變電站智能巡檢機器人應(yīng)用探討

黃強

摘要：智能機器人在變電站的日常運維中應(yīng)加強功能，掌握躲避障礙、生成圖譜以及自主充電的功能，同時應(yīng)對機器人定期清潔、靈活運用，不段提高變電站的工作效率。本文主要對變電站智能巡檢機器人應(yīng)用進行了分析研究。

關(guān)鍵詞：變電站;巡檢機器人;具體應(yīng)用

引言

我國變電站巡檢機器人的起步相對較晚，但是經(jīng)過科研人員的研究與分析，使得變電站巡檢機器人在具體的發(fā)展相對較快，也較為順利，部分技術(shù)，如模式識別、導(dǎo)航定位和智能分析等技術(shù)，已經(jīng)取得國際領(lǐng)先水平，對變電站巡檢機器人的普及具有積極意義。當前，國內(nèi)諸多電力企業(yè)均對變電站巡檢機器人應(yīng)用技術(shù)進行利用，并將其與其他技術(shù)相融合，形成了智能型系統(tǒng)，如視覺模式識別、多傳感器融合等技術(shù)，為變電站的穩(wěn)定運行奠定了基礎(chǔ)。

1變電站巡檢機器人的系統(tǒng)分析

變電站巡檢機器人是一種符合當前變電站無人值守需求的重要系統(tǒng)，有效地改善了傳統(tǒng)變電站巡檢工作，能夠減少人工勞作強度，并提高巡檢效率，符合變電站發(fā)展需求。在具體系統(tǒng)構(gòu)建中，所涉及的內(nèi)容包括移動站和基站。其中，移動站是實現(xiàn)巡檢的關(guān)鍵，主要有移動車體、移動運動控制系統(tǒng)、信息傳遞系統(tǒng)。在工作過程中，由移動站實現(xiàn)對變電站電氣設(shè)備信息的采集，并借助通信系統(tǒng)，將所采集的數(shù)據(jù)信息傳遞到基站。基站則包括監(jiān)控主站、網(wǎng)絡(luò)集線器、交換主機、打印機等設(shè)備，它不僅可以實現(xiàn)對所采集數(shù)據(jù)的分析，還可以實現(xiàn)對移動站的管理和控制等，其對巡檢機器人的有效運行具有積極作用。在巡檢機器人系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，需要保障巡檢機器人具備合理的巡檢方式，其中選件方式可分為全自主定時巡檢和遠程遙控巡檢。每種巡檢方式均具備其相應(yīng)的特點：（1）全自主定時巡檢。這種巡檢方式是預(yù)先設(shè)定巡檢時間和巡檢線路，待達到預(yù)定時間后，巡檢機器人則可按照預(yù)定設(shè)計的軌跡進行巡檢。當巡檢機器人精確地停靠在預(yù)先設(shè)定的位置后，實現(xiàn)對設(shè)備的檢測，并傳輸設(shè)備的狀態(tài)信息。巡檢完成后，機器人自動回到充電室充電。（2）遠程遙控巡檢。遠程遙控巡檢是借助鼠標或鍵盤實現(xiàn)對機器人的控制，使之脫離預(yù)先設(shè)定的運行軌跡，并達到目標位置?？山柚{(diào)整云臺、可見光和紅外攝像儀等實現(xiàn)對電氣設(shè)備的檢測，并實現(xiàn)信息的遠程傳遞，進而實現(xiàn)遠程遙控巡檢。2種巡檢方式各自有各自的優(yōu)勢，通常情況下聯(lián)合使用。在特殊情況下需要對特定設(shè)備進行巡檢時，則使用遠程遙控巡檢，通常選擇全自主定時巡檢。從而保障變電站巡檢機器人的功能性與可靠性，降低電氣設(shè)備的安全隱患，實現(xiàn)變電站的整體服務(wù)能力提升。

2變電站智能巡檢機器人應(yīng)用

2.1加強功能，定期清潔

智能機器人在變電站的主要工作是巡檢，即巡視及檢查。巡檢工作的重點在于要勤、要細、要全面。所以要求變電站的智能機器人要具有可視化功能，不僅能在夜晚進行巡檢工作，還能對檢查的數(shù)據(jù)進行整理歸納，完全滿足工作要求。智能機器人的可視化功能主要分兩部分：在可見光下巡視和夜晚的紅外測溫。除了對機器人的可視化功能進行加強以外，要組織運維人員定期對機器人的攝像頭及站內(nèi)表計表面進行清潔維護，保證數(shù)據(jù)讀取清晰可靠。

2.2躲避障礙，自主充電

智能機器人一般采用激光視覺傳感器或超聲檢測系統(tǒng)進行導(dǎo)航及路線選擇，保證機器人在工作環(huán)境下不因撞擊障礙物受損。激光視覺傳感器是指機器人能通過激光來導(dǎo)航、定位及躲避障礙;超聲檢測系統(tǒng)是指機器人能通過發(fā)射超聲波鎖定障礙物，如果行進中遇到難以躲避的障礙物，機器人會向后臺控制中心發(fā)出信號，控制人員來清理障礙物。這樣的系統(tǒng)不僅能夠使機器人在投入工作時有效避開各種障礙，還不需要建設(shè)特殊的機器人通道。另外，對于機器人避障功能可以進行優(yōu)化改進，將目前機器人遇到障礙停留在原地的現(xiàn)象改為遇障后重新規(guī)劃巡視路線，默認目前巡視路線有工作圍欄自行選擇其他路線繼續(xù)執(zhí)行巡視任務(wù);對于機器人的電力續(xù)航問題，可以安裝自主充電裝置，在電量低于設(shè)定值時，機器人可以自主充電。

2.3生成圖譜，提高效率

在變電站的日常運維中，智能機器人除了具有巡檢的功能性之外，還具有周期性，這種周期性是人為設(shè)定的，通過對智能機器人設(shè)置定時任務(wù)，對監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進行周期性采集。例如，某一變電站將任務(wù)分為四個區(qū)域，任務(wù)周期設(shè)置為一天，每個區(qū)域的智能機器人在白天進行可見光巡視，通過對油位計、溫度表、電流表及計數(shù)器等進行拍攝捕捉，形成可見光圖譜;其在夜晚進行紅外測溫任務(wù)，如在不同設(shè)備的不同位置設(shè)置檢查點，全方位進行紅外監(jiān)測，也要形成相應(yīng)的紅外圖譜。對于傳統(tǒng)的人工巡視，智能機器人的應(yīng)用無疑帶來了很多便利，不僅能把運維人員的雙手從采集及整理數(shù)據(jù)中解放出來，還能增加數(shù)據(jù)的可靠性，提高了運維工作的效率，也提升了工作的質(zhì)量。

2.4靈活運用，缺陷跟蹤

針對變電站出現(xiàn)的問題應(yīng)將智能機器人靈活運用，充分發(fā)揮其在實際工作中的作用。目前變電站機器人的圖像識別功能只能通過后臺系統(tǒng)界面查看，如果現(xiàn)場需要使用機器人對某設(shè)備進行巡視檢查，就無法在現(xiàn)場進行查看數(shù)據(jù)及分析報告，可以在機器人本體安裝觸摸型顯示屏，就像手機屏幕一樣實現(xiàn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)查閱;另外對于機器人巡視發(fā)現(xiàn)的異?；驍?shù)據(jù)識別誤差引起的異常報告信息，目前只能通過后臺系統(tǒng)查閱，還無法實現(xiàn)移動互聯(lián)的數(shù)據(jù)在線告警或提示，可以增加機器人實施巡視數(shù)據(jù)異常告警傳送到指定的手機或移動端平臺進行監(jiān)控;對某些故障問題進行處理時，可以在壓力表旁派遣機器人，對缺陷進行跟蹤，查看壓力的實時情況及設(shè)備的壓力變化等，使維修人員能清晰準確的看到該設(shè)備壓力的實時變化數(shù)據(jù)，針對變化掌控維修進度，既增強了數(shù)據(jù)的可觀性，也減少了人力物力的浪費，提升問題處理速度，為設(shè)備的維修匯報總結(jié)工作提供數(shù)據(jù)，充分利用機器人解放人力，提高工作效率。

3發(fā)展趨勢

變電站巡檢機器人未來發(fā)展重點將會集中在以下幾個方面。（1）小型化、輕量化：目前機器人在變電站巡檢道路上因體積較大引起的移動或轉(zhuǎn)向不靈活，影響探測效率。小型化的機器人本體設(shè)計已經(jīng)成為一個趨勢，國內(nèi)一些公司和研究機構(gòu)已經(jīng)率先開發(fā)了幾款小型的巡檢機器人。機器人擁有小型化的本體，減輕了自身的重量，功耗降低，機動性增強，具有更加良好的環(huán)境適應(yīng)能力，同時也節(jié)約了研發(fā)的成本。（2）激光和視覺SLAM導(dǎo)航相結(jié)合，各取其優(yōu)勢處，在弱光環(huán)境下使用激光SLAM進行輔助，同時VSLAM在強光范圍獲取豐富的紋理信息為激光SLAM提供點云匹配。（3）不停車巡檢：目前機器人的巡檢過程為停車巡檢，其一般需要以下幾個步驟。走到預(yù)位置，調(diào)整攝像頭位置進行數(shù)據(jù)采集，采集完成后走到下一位置。這一個過程無疑在整個變電站設(shè)備巡檢中浪費了大量的停車采集圖像的時間。若要不停車巡檢，則需解決巡檢機器人行進過程中因云臺抖動造成目標圖像失真模糊、障礙物難以捕捉等問題。這一改進方法具體解決方案可以通過改進圖像識別算法的研究以及增加車輛本體避震結(jié)構(gòu)的設(shè)計來減小車輛移動、震動對圖像攝取的影響。

結(jié)束語

綜上所述，變電站設(shè)備是保障變電站穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)，但是在實際的運行中，其容易受到多種因素的影響而處于不良狀態(tài)，進而導(dǎo)致設(shè)備的安全性問題，甚至威脅變電站的功能性與可靠性。而變電站巡視機器人應(yīng)用技術(shù)則可代替人工巡檢的方式，其具有極高的效率，可以實現(xiàn)自動化巡檢，對提高設(shè)備穩(wěn)定性具有積極意義?；诖?，本文展開對巡檢機器人應(yīng)用技術(shù)的分析，旨在推動變電站的服務(wù)能力，為相關(guān)人員提供參考。

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