閆思玲：助力地鐵供電邁入無(wú)人智能巡檢時(shí)代

□本刊記者 張威 通訊員 楊志/文 汪濤/攝

她來(lái)自內(nèi)蒙古大草原，聽(tīng)著《草原女民兵》長(zhǎng)大，喜歡奶豆腐和草原奶茶，愛(ài)躺在草場(chǎng)上看漫天繁星；她是北京地鐵供電分公司總工程師、創(chuàng)新工作室的領(lǐng)軍人，助力地鐵供電從“人工巡檢”邁向“智能巡檢”時(shí)代……她就是閆思玲。2007年，她來(lái)到北京地鐵，負(fù)責(zé)巡檢機(jī)器人、剛性接觸網(wǎng)智能檢測(cè)裝置、抗電壓波動(dòng)裝置等多種新裝備的研發(fā)工作，為保障乘客安全出行、提升供電設(shè)備檢修效率和維修能力貢獻(xiàn)出自己的力量。

精測(cè)點(diǎn)位，讓機(jī)器人成為智能巡檢員

在地鐵10 號(hào)線國(guó)貿(mào)站變電站里，閆思玲正在檢查著一臺(tái)巡檢機(jī)器人的接線，它的“健康”狀況時(shí)刻牽動(dòng)人心?！拔覀儸F(xiàn)在有兩臺(tái)巡檢機(jī)器人，一臺(tái)是這款輪式機(jī)器人，另一臺(tái)在10 號(hào)線六里橋站——蓮花橋站區(qū)間變電站，是一臺(tái)板下機(jī)器人?！痹诠╇姺止酒髽I(yè)文化卡通形象中，有“東東”和“麗麗”（“動(dòng)力”諧音）組合，由于輪式機(jī)器人能夠升高高度，最高能達(dá)到1.2 米，所以取名為“東東”，而板下機(jī)器人體型較小，身高不足半米，故取名為“麗麗”。

在閆思玲眼中，這兩臺(tái)機(jī)器人作業(yè)最大的優(yōu)勢(shì)就是“精準(zhǔn)”，它們通過(guò)應(yīng)用激光二維構(gòu)圖、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、多軸運(yùn)動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自主定位及導(dǎo)航，預(yù)設(shè)終點(diǎn)位置誤差控制在3.5 厘米內(nèi)。系統(tǒng)搭載圖像智能識(shí)別算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站內(nèi)設(shè)備的表計(jì)讀數(shù)、信號(hào)、開(kāi)關(guān)位置、外觀狀態(tài)識(shí)別?！八鼈兩砩峡纱钶d多種傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站內(nèi)設(shè)備的紅外測(cè)溫、氣體泄漏檢測(cè)、聲音采集分析等功能?！遍Z思玲直言，這套系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)圖像遠(yuǎn)傳和雙向語(yǔ)音傳輸功能，實(shí)現(xiàn)就地或遠(yuǎn)程視頻巡視及作業(yè)指導(dǎo)，并且能自動(dòng)生成表計(jì)讀數(shù)、紅外測(cè)溫、設(shè)備巡視等報(bào)表，第一時(shí)間進(jìn)行歷史趨勢(shì)大數(shù)據(jù)后臺(tái)分析，及時(shí)預(yù)警異常情況。

可以說(shuō)，“東東”和“麗麗”的高智能作業(yè)離不開(kāi)閆思玲的精心“培養(yǎng)”。從2017年開(kāi)始接觸這項(xiàng)技術(shù)，到2020年這兩臺(tái)機(jī)器人能夠完成準(zhǔn)確的作業(yè)流程，她可是煞費(fèi)苦心?！跋駠?guó)貿(mào)站變電站空間狹小，且配電柜排列緊密，當(dāng)機(jī)器人做出轉(zhuǎn)身、行進(jìn)動(dòng)作時(shí)，一旦速度、高度等關(guān)系沒(méi)有計(jì)算好重心失穩(wěn)后，就容易摔倒，會(huì)對(duì)周邊供電設(shè)備造成碰撞損傷。還有，在巡檢過(guò)程中的部分位置會(huì)受到光線影響，因此采取何種角度補(bǔ)光，以確保圖像智能識(shí)別準(zhǔn)確，也需要復(fù)雜的人工核準(zhǔn)。”為此，在設(shè)計(jì)參數(shù)階段，閆思玲經(jīng)常在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量各種數(shù)據(jù)，并進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)證，直到“東東”能實(shí)現(xiàn)0.586 分鐘完成一個(gè)點(diǎn)位檢測(cè)及數(shù)據(jù)分析傳輸、全變電站361 個(gè)點(diǎn)位精準(zhǔn)作業(yè)。“東東”的到來(lái)，極大緩解了項(xiàng)目部巡檢工作的壓力。由于國(guó)貿(mào)變電站屬于區(qū)間變電站，交通很不方便。曾經(jīng)，臨站巡檢員接到緊急任務(wù)后，攜帶工具趕到國(guó)貿(mào)變電站現(xiàn)場(chǎng)時(shí)需要20 多分鐘，而如今只需幾分鐘就能通過(guò)機(jī)器人反饋的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)，精準(zhǔn)判斷故障點(diǎn)并做出分析應(yīng)對(duì)。對(duì)于“麗麗”的運(yùn)用，閆思玲更是頗有感慨。曾經(jīng)，他們?cè)陔娎|夾層里巡檢電纜，男員工很難鉆進(jìn)去，一般都得是瘦小的女員工才能縮著身子進(jìn)去，雖然有強(qiáng)光手電，但是有些點(diǎn)位要很費(fèi)勁才能查到?！胞慃悺钡絹?lái)后，員工只要在外面用遙控操作就能夠第一時(shí)間看到里面的情況，并掌握相關(guān)的數(shù)據(jù)。

當(dāng)然，閆思玲除了用心“傳”業(yè)務(wù)，也時(shí)刻關(guān)心兩臺(tái)機(jī)器人的健康狀況，除了定期查看性能狀態(tài)，也專門為它們?cè)O(shè)立了“服務(wù)區(qū)”。具備自動(dòng)充電功能的“東東”和“麗麗”擁有一個(gè)溫濕度適宜的“休息”空間，能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)“加餐”，一次滿電能夠續(xù)航4 小時(shí)，足夠完成一輪巡檢作業(yè)。

閆思玲為職工講解設(shè)備構(gòu)造

研發(fā)智能“蛛絲”，為“蜘蛛俠”實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)支撐

眾所周知，地鐵6 號(hào)線采取接觸網(wǎng)供電模式。接觸網(wǎng)工因在距離地面4 米左右高度上作業(yè)，經(jīng)常被稱為地鐵“蜘蛛俠”。電影中，蜘蛛俠的“蛛絲”技能經(jīng)常擊敗“壞人”，而閆思玲為地鐵“蜘蛛俠”們?cè)O(shè)計(jì)出的剛性接觸網(wǎng)智能檢測(cè)裝置，則是消除接觸線隱患的一大“利器”。

當(dāng)電動(dòng)列車每一次通過(guò)，受電弓都會(huì)對(duì)接觸線進(jìn)行一次磨耗，當(dāng)接觸線剩余厚度接近2.5 毫米時(shí)，就需要對(duì)該區(qū)段進(jìn)行換線。“過(guò)去接觸線磨耗測(cè)量作業(yè)，接觸網(wǎng)工都會(huì)拿著游標(biāo)卡尺一個(gè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)測(cè)量，誤差為1 毫米，并且需要人工記錄數(shù)據(jù)，一次工作距離約1000 米，測(cè)量120～150 個(gè)點(diǎn)位?！比缃?，智能檢測(cè)裝置上線應(yīng)用后，一次工作距離最多能達(dá)到2000 多米，可連續(xù)測(cè)量40000 個(gè)點(diǎn)位，且誤差縮小到0.3 毫米，裝置終端還能同步記錄數(shù)據(jù)，繪制磨耗變化趨勢(shì)，有異常磨耗時(shí)更能早期預(yù)警。閆思玲的這個(gè)看似簡(jiǎn)單的創(chuàng)新，把梯車巡視作業(yè)與磨耗檢查工作自動(dòng)結(jié)合起來(lái)，極大提升了檢測(cè)自動(dòng)化水平，提高了巡檢工作效率。

“這臺(tái)設(shè)備其實(shí)已經(jīng)是第四代了，相比于前幾代，它更加小巧，續(xù)航時(shí)間更長(zhǎng)了，一個(gè)夜班三小時(shí)的作業(yè)時(shí)間足夠應(yīng)對(duì)。”閆思玲對(duì)于第四代的改進(jìn)比較滿意。如今，接觸網(wǎng)工作業(yè)前，將這部“神兵”背在身后，到達(dá)指定工作位置后，將設(shè)備掛到接觸線上，手指一點(diǎn)操作鍵，“蛛絲”便以輪對(duì)和連桿結(jié)構(gòu)形式在匯流排表面“彈射”出去。接下來(lái)，閆思玲計(jì)劃進(jìn)一步縮小設(shè)備體積和重量，并且與供電運(yùn)維平臺(tái)進(jìn)行對(duì)接，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析并自動(dòng)形成生產(chǎn)工單。

攻克20 毫秒，讓乘客安心乘梯

地鐵昌平線早晚高峰客流一直較大，站內(nèi)電梯的穩(wěn)定性、安全性尤為關(guān)鍵。“如果電壓有波動(dòng)，超過(guò)20 毫秒，就有可能會(huì)導(dǎo)致電梯停梯。電壓就好比一條非常平坦的公路，如果道路突然出現(xiàn)一個(gè)較大的塌陷，就有可能導(dǎo)致車輛不能正常行駛?！遍Z思玲為了治理好這段“塌陷”，決定與20 毫秒做個(gè)“斗爭(zhēng)”。經(jīng)過(guò)反復(fù)驗(yàn)證，她決定利用電容高功率密度和電池高能量密度的特性，采取電容+電池快速補(bǔ)償模式，即抗電壓波動(dòng)裝置解決。

但在治理“塌陷”的過(guò)程中，閆思玲卻遇到了不少麻煩?？闺妷翰▌?dòng)裝置在試點(diǎn)站沙河高教園站投入試運(yùn)行時(shí)，需要將該站電梯電源倒接至抗電壓波動(dòng)裝置的輸出開(kāi)關(guān)，并保持原有的部分電梯電源“自動(dòng)切除”功能，但該站并不具備對(duì)單個(gè)開(kāi)關(guān)進(jìn)行測(cè)試的條件。為了保證不對(duì)其他專業(yè)設(shè)備產(chǎn)生影響，閆思玲帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過(guò)反復(fù)研究，采用了模擬信號(hào)進(jìn)行離線傳動(dòng)的方式，對(duì)各條回路進(jìn)行逐一測(cè)試。經(jīng)過(guò)十幾日的“抽絲剝繭”，最終試驗(yàn)成功。

談到下一步規(guī)劃，閆思玲滿懷信心：“我們將進(jìn)一步擴(kuò)大研究應(yīng)用，更深入地挖掘北京地鐵供電運(yùn)維數(shù)據(jù)，把科研成果融合到供電智能運(yùn)維平臺(tái)中，聚焦解決運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題，率先實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)運(yùn)維數(shù)字化。同時(shí)抓緊實(shí)施完成關(guān)鍵設(shè)備感知，實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)行、智能維護(hù)和智能管理，建設(shè)好北京地鐵智慧‘動(dòng)力源’。”