智能機器人巡檢技術(shù)在油田無人值守機房的應(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、遠程控制的數(shù)字化。這些應(yīng)用系統(tǒng)背后強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，通常情況下通信機房實行24小時值守，并定時對機房環(huán)境安全和各設(shè)備運行進行巡檢。傳統(tǒng)的機房巡檢依靠人力完成，容易出現(xiàn)紕漏，隨著智能機器人的出現(xiàn)，由智能機器人進行巡檢，實現(xiàn)通信機房無人值守，不僅提高了巡檢效率，同時還節(jié)省了人力。本文對機器人巡檢技術(shù)的應(yīng)用進行分析研究，為無人值守機房實現(xiàn)機器人巡檢提供可行性方案。

關(guān)鍵詞：無人值守機房;智能機器人;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。近年來隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，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房正常運行的重要手段，傳統(tǒng)模式依靠人力進行巡檢，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。隨著智能機器人的誕生，由智能機器人對通信機房進行巡檢已經(jīng)成為現(xiàn)實，智能機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)。本文對如何利用機器人巡檢技術(shù)進行研究，為無人值守機房的建設(shè)提供參考。

2 機器人巡檢的必要性

（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)境不斷擴大，對機房的配套設(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，運用智能機器人代替人工巡檢，實現(xiàn)機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)進行分析，不僅不便于查找，在分析中極易產(chǎn)生誤差，給機房安全運行造成潛在隱患。不利于對運行故障質(zhì)量進行統(tǒng)計分析。而智能機器人巡檢實現(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 無人值守機房智能機器人巡檢技術(shù)應(yīng)用設(shè)計

（1）智能巡檢機器人。智能機器人巡檢要集日常巡檢、設(shè)備監(jiān)控、機房環(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)險情時向錄入手機傳遞信息。智能機器人應(yīng)具備設(shè)計簡單、維護方便、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堋Ｖ悄苎矙z機器人必須具備直行、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)無人值守機房智能機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)。對智能巡檢進行精準(zhǔn)定位后，要對機柜內(nèi)部服務(wù)器及運行設(shè)備不同高度的報警指示燈進行視覺識別設(shè)計，巡檢智能機器人巡檢時可通過所攜帶攝像頭角度變化進行全方位的監(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)定運行及機房環(huán)境安全。

（4）智能巡檢。智能巡檢機器人對無人值守機房的定時巡檢，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。智能巡檢機器人可按照設(shè)計的巡檢路線及巡檢方式對機房進行全方位、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。機器人內(nèi)置的聲音傳感器可以監(jiān)測空調(diào)壓縮機、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)智能機器人自動完成巡檢工作的基礎(chǔ)，智能巡檢機器人是移動設(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，智能巡檢機器人能夠自動行走到充電樁進行自主充電，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，對通信機房實施無人值守和智能機器人巡檢，既可以降低運行維護成本、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)了機房維護工作的快速反應(yīng)。試驗證明，無人值守機房智能機器人巡檢系統(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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