jī)器人的操作程序
巡檢機(jī)器人所面臨的復(fù)雜任務(wù)會(huì)因配電室環(huán)境的差異而有所不同。但是，它們?cè)趦蓚�(gè)方面是相似的：（1)需要考慮放或吊的程序；（2)應(yīng)考慮巡檢程序。
對(duì)于一個(gè)700mmX700nun的巡檢通道，對(duì)于機(jī)器人的檢測(cè)方法，數(shù)據(jù)采集過(guò)程如下：首先，攝像機(jī)捕獲一幀圖像，然后，通過(guò)圖像處理算法識(shí)別出通道的路徑。如果通道被阻 塞，機(jī)器人將停止并將通逬狀態(tài)反饋給監(jiān)視器。否則，機(jī)器人將根據(jù)圖像處理結(jié)果規(guī)劃其移動(dòng)路徑。同時(shí)，及時(shí)收集C0、CH4、C02、02等氣體濃度。
由于火災(zāi)事故通常是由配電設(shè)備或電纜的高溫引起，因此機(jī)器人對(duì)配電設(shè)備和電纜溫度的檢測(cè)非常重要。必須檢測(cè)配電設(shè)備及沿線電纜上各點(diǎn)的溫度。所有的溫度檢測(cè)都是由圖像幀中的激光光點(diǎn)位置自動(dòng)完成。因此，如果機(jī)器人需要檢測(cè)配電設(shè)備和電纜的溫度時(shí)，機(jī)器人的主驅(qū)動(dòng)輪將首先停止。
然后，PTZ攝像機(jī)將平移軸和傾斜軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)激光所掃描設(shè)備及電纜的圖像中被識(shí)別為亮點(diǎn)時(shí)，紅外溫度傳感器將測(cè)量該點(diǎn)周圍的溫度。不僅配電設(shè)備和電纜的溫度和氣體的濃度存儲(chǔ)在機(jī)器人的存儲(chǔ)器中，而且數(shù)據(jù)通過(guò)監(jiān)視器傳輸給遠(yuǎn)程操作人員。如果溫度或氣體濃度不在安全范圍內(nèi)，將輸出一個(gè)警告信號(hào)，機(jī)器人將沿原路徑返回。
5結(jié)語(yǔ)
綜上所述，配電室是電力生產(chǎn)主要單元之一，具有影響安全運(yùn)行的因素多、風(fēng)險(xiǎn)高，事故損失大、破壞性強(qiáng)的特點(diǎn)。通過(guò)應(yīng)用智能軌道巡檢機(jī)器人保障配電室無(wú)人值守具有重要意義。智能軌道巡檢機(jī)器人可通過(guò)移動(dòng)方式解決特殊節(jié)點(diǎn)、特殊生產(chǎn)參數(shù)的檢測(cè)，可以作為無(wú)人值守配電室的運(yùn)行保障，降低安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。
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