智能機(jī)器人巡檢技術(shù)在油田無人值守機(jī)房的應(yīng)用研究

王煒 金改莉

摘要：隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，長慶油田已邁向數(shù)字化管理模式，實現(xiàn)了辦公系統(tǒng)的自動化、生產(chǎn)指揮的信息化、遠(yuǎn)程控制的數(shù)字化。這些應(yīng)用系統(tǒng)背后強(qiáng)大的支撐平臺就是通信網(wǎng)絡(luò)，通信網(wǎng)絡(luò)的運行質(zhì)量，是油田數(shù)字化管理的關(guān)鍵。為了確保通信網(wǎng)絡(luò)暢通，通常情況下通信機(jī)房實行24小時值守，并定時對機(jī)房環(huán)境安全和各設(shè)備運行進(jìn)行巡檢。傳統(tǒng)的機(jī)房巡檢依靠人力完成，容易出現(xiàn)紕漏，隨著智能機(jī)器人的出現(xiàn)，由智能機(jī)器人進(jìn)行巡檢，實現(xiàn)通信機(jī)房無人值守，不僅提高了巡檢效率，同時還節(jié)省了人力。本文對機(jī)器人巡檢技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析研究，為無人值守機(jī)房實現(xiàn)機(jī)器人巡檢提供可行性方案。

關(guān)鍵詞：無人值守機(jī)房;智能機(jī)器人;巡檢

1 引言

現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展日新月異，長慶油田在數(shù)字化管理方面與時俱進(jìn)。近年來隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，人員緊缺矛盾日益突出，智能化管理在長慶油田顯得尤為重要，通過智能化管理模式，減少日常設(shè)備運維的工作量進(jìn)而減少對用工的需求，是緩解人員減少的一種有效措施。安全巡檢是保障通信機(jī)房正常運行的重要手段，傳統(tǒng)模式依靠人力進(jìn)行巡檢，由于技術(shù)水平、責(zé)任心、工作經(jīng)驗、工作環(huán)境因素，特別是夜間，很容易發(fā)生巡視不到位、不定時、漏巡漏檢等現(xiàn)象，當(dāng)通信機(jī)房出現(xiàn)環(huán)境安全隱患或設(shè)備運行故障時不能及時發(fā)現(xiàn)，給企業(yè)造成一定的損失。隨著智能機(jī)器人的誕生，由智能機(jī)器人對通信機(jī)房進(jìn)行巡檢已經(jīng)成為現(xiàn)實，智能機(jī)器人不僅提高了巡檢效率，同時能及時發(fā)現(xiàn)潛在安全隱患，及時發(fā)現(xiàn)通信設(shè)備運行故障，為通信系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行奠定基礎(chǔ)。本文對如何利用機(jī)器人巡檢技術(shù)進(jìn)行研究，為無人值守機(jī)房的建設(shè)提供參考。

2 機(jī)器人巡檢的必要性

（1）信息技術(shù)發(fā)展的需求。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，通信規(guī)模及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不斷擴(kuò)大，對機(jī)房的配套設(shè)施也提出了更高的要求，基于現(xiàn)代信息技術(shù)的生產(chǎn)調(diào)度指揮和辦公自動化系統(tǒng)，一旦發(fā)生故障，其后果將十分嚴(yán)重。人工值守存在巡檢不及時、巡檢不到位，無法及時發(fā)現(xiàn)所存在的潛在隱患等諸多弊端。因此，運用智能機(jī)器人代替人工巡檢，實現(xiàn)機(jī)房無人值守是信息技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。

（2）提高工作效率的需要。通信機(jī)房巡檢是實現(xiàn)安全運行的重要前提，傳統(tǒng)的人工巡檢存在周期長，一般規(guī)定為兩小時巡檢制度，值班人員由于工作量飽和，很難在第一時間發(fā)現(xiàn)運行中的隱患，造成重大通信阻斷，可能會對安全生產(chǎn)造成損失。通過智能機(jī)器人巡檢對于提高巡檢效率、全面降低巡檢誤差、節(jié)約人力資源，降低運營成本具有重要意義。

（3）對歷史運營數(shù)據(jù)分析的需要。傳統(tǒng)人工巡檢方式的巡檢記錄均為紙質(zhì)材料，并且數(shù)據(jù)量較大，如果需要對某一點的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，不僅不便于查找，在分析中極易產(chǎn)生誤差，給機(jī)房安全運行造成潛在隱患。不利于對運行故障質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計分析。而智能機(jī)器人巡檢實現(xiàn)了自動記錄、自動分析，自動統(tǒng)計功能，可為管理決策提供數(shù)據(jù)支撐。

3 無人值守機(jī)房智能機(jī)器人巡檢技術(shù)應(yīng)用設(shè)計

（1）智能巡檢機(jī)器人。智能機(jī)器人巡檢要集日常巡檢、設(shè)備監(jiān)控、機(jī)房環(huán)境、火災(zāi)預(yù)警、市電情況、故障預(yù)警和報警等數(shù)據(jù)采集及傳輸與一體，實時向控制中心傳輸巡檢數(shù)據(jù)并接收控制發(fā)出的巡檢指令，當(dāng)出現(xiàn)險情時向錄入手機(jī)傳遞信息。智能機(jī)器人應(yīng)具備設(shè)計簡單、維護(hù)方便、操作靈活、智能充電等功能，能夠滿足巡檢、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。智能巡檢機(jī)器人必須具備直行、轉(zhuǎn)彎、停止、巡視角度變換及自動充電等功能。

（2）尋址多維數(shù)字化。尋址多維數(shù)字化構(gòu)建主要是基于定位導(dǎo)航和路徑規(guī)劃系統(tǒng)、同步定位于地圖構(gòu)建系統(tǒng)、定位系統(tǒng)輔助功能等功能模塊構(gòu)成，通過上述系統(tǒng)模塊的構(gòu)建，使智能機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)無軌行走及按照規(guī)劃設(shè)定的時間和路線行走開展巡查工作，在尋址多維數(shù)字化系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)采用電子標(biāo)簽輔助定位系統(tǒng)，實現(xiàn)無人值守機(jī)房智能機(jī)器人巡檢行走的精準(zhǔn)定位。

（3）設(shè)備狀態(tài)識別與報警系統(tǒng)。對智能巡檢進(jìn)行精準(zhǔn)定位后，要對機(jī)柜內(nèi)部服務(wù)器及運行設(shè)備不同高度的報警指示燈進(jìn)行視覺識別設(shè)計，巡檢智能機(jī)器人巡檢時可通過所攜帶攝像頭角度變化進(jìn)行全方位的監(jiān)測掃描，當(dāng)發(fā)生與系統(tǒng)設(shè)計不相符的異常燈光圖像時，智能巡檢機(jī)器人通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將信號傳送至控制中心、自動存儲并發(fā)出報警信號，同時以短信的形式自動輸出故障信息，以利于維護(hù)人員快速反應(yīng)。設(shè)計中，要將煙霧傳感器、溫度控制器與報警裝置實施聯(lián)動，在一定條件下自動開啟并報警，以保證通信設(shè)備的安全穩(wěn)定運行及機(jī)房環(huán)境安全。

（4）智能巡檢。智能巡檢機(jī)器人對無人值守機(jī)房的定時巡檢，主要包括：巡檢計劃、巡檢內(nèi)容、巡檢方式、巡檢間隔時間、巡檢線路、數(shù)據(jù)傳輸方式等。智能巡檢機(jī)器人可按照設(shè)計的巡檢路線及巡檢方式對機(jī)房進(jìn)行全方位、無死角的動態(tài)巡檢，對巡檢數(shù)據(jù)實時回傳并存儲，實現(xiàn)通信機(jī)房全過程的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化管理。

（5）數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。按時間區(qū)間顯示各監(jiān)測數(shù)據(jù)折線圖：展示定義時間內(nèi)所采集到的數(shù)據(jù)信息的走勢，可按設(shè)備、檢測點、時間篩選不同展示項目，繪制關(guān)鍵設(shè)備運行、設(shè)備報警、溫度報警、環(huán)境報警等數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖表。

（6）聲音識別。機(jī)器人內(nèi)置的聲音傳感器可以監(jiān)測空調(diào)壓縮機(jī)、PDU配電柜、UPS報警聲、室內(nèi)變壓器等設(shè)備異常聲音。包括監(jiān)測機(jī)房內(nèi)環(huán)境的高頻和低頻聲音。

（7）溫度識別。自動檢測設(shè)備表面溫度分布，判定設(shè)備工作狀態(tài)。包括機(jī)房環(huán)境溫度以及設(shè)備表面溫度。當(dāng)局部溫度超出設(shè)定值時，系統(tǒng)發(fā)出告警信息，防止過熱引起的設(shè)備損壞及環(huán)境溫度過高引起火災(zāi)。

（8）自動充電功能。充電是實現(xiàn)智能機(jī)器人自動完成巡檢工作的基礎(chǔ)，智能巡檢機(jī)器人是移動設(shè)備，需要有電源作動力支撐，根據(jù)智能巡檢機(jī)器人的工作環(huán)境和工作性能，要求必須具有穩(wěn)定的電源電壓、供電傳感器模塊要求能量密度高、重量輕、內(nèi)阻小并可多次反復(fù)充電。如果電源能量不足時，服務(wù)器會發(fā)出充電指令，智能巡檢機(jī)器人能夠自動行走到充電樁進(jìn)行自主充電，電量飽和后自動斷開充電裝置，完全實現(xiàn)自主化管理。

綜上所述，對通信機(jī)房實施無人值守和智能機(jī)器人巡檢，既可以降低運行維護(hù)成本、提高巡檢工作效率和巡檢準(zhǔn)確率，同時由于實時監(jiān)測報警，實現(xiàn)了機(jī)房維護(hù)工作的快速反應(yīng)。試驗證明，無人值守機(jī)房智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)的建立，可以有效縮短巡檢周期，巡檢效率是人工巡檢的10倍以上，漏檢率為零，具有廣泛的應(yīng)用推廣價值。

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