變電站室內巡檢機器人系統研究與應用

李德新

（四川長虹電子控股集團有限公司能源動力運營中心，四川 綿陽621000）

1 引言

自從我國進入新時代發展的過程中，互聯網技術已經對人們的日常工作和生活產生了相當大的意義，而互聯網技術在工業改革過程中也扮演著重要的角色。為了保證我國電力事業能夠安全、穩定地運行，就需要對變電站的室內環境和物質構成做好一定的完善，例如，研究其較為復雜的空間環境和較強的電磁干擾問題，設計出一套變電站室內巡檢機器人系統，從而有效地避免該環境對人體所造成的傷害，而且還能夠借助智能機器人更好地優化相應的專業工作。

2 研究變電站室內巡檢機器人系統的意義

在我國現階段的電力事業發展過程中，已投運17 個跨區直流輸電工程，建設了31 座換流站，這無疑對變電站的工作運行和維護提出了更高的要求[1]。在我國現階段“互聯網+”的社會趨勢發展過程中，物聯網、大數據、自動化等領域已經迎來了蓬勃的發展期，更是對人們日常的工作和生活產生了相應的積極影響。由于在我國很多工廠的工作過程中的工作步驟監督系統還不完善、礦井等危險地帶的安全控制性不強、高校內部實驗室的管理不夠嚴謹，電力系統變電室內的環境和相關操作較難進行，而且還很容易由于外部環境的影響而出現工作失誤、物品丟失的現象[2]。此時，人力基礎上的人為工作護理已經不能夠滿足實際的需求，需要引入機器人來進行工作改革。基于互聯網技術發展的巡檢機器人作為一種主要的電子監督人才，起到了替換人力、提升工作效率的作用，可以幫助我國的社會建設逐漸趨于嚴謹和完善，對于整個電力事業中的變電站室內巡檢來說，在一定程度上可以代替變電站運維人員進行日常巡視，并通過變電站室內巡檢機器人的應用，驗證方案的可行性。

3 變電站室內巡檢機器人系統的組成

就本文所研究的變電站室內巡檢機器人系統來講，這是一款基于運動控制模塊和室內軌道來實現機器人自動巡檢、相關操作控制、注意開關、精確處理儀表讀數等功能的機器人巡檢系統。該系統主要是由兩層架構來完成的，第一層是站控層，第二層是終端層，具體的組成如下：監控主站作為最為核心的控制層，在以太網和主站系統的共同作用下輔助監控主站進行工作。下一個層級是主機取電模塊、主機通信模塊和S型軌道，這其中以主機取電模塊、主機通信模塊最為重要。再下一個層級就是移動站主機和相應的監控裝置[3]。其中，移動站主機的工作需要借助導航定位系統、升降驅動系統和運動驅動系統來完成；監控裝置則是依靠可見光采集和紅外采集這兩種感光系統來完成。后續所要進行的數據采集工作則主要是借助機器人系統來完成的，包括移動站主機和監控裝置。對于功能架構層來說，其運行的過程又會復雜一些，首先是由檢測功能、分析告警功能、自動巡航功能和控制功能四個部分來將主站層數據分析平臺所提供的數據進行相應的分析，然后以指令下發的形式傳遞給數據源。數據源中的可見光檢測裝置、紅外檢測裝置、導航系統、升降驅動系統以及控制系統在接收到信號的刺激之后就會作出相應的反應，并將信息傳遞給通信層用于相關功能的作用。

4 變電站室內巡檢機器人的主要特點

4.1 人臉識別

對于電力事業的變電站室內環境來說，這是一種較為特殊的環境，一般都不會允許閑雜人等隨意進出，只會允許有資格的專業人士進入。因此，在設計變電站室內巡檢機器人時，需要后臺的專家將能夠進入到變電室內的人臉數據錄入并驗證。一旦在巡檢機器人工作的過程中發現未在系統中的人臉數據，便能夠快速定位并將其清除出去。這種做法是杜絕隨意更換變電站工作人員行為的重要措施，而且還可以有效避免由于外部人員進入而對變電站室內工作帶來風險[4]。

4.2 危險區域識別

由于變電站的特殊性，其周邊的區域大多數都是屬于危險區域或者相應的禁區，一般來說都是不允許閑雜人等隨意闖入或闖出的，以免發生相應的安全事故。因此，在設計變電站室內巡檢機器人時，機器人能夠對作業人員進入指定作業區域以外的行為進行越界判斷和安全報警，從而有效保障作業人員的人身安全。而且當外部物體或者閑雜人等侵入危險區域時，也會發出警報要求其快速離開，從而有效地降低出現危險的概率。

4.3 操作核對

所謂的操作核對主要是對于一些較為細微、一般不會重視的細部工作而進行研究的，傳統的變電站操作中偶爾會存在漏項或操作不到位的情況，這是因為人力操作雖然安排了一人工作一人監督，但是畢竟不能夠做到面面俱到。而變電站選件機器人所設計的操作核對則能使得操作的安全性和可靠性得到相應的提升，可以對開關的閉合、設備的狀態、性能等進行核查。

5 變電站室內巡檢機器人的應用前景

巡檢機器人顯而易見的應用特點就是有效表明了我國的互聯網技術在信息化時代的發展過程中扮演著相當重要的角色，而且還將互聯網通信過程中的多樣性、靈活性等進行了充分地體現，使巡檢機器人和中央處理器之間的信息交互實現了本質上的進步，無論是在簡單的機器設備信號采集、傳輸還是處理的過程中發揮出巨大的優勢，并在一定程度上確保了巡檢機器人的工作精確性和準確性。第二個應用優勢就是通過將機器人技術與互聯網、物聯網系統集成進而控制電器設備的發展變成實際的應用，是對相關電力系統中工作效率的有效提升，對于大量人力、物力、財力等資源的使用起到了關鍵的節省作用。第三個優勢則是對人力的優化來說，運行人員可以根據巡視時間、周期、路線、檢測目標等靈活地對巡檢機器人進行相關的任務定制，而且當其完成任務以后還能夠回到特定的位置進行充電，從而有效地保障了下一次工作的順利性和穩定性。

6 結語

綜上所述，為使我國的工業化水平和科技化水平得到有效提升，需要在信息化技術的作用下進行工業化的改革。其中，以巡檢機器人在電力系統變電站室內進行工作的各種步驟為研究目標，最主要的一點就是要在巡檢機器人的工作系統中植入相應的電氣系統，實現一定程度上的集成設計。這樣不僅能夠借助自主或者遙控的方式來使得巡檢機器人對變電站室內的相關設備實施巡檢，減少工作精度的影響，而且還能夠有效地改進機器人室內圖像的識別方式，使得整個工作的環境變得更為精致、科學、穩定。