鐵路牽引變電所基于智能移動(dòng)機(jī)器人智能運(yùn)維管理體系建設(shè)構(gòu)想

文/劉方

牽引變電所是鐵路機(jī)車(chē)供電的來(lái)源，是保障鐵路運(yùn)行的基本環(huán)節(jié)，經(jīng)過(guò)多年的改造和發(fā)展，牽引變電所在我國(guó)大部分的鐵路線路中已經(jīng)得到了合理的覆蓋，無(wú)人值班牽引變電所在鐵路運(yùn)行中的應(yīng)用也得到了極大的普及，進(jìn)而提高了牽引變電所的運(yùn)行效率。隨著數(shù)字化、智能化的發(fā)展，四遙（遙控、遙測(cè)、遙信、遙調(diào)）功能已經(jīng)基本可靠，通過(guò)增加遙視功能，可逐步實(shí)心牽引變電所的無(wú)人化建設(shè)條件。在從“無(wú)人值班”向“無(wú)人值守”的轉(zhuǎn)變過(guò)程中，不僅要解決設(shè)備和技術(shù)上的問(wèn)題，還要深入分析日常運(yùn)行和維護(hù)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，以對(duì)無(wú)人值守牽引變電所實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理。

1 無(wú)人值班牽引變電所的運(yùn)行模式

真正了解無(wú)人值班牽引變電所的運(yùn)行模式，必須對(duì)“無(wú)人值班”能夠正確理解，“無(wú)人值班”并不是真正脫離鐵路工作人員的管理，而是借助技術(shù)設(shè)備，通過(guò)人與機(jī)器之間的合理協(xié)調(diào)來(lái)保障牽引變電所的正常運(yùn)行。在部分情形下，牽引變電所在經(jīng)過(guò)無(wú)人值班的改造之后，還需要配備現(xiàn)場(chǎng)值班人員，以確保設(shè)備隱患能夠徹底被檢測(cè)出來(lái)，從而保證牽引變電所的安全運(yùn)行。按照目前牽引變電所的設(shè)計(jì)，其運(yùn)行模式在層級(jí)上可以分為四級(jí)。最上層一級(jí)是總調(diào)度所，其下一層可以分為若干個(gè)調(diào)度臺(tái)。調(diào)度臺(tái)下屬操作臺(tái)和巡檢隊(duì)負(fù)責(zé)各個(gè)牽引變電所的具體工作。

操作隊(duì)可以設(shè)在對(duì)應(yīng)的調(diào)度所和供電段，其作用主要是負(fù)責(zé)本轄段無(wú)人值班變電所的遙控、遙測(cè)，填寫(xiě)運(yùn)行日志和事故異常、處理記錄，并對(duì)異常現(xiàn)象進(jìn)行分析判斷，確保供電調(diào)度能夠?qū)崟r(shí)掌握運(yùn)行情況。巡檢隊(duì)一般設(shè)在變電所所在地的供電車(chē)間，其負(fù)責(zé)定期巡查所轄變電站內(nèi)的設(shè)備、設(shè)施和工具等，在常規(guī)年檢時(shí)，配合檢修車(chē)間辦理安全措施。在一些位置比較偏僻的變電所，還應(yīng)當(dāng)設(shè)立達(dá)到運(yùn)維要求的值守人員，以便在巡檢人員無(wú)法及時(shí)達(dá)到時(shí)，處理各項(xiàng)臨時(shí)故障。操作隊(duì)和巡檢隊(duì)需要堅(jiān)持24小時(shí)值班制度，并接受供電調(diào)度的指揮。

2 智能巡檢機(jī)器人應(yīng)用探索

2015年10月，國(guó)自“輪式智能機(jī)器人巡測(cè)運(yùn)維管理系統(tǒng)”率先在上海鐵路局杭州供電段新上虞牽引所正式投入使用，實(shí)現(xiàn)人工巡檢到機(jī)器人智能巡測(cè)的跨越。該智能巡測(cè)運(yùn)維管理系統(tǒng)核心采用一套國(guó)自輪式移動(dòng)機(jī)器人，巡測(cè)覆蓋了室外變壓及室內(nèi)二次設(shè)備區(qū)域，首次實(shí)現(xiàn)牽引變電所單機(jī)器人室內(nèi)外全覆蓋巡視。智能巡測(cè)機(jī)器人工作主要包括：任務(wù)下達(dá)、表計(jì)識(shí)別、紅外測(cè)溫、自主充電、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、故障判斷、微氣象等內(nèi)容。機(jī)器人系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中也逐步暴露了一些問(wèn)題，如在電纜夾層處，由于輪式機(jī)器人的局限性，導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)入，需要補(bǔ)充額外的攝像頭進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)在一些高壓設(shè)備內(nèi)部增設(shè)了局部放電檢測(cè)設(shè)備，所有設(shè)備數(shù)據(jù)統(tǒng)一接入智能機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行分析。目前，智能巡測(cè)運(yùn)維管理系統(tǒng)通過(guò)完全自主或遙控方式，代替人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡視檢測(cè)，并與供電專(zhuān)業(yè)綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)，報(bào)警數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)共享，綜自系統(tǒng)數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器人檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行校核，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的故障及趨勢(shì)問(wèn)題，真實(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。上虞牽引變電所機(jī)器人的應(yīng)用為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)鐵路智能巡測(cè)系統(tǒng)，保障鐵路供電系統(tǒng)地面設(shè)備的可靠與穩(wěn)定，大幅降低管理及維護(hù)成本，為鐵路供電系統(tǒng)的智能維護(hù)提供了創(chuàng)新型的技術(shù)手段。

2018年10月，根據(jù)中國(guó)鐵路總公司發(fā)布的《牽引供變電所實(shí)施無(wú)人值班值守工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》（工電函﹝2018﹞101號(hào)）所要求的內(nèi)容，杭州供電段在杭黃鐵路新建線中對(duì)富陽(yáng)牽引變進(jìn)行了新一步的探索應(yīng)用，建設(shè)了以智能巡檢機(jī)器人為主的輔助監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)。該系統(tǒng)平臺(tái)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口，采集所內(nèi)輔助設(shè)備信息，實(shí)現(xiàn)信息共享與告警聯(lián)動(dòng)功能，并將監(jiān)控和報(bào)警信息上傳。輔助監(jiān)控系統(tǒng)包含以下子系統(tǒng)：環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、安全防范及門(mén)禁系統(tǒng)、火災(zāi)消防報(bào)警子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)（含紅外線測(cè)溫）、SF6氣體監(jiān)測(cè)及機(jī)器人巡檢系統(tǒng)等。

牽引變電所采用分層分布式輔助監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)連接現(xiàn)場(chǎng)智能傳感設(shè)備，實(shí)現(xiàn)變電所的安全防范、環(huán)境監(jiān)測(cè)、火災(zāi)探測(cè)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制、視頻監(jiān)控（含紅外線測(cè)溫）、SF6氣體監(jiān)測(cè)及機(jī)器人巡檢等功能于一體的安全監(jiān)視和智能控制功能，以滿足鐵路運(yùn)營(yíng)對(duì)牽引供電系統(tǒng)安全生產(chǎn)的要求，完成牽引變電所亭內(nèi)監(jiān)控、環(huán)境、安防、火災(zāi)探測(cè)等數(shù)據(jù)的集中采集處理，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)內(nèi)的智能聯(lián)動(dòng)控制，并將輔助監(jiān)控系統(tǒng)信息通過(guò)上傳至供電段及路局調(diào)度大樓主站，為決策層針對(duì)設(shè)備狀態(tài)檢修提供可靠及時(shí)的決策依據(jù)，實(shí)現(xiàn)具有革新意義的管理體系。

3 提升無(wú)人值守牽引變電所運(yùn)行水平的措施

3.1 智能化系統(tǒng)建設(shè)改造

目前在無(wú)人值守牽引變電所的改造運(yùn)行中，智能化系統(tǒng)無(wú)法得以完善的主要原因是在投入初期對(duì)資金的需求量比較大，并且還需要對(duì)相關(guān)的硬件進(jìn)行升級(jí)改造。據(jù)有關(guān)人員進(jìn)行分析，在采取4人值班的情況下，其在1-1.5年內(nèi)的資金消耗與一套完整智能機(jī)器人巡測(cè)系統(tǒng)投入相當(dāng)，但是在智能機(jī)器人巡測(cè)系統(tǒng)投入的情況下，其運(yùn)行效率將會(huì)大大提高，并且其使用壽命可以保持10年以上。這就要求管理部門(mén)的人員要能夠從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度出發(fā)，不斷加大投入力度，根據(jù)牽引變電所實(shí)際運(yùn)行的需要，逐步對(duì)軟件系統(tǒng)和相關(guān)的硬件設(shè)施進(jìn)行升級(jí)和完善，以便更好的達(dá)到無(wú)人值守的運(yùn)行要求。

3.2 完善智能化巡檢制度

在對(duì)牽引變電所進(jìn)行無(wú)人值守的改造過(guò)程中，對(duì)于智能化管理工作提出了更高的要求，因此，必須根據(jù)改造實(shí)施階段的不同，對(duì)管理制度進(jìn)行合理的調(diào)整。首先在制度內(nèi)容的制定上，要根據(jù)無(wú)人值守制度的特點(diǎn)，改進(jìn)原來(lái)的規(guī)章制度中與現(xiàn)行工作流程不相符的部分，減少因流程不符給工作人員帶來(lái)的重復(fù)工作或者重點(diǎn)操作不同的情形，切實(shí)提高工作人員日常巡檢和維修的效率。其次是要根據(jù)改造工作實(shí)施的步驟，及時(shí)對(duì)工作人員開(kāi)展相關(guān)的培訓(xùn)工作，使其能夠在原有知識(shí)層次的基礎(chǔ)上深入了解無(wú)人值守模式下對(duì)檢修工作提出的要求，充分掌握檢修工作所必須的基礎(chǔ)知識(shí)，快速處理檢修工作中出現(xiàn)的問(wèn)題。最后還要制定出針對(duì)無(wú)人值守模式運(yùn)行下統(tǒng)一驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，使工作人員能夠明確自身工作所應(yīng)達(dá)到的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，杜絕后期隱患的產(chǎn)生。

4 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)人值守牽引變電所運(yùn)行的模式是未來(lái)高速鐵路發(fā)展的大趨勢(shì)，其能夠極大促進(jìn)我國(guó)鐵路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的完善，在原有鐵路建設(shè)水平的基礎(chǔ)上對(duì)鐵路功能進(jìn)行再一次的升級(jí)，為人們的日常生活和社會(huì)發(fā)展提供更加高效的支持。在無(wú)人值守牽引變電所的日常運(yùn)營(yíng)中，將會(huì)出現(xiàn)與傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理不同的特點(diǎn)，只有深入研究這些問(wèn)題產(chǎn)生的根源，采用科學(xué)的方式進(jìn)行合理的解決，才能促進(jìn)無(wú)人值守牽引變電站管理水平的不斷提高。