淺談智能巡檢系統(tǒng)在瀑布溝水電站探索設(shè)計(jì)

摘 要：設(shè)備巡檢是是水電生產(chǎn)一項(xiàng)重要的定期工作，旨在掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，確保設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。傳統(tǒng)電站普遍采用人工定期巡檢模式，需要定期安排人員到現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展巡檢，存在人員工作量大、效率低、可靠性差等問(wèn)題，對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的“跑、冒、滴、漏”等設(shè)備缺陷也無(wú)法有效管控。隨著國(guó)能大渡河流域水電開(kāi)發(fā)有限公司開(kāi)展智慧企業(yè)建設(shè)，智慧電廠應(yīng)運(yùn)而生，智能巡檢系統(tǒng)也成為了打造智慧電廠的重點(diǎn)項(xiàng)目之一。根據(jù)水電站設(shè)備巡檢的實(shí)際業(yè)務(wù)需求，瀑布溝水電站量身定制設(shè)計(jì)了智能巡檢系統(tǒng)，本文根據(jù)瀑布溝巡檢系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，闡述了智慧企業(yè)背景、系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則、整體架構(gòu)和應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：智能巡檢系統(tǒng);設(shè)備巡檢;水電站;智慧電廠

中圖分類號(hào)：TM7

一、項(xiàng)目背景

在國(guó)家大力推進(jìn)“大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新”的背景下，國(guó)能大渡河流域水電開(kāi)發(fā)有限公司率先在行業(yè)內(nèi)開(kāi)展智慧企業(yè)建設(shè)，轉(zhuǎn)變水電企業(yè)傳統(tǒng)管理模式，建設(shè)智慧企業(yè)，即站在企業(yè)整體的角度，強(qiáng)化物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)、深化大數(shù)據(jù)挖掘，將先進(jìn)信息技術(shù)、工業(yè)技術(shù)和管理技術(shù)深度融合，最終實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別自動(dòng)化、決策管理智能化、糾偏升級(jí)自主化的柔性組織形態(tài)和新型管理模式。智慧電廠是智慧企業(yè)建設(shè)的重要工程，智能巡檢系統(tǒng)也是打造智慧電廠的必經(jīng)之路。瀑布溝是國(guó)家能源集團(tuán)裝機(jī)最大的水電站，是智慧電廠建設(shè)的試點(diǎn)單位，大力開(kāi)展智能巡檢系統(tǒng)研發(fā)，不斷提升電站的智能管理水平。

二、系統(tǒng)建設(shè)目的

目前水電站設(shè)備設(shè)施的“跑、冒、滴、漏”和聲音異常等環(huán)境數(shù)據(jù)信息無(wú)法有效采用傳感器進(jìn)行檢測(cè)，如油水管路及閥門(mén)滲漏、機(jī)組和水泵運(yùn)行異響等缺陷沒(méi)有智能化的監(jiān)測(cè)手段，傳統(tǒng)人工巡檢的可靠性低、可追溯性差，存在著人員安全風(fēng)險(xiǎn)大、成本高等管理問(wèn)題。智能巡檢系統(tǒng)能適應(yīng)智能化水電站無(wú)人值守的發(fā)展需求，實(shí)現(xiàn)全天候、全方位、全自主智能巡檢和監(jiān)控，有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度，降低水電站運(yùn)維成本，提高正常巡檢作業(yè)和管理的自動(dòng)化和智能化水平，為無(wú)人值守電站提供創(chuàng)新型的技術(shù)檢測(cè)手段和全方位的安全保障，智能巡檢具有靈活性、智能性，同時(shí)也克服和彌補(bǔ)了當(dāng)前人工巡檢存在的一些缺陷和不足，更適應(yīng)智能電站和無(wú)人值守電站發(fā)展的實(shí)際需求。

三、瀑布溝智能巡檢系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)架

1.設(shè)計(jì)原則

瀑布溝智能巡檢系統(tǒng)旨在代替人員完成設(shè)備巡檢工作中對(duì)設(shè)備的“望”“聞”“問(wèn)”“切”等工作，通過(guò)機(jī)器人、紅外熱成像、聲音、溫濕度等智能采集設(shè)備采集數(shù)據(jù)，并結(jié)合計(jì)算機(jī)視覺(jué)識(shí)別、機(jī)器自學(xué)習(xí)等技術(shù)，使之具備“智能識(shí)別”能力。智能設(shè)備應(yīng)具備以下特征：

（1）具備更明亮的“眼睛”：通過(guò)研發(fā)智能巡檢機(jī)器人、結(jié)合電站工業(yè)電視、新增紅外熱成像儀等方式，完善系統(tǒng)的“眼睛”，使之能夠模擬人識(shí)別設(shè)備“跑、冒、滴、漏”和各種表計(jì)等;

（2）具備更敏銳的“耳朵”：在需要通過(guò)聲音識(shí)別的部位增加聲音傳感器，實(shí)時(shí)采集設(shè)備聲音，形成數(shù)據(jù)庫(kù)識(shí)別異常聲音波形;

（3）具備更敏感的“觸覺(jué)”：利用高精度的紅外測(cè)溫手段，讓智能巡檢系統(tǒng)具有更敏感的溫度感知能力，感知異常溫度并記錄;

（4）具備更聰明的“大腦”：通過(guò)開(kāi)發(fā)視覺(jué)識(shí)別算法模型、設(shè)備故障分析診斷模型、智能聯(lián)動(dòng)告警模型等，實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)、圖像等信息的自動(dòng)比對(duì)和分析，智能判別設(shè)備缺陷并及時(shí)發(fā)出預(yù)警信息通知生產(chǎn)人員處理。

2.技術(shù)構(gòu)架

瀑布溝智能巡檢系統(tǒng)通過(guò)巡檢機(jī)器人、紅外熱成像、聲音、溫濕度等智能采集設(shè)備，全面采集設(shè)備的視頻、圖像、聲音、溫濕度等數(shù)據(jù)，模擬“耳朵、眼睛、鼻子、觸感”等仿生感知功能，形成了覆蓋面廣、實(shí)時(shí)性強(qiáng)多元數(shù)據(jù)庫(kù)。

利用精確定位技術(shù)，按照指定巡檢路線，實(shí)現(xiàn)對(duì)受檢設(shè)備的視頻音頻采集、環(huán)境監(jiān)測(cè)（漏油水、遺留物、異常等感知）等。利用深度學(xué)習(xí)、全卷積深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法，建立設(shè)備滲漏缺陷診斷模型和聲音異常診斷模型，實(shí)現(xiàn)設(shè)備滲漏和聲音異常等自動(dòng)診斷和預(yù)警，解決水電站此類環(huán)境數(shù)據(jù)無(wú)法有效采用傳感器進(jìn)行檢測(cè)問(wèn)題，從而代替人工巡檢。

智能巡檢系統(tǒng)數(shù)據(jù)回傳網(wǎng)絡(luò)用于傳輸智能機(jī)器人和智能采集的相關(guān)數(shù)據(jù)。智能巡檢系統(tǒng)后臺(tái)處理器主要用于圖像、聲音數(shù)據(jù)的識(shí)別處理。智能巡檢機(jī)器人和智能電子眼將巡檢過(guò)程中的視頻、音頻、圖像數(shù)據(jù)及時(shí)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)線回傳至智能巡檢系統(tǒng)后臺(tái)，智能巡檢系統(tǒng)后臺(tái)處理器通過(guò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù)對(duì)視頻、音頻、圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別、處理及深度學(xué)習(xí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常情況，并通過(guò)智能ONCALL系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)送報(bào)警，通過(guò)生產(chǎn)管理系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)送工作任務(wù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的智能化管理。

3.系統(tǒng)功能與應(yīng)用

智能巡檢系統(tǒng)可以根據(jù)需求自動(dòng)采集各系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過(guò)常見(jiàn)的圖表展現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)，將數(shù)據(jù)更加直觀地提供給生產(chǎn)人員，以提高人員對(duì)設(shè)備的管控能力和決策能力。

實(shí)時(shí)監(jiān)視界面可以反映多種指標(biāo)，具體包括：

（1）設(shè)備狀態(tài)指標(biāo)。展示當(dāng)前巡檢結(jié)果，用數(shù)據(jù)化的方式展示設(shè)備巡檢點(diǎn)的正常、異常數(shù)量，使人員能直觀了解設(shè)備整體運(yùn)行狀況。

（2）異常情況分布展示。按系統(tǒng)單元維度來(lái)展示巡檢發(fā)現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)，便于對(duì)比分析。

（3）告警列表?？梢圆榭床⑻幚韺?shí)時(shí)告警。

（4）水電站電子地圖。構(gòu)建電站空間電子地圖，實(shí)時(shí)展示巡檢機(jī)器人、紅外熱成像、聲音采集儀等智能采集設(shè)備在空間的分布情況。

（5）實(shí)時(shí)視頻、圖像、聲音等數(shù)據(jù)查看。按設(shè)備和空間兩個(gè)維度調(diào)取機(jī)器人或者高清攝像頭視頻流數(shù)據(jù)、圖像識(shí)別結(jié)果數(shù)據(jù)或者生意數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)應(yīng)用后，實(shí)現(xiàn)了按照設(shè)定的巡檢頻次自動(dòng)啟動(dòng)智能巡檢機(jī)器人執(zhí)行設(shè)備巡檢任務(wù)，實(shí)時(shí)采集分析圖像、聲音、溫度等多元信息，多次準(zhǔn)確的識(shí)別發(fā)現(xiàn)了在運(yùn)設(shè)備漏油漏水、指示燈故障等設(shè)備缺陷，并及時(shí)的通過(guò)ON-CALL系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警，已代替人員開(kāi)展相關(guān)區(qū)域的設(shè)備巡檢和監(jiān)視。

參考文獻(xiàn)：

[1]涂揚(yáng)舉.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)智慧企業(yè)[J].企業(yè)管理，2018（2）：100-103.

[2]劉鶴，楊朝政.瀑布溝電站綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)設(shè)計(jì)[J].四川水力發(fā)電，2018（1）：115-117.

作者簡(jiǎn)介：馬宇（1993），男，重慶市榮昌區(qū)，國(guó)能大渡河流域生產(chǎn)指揮中心調(diào)度員，助理工程師，主要從事水電站發(fā)電、水庫(kù)調(diào)度等工作。

（國(guó)能大渡河流域生產(chǎn)指揮中心 四川成都 610000）