1.1項(xiàng)目簡(jiǎn)介

本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜紅外測(cè)溫、局放檢測(cè)、柜面及保護(hù)裝置信號(hào)狀態(tài)指示等的全自動(dòng)識(shí)別，繼保室保護(hù)屏柜壓板狀態(tài)、空開位置、電流端子狀態(tài)、裝置信號(hào)燈指示以及數(shù)顯儀表的全自動(dòng)識(shí)別讀數(shù)。并且采用非接觸式式供電方式，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷巡視，也可自定義周期和設(shè)備進(jìn)行特殊巡視。

1.2系統(tǒng)簡(jiǎn)介

智能巡檢監(jiān)測(cè)機(jī)器人系統(tǒng)（含本地、遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)）。主要包括：

（1）軌道式智能巡檢機(jī)器人1套，包括巡檢機(jī)器人本體、高清可見光視頻監(jiān)控模塊、紅外熱成像模塊、局放監(jiān)測(cè)模塊、溫濕度環(huán)境監(jiān)控模塊、遠(yuǎn)程對(duì)講模塊等。

（2）軌道系統(tǒng)1套，包括軌道本體、軌道連接件、吊裝組件、固定組件和限位器等。

（3）監(jiān)控平臺(tái)2套，包括本地監(jiān)控平臺(tái)1套、遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)1套。

（4）通訊及電源系統(tǒng)1套，包括通訊光纖收發(fā)器、電源、配電箱、動(dòng)力線纜及組件等。

1.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

本項(xiàng)目的實(shí)施將提高配電房、開關(guān)室、繼保室的檢修、維護(hù)效率，提高設(shè)備健康水平和運(yùn)維的智能化，增加電網(wǎng)運(yùn)行可靠性，同時(shí)保障運(yùn)維人員安全，降低人工運(yùn)維成本。

1.4項(xiàng)目背景

目前電力公司對(duì)于所管轄的配電房、開關(guān)室，例行巡檢每月1次，紅外測(cè)溫巡測(cè)每月1次，全部依賴于人工巡視作業(yè)。在高負(fù)荷期間和有特殊保供電要求時(shí)，須增加巡檢頻次。

隨著近年來電網(wǎng)飛速發(fā)展，生產(chǎn)人員不足和巡檢工作量增加之間的矛盾日益突出，而運(yùn)維一體化等工作在擴(kuò)展業(yè)務(wù)范圍的同時(shí)也給變電運(yùn)維工作提出了更高的要求，在這樣的形勢(shì)下，傳統(tǒng)的“人工巡檢、手動(dòng)記錄”的巡視作業(yè)方式難以適應(yīng)電力系統(tǒng)精益化、集約化的發(fā)展要求。

目前傳統(tǒng)的配電房、開關(guān)室巡檢方法，主要依靠人工及少量環(huán)境監(jiān)控器實(shí)現(xiàn)。但是由于配電房、開關(guān)室數(shù)量多，范圍廣，封閉性強(qiáng)，通訊不便，一旦出現(xiàn)突發(fā)事故，將對(duì)巡檢人員的人身安全造成極大威脅。

此外，常用的固定式監(jiān)控系統(tǒng)存在著一定范圍的視覺盲點(diǎn), 人工巡檢配合少量環(huán)境監(jiān)控器監(jiān)控的方式容易因監(jiān)測(cè)不到位而造成部分設(shè)備缺陷或異常發(fā)展，甚至引發(fā)設(shè)備障礙和故障，影響電網(wǎng)安全供電。

相對(duì)于人工巡檢，智能巡檢機(jī)器人具有可全天候運(yùn)行和對(duì)惡劣環(huán)境的適應(yīng)性更強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)預(yù)先設(shè)定的巡檢內(nèi)容、時(shí)間、周期、路線等參數(shù)信息，自主啟動(dòng)完成例行巡檢任務(wù)，根據(jù)報(bào)警級(jí)別、事項(xiàng)來源等分類存儲(chǔ)并實(shí)現(xiàn)智能告警，有效的減輕運(yùn)維人員工作量，提高巡檢效率。

人工巡檢的手段較為單一，且受制于天氣、環(huán)境等因素，由于人員技能水平存在差異，巡檢不到位而造成缺陷或異常發(fā)展形成障礙和事故的情況難以避免，人工巡檢作業(yè)的質(zhì)量難以保障。

智能巡檢監(jiān)測(cè)機(jī)器人自身具有高清視頻、紅外熱圖像和聲音采集等功能，工作人員通過對(duì)信息進(jìn)行綜合分析得出穩(wěn)定可靠的巡視結(jié)論，判斷出設(shè)備是否安全。當(dāng)發(fā)現(xiàn)配電房、開關(guān)室內(nèi)的設(shè)備有異常情況，工作人員可在第一時(shí)間查清問題原因，并采取相應(yīng)措施。

2.1總體技術(shù)要求

室內(nèi)軌道型智能巡檢機(jī)器人監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由巡檢機(jī)器人、運(yùn)載軌道系統(tǒng)、通訊及電源系統(tǒng)、監(jiān)控平臺(tái)等組成。

2.2系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

視覺導(dǎo)航技術(shù)，自動(dòng)識(shí)別所有表計(jì)

傳統(tǒng)的機(jī)器人巡檢是通過大量的預(yù)置位設(shè)置工作來定位所有的監(jiān)測(cè)目標(biāo)，需要大量的運(yùn)維工作才能保證整個(gè)系統(tǒng)的有效運(yùn)行。本系統(tǒng)采用的視覺導(dǎo)航技術(shù)，只要系統(tǒng)采用模糊識(shí)別算法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)典型設(shè)備進(jìn)行學(xué)習(xí)，在實(shí)施過程中內(nèi)自動(dòng)識(shí)別所有的設(shè)備，自動(dòng)定位需要檢測(cè)的目標(biāo)，極大的提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。

滑觸式供電化技術(shù)

巡檢機(jī)器人重復(fù)定位精度±2mm，運(yùn)行平順無卡滯。

24小時(shí)連續(xù)不間斷運(yùn)行，無需充電等待。

有線通訊技術(shù)，符合電網(wǎng)信息安全要求

采用有線通訊方式，數(shù)據(jù)可直接接入電網(wǎng)公司運(yùn)維管理系統(tǒng)，不存在因采用無線網(wǎng)絡(luò)通訊導(dǎo)致的信息安全問題。

柜內(nèi)局部放電監(jiān)測(cè)技術(shù)

系統(tǒng)使用機(jī)械臂式局放檢測(cè)儀檢測(cè)所有開關(guān)柜、配電柜內(nèi)部放電現(xiàn)象，結(jié)合機(jī)器人在垂直方向2米的行程以及局放機(jī)械臂在水平方向0.25米的行程，可實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜、配電柜全方位的局部放電監(jiān)測(cè)。

局放檢測(cè)方式：TEV+超聲組合。

3D掃描技術(shù)、室內(nèi)設(shè)備全方位監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)采用三維掃描儀用來偵測(cè)并分析配電房、開關(guān)室中物體或環(huán)境的形狀（幾何構(gòu)造）與外觀數(shù)據(jù)（如顏色、表面反照率等性質(zhì)）。 采用搜集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建計(jì)算，在智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)中創(chuàng)建實(shí)際物體的數(shù)字模型。

系統(tǒng)采用這些模型數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)航、識(shí)別、設(shè)備定位。系統(tǒng)采用這些數(shù)據(jù)同時(shí)完成室內(nèi)設(shè)備的設(shè)備銹蝕、形變檢測(cè)、土建環(huán)境狀態(tài)識(shí)別。

AR實(shí)景監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用

運(yùn)維人員模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際場(chǎng)景實(shí)時(shí)觀測(cè)室內(nèi)所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)?？呻S著運(yùn)維人員的身體動(dòng)作，查看分析任意設(shè)備的工作狀態(tài)，表計(jì)讀數(shù)。系統(tǒng)同時(shí)可在所有檢測(cè)對(duì)象上進(jìn)行注釋及標(biāo)記，輔助運(yùn)維人員巡視。

系統(tǒng)同時(shí)完成柜內(nèi)設(shè)備溫度工作狀實(shí)景實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

智慧巡檢技術(shù)

系統(tǒng)保證每天一次的全面巡檢任務(wù)，同時(shí)會(huì)自動(dòng)根據(jù)巡檢結(jié)果調(diào)整其他巡檢任務(wù)，自動(dòng)調(diào)整設(shè)備的巡檢頻率。例如：某塊表計(jì)讀數(shù)數(shù)值變化較大，系統(tǒng)自動(dòng)增加該表計(jì)的監(jiān)測(cè)次數(shù)，而對(duì)于長(zhǎng)期不變的表計(jì)自動(dòng)減少監(jiān)測(cè)次數(shù)。對(duì)于工作狀態(tài)異常設(shè)備，系統(tǒng)自動(dòng)增加巡檢頻率，有效的提高的系統(tǒng)的巡檢效率。

室內(nèi)工作環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)

智能機(jī)器人自身攜帶的環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊、高靈敏度拾音器，具備監(jiān)測(cè)配電房、開關(guān)室中O3、CO、CO2、SF6、溫度、濕度、煙霧、環(huán)境噪音、設(shè)備工作噪音等環(huán)境信息。

語音對(duì)講現(xiàn)場(chǎng)指揮功能

智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)搭載雙向語音系統(tǒng)，安裝有應(yīng)急廣播揚(yáng)聲器和監(jiān)聽麥克。用于監(jiān)控中心和巡視人員進(jìn)行雙向?qū)χv，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控指揮。

異常預(yù)警及聯(lián)動(dòng)告警處置

根據(jù)配電房、開關(guān)室的運(yùn)行情況，按不同等級(jí)可發(fā)生報(bào)警：機(jī)器人本地聲光預(yù)警、監(jiān)控中心聲光預(yù)警。

當(dāng)出現(xiàn)環(huán)境氣體達(dá)到報(bào)警參數(shù)、火情、積水異常，巡檢點(diǎn)設(shè)備發(fā)生異常，地質(zhì)變化、通訊系統(tǒng)故障、機(jī)器人掉線30分鐘等異常情況時(shí)，系統(tǒng)都應(yīng)進(jìn)行報(bào)警。當(dāng)工作人員確認(rèn)報(bào)警信息后，系統(tǒng)可以解除相關(guān)報(bào)警。

火災(zāi)檢測(cè)及應(yīng)急處理

通過巡檢機(jī)器人人體搭載的高清視頻設(shè)備檢測(cè)配電房、開關(guān)室內(nèi)部異常光源、煙霧情況；紅外設(shè)備識(shí)別火源，對(duì)配電房、開關(guān)室設(shè)備明火及設(shè)備內(nèi)部異常溫度進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)識(shí)別疑似火災(zāi)位置，由平臺(tái)專家系統(tǒng)分析是否有著火點(diǎn)，是否需要聯(lián)動(dòng)消防系統(tǒng)；確認(rèn)著火點(diǎn)后，發(fā)送火災(zāi)告警至本地監(jiān)控平臺(tái)，同時(shí)巡檢機(jī)器人應(yīng)駛離到安全距離（機(jī)器人承受最高溫度）以外觀察。

配合氣體檢測(cè)設(shè)備，對(duì)配電房、開關(guān)室內(nèi)部有害氣體進(jìn)行檢測(cè)，為人員進(jìn)入管廊內(nèi)部進(jìn)行消防或其他作業(yè)提供參考。

360°高清視頻巡檢

巡檢機(jī)器人安裝的360°連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)球型云臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全方位巡檢監(jiān)控。

（1）移動(dòng)高清視頻監(jiān)控：1080P高清可見光相機(jī)，可實(shí)現(xiàn)配電房、開關(guān)室內(nèi)實(shí)時(shí)移動(dòng)視頻監(jiān)控。機(jī)器人同時(shí)搭載的高亮紅外探照燈補(bǔ)光，以實(shí)現(xiàn)有效照明。

（2）系統(tǒng)完成如下表計(jì)的識(shí)別：

電壓表、電流表等表計(jì)指示；

SF6氣體壓力等表計(jì)指示；

開關(guān)、接地刀閘、貯能狀態(tài)等機(jī)械位置及電氣指示檢測(cè)；

狀態(tài)指示燈自動(dòng)識(shí)別；

空開狀態(tài)識(shí)別；

旋鈕開關(guān)位置識(shí)別；

保護(hù)壓板位置判斷；

運(yùn)行人員遠(yuǎn)程操作機(jī)器人監(jiān)督現(xiàn)場(chǎng)人員操作及施工

（3）地質(zhì)沉降：巡檢機(jī)器人采用預(yù)置點(diǎn)標(biāo)定與視頻識(shí)別相結(jié)合的方法，對(duì)配電房、開關(guān)室的基建變形、地質(zhì)變化、結(jié)構(gòu)縫錯(cuò)位等進(jìn)行檢測(cè)，有效預(yù)警可能發(fā)生的嚴(yán)重地質(zhì)危害。

（4）設(shè)備銹蝕、變形檢測(cè)：配電房、開關(guān)室設(shè)備生銹腐蝕、變形，久而久之會(huì)導(dǎo)致設(shè)備故障。巡檢機(jī)器人系統(tǒng)通過圖像識(shí)別及圖像對(duì)比方法，可對(duì)套管設(shè)備、緊固件進(jìn)行精確定位、拍照，結(jié)合人工確認(rèn)，實(shí)現(xiàn)銹蝕、變形分析，提前預(yù)警，一定程度上防止故障的發(fā)生。

（5）漏水與積水識(shí)別：機(jī)器人系統(tǒng)可針對(duì)配電房、開關(guān)室中的土建滲水、地面積水情況進(jìn)行識(shí)別。在正常巡檢情況下，機(jī)器人對(duì)特定的滲水泄漏點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)；常規(guī)行進(jìn)過程中，可采用掃描的方式進(jìn)行滲水漏水檢測(cè)。

設(shè)備自動(dòng)識(shí)別管理功能

對(duì)于系統(tǒng)采集的熱圖進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，通過圖像配準(zhǔn)的方法識(shí)別出該熱圖包含的有效設(shè)備目標(biāo)，保證溫度監(jiān)測(cè)的有效性。

設(shè)備自動(dòng)識(shí)別管理功能

對(duì)于系統(tǒng)采集的熱圖進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，通過圖像配準(zhǔn)的方法識(shí)別出該熱圖包含的有效設(shè)備目標(biāo)，保證溫度監(jiān)測(cè)的有效性。

詳細(xì)設(shè)備工作狀態(tài)管理功能

建立所有設(shè)備以及設(shè)備部件的管理體系，在自動(dòng)巡檢的同時(shí)對(duì)本紅外熱像儀巡視范圍內(nèi)的所有設(shè)備部件進(jìn)行溫度分析記錄。在報(bào)警的時(shí)候可以詳細(xì)到具體設(shè)備故障部位。

防誤報(bào)識(shí)別功能

所有的溫度測(cè)量都基于有效的設(shè)備識(shí)別，根據(jù)巡查策略可以只測(cè)量標(biāo)記過的設(shè)備，對(duì)于外界的干擾熱源自動(dòng)剔除，有效的防止了誤報(bào)警的產(chǎn)生。

自動(dòng)生成報(bào)表功能

系統(tǒng)軟件可自動(dòng)生成單幅紅外圖像的設(shè)備工作溫度分析報(bào)表或綜合報(bào)表，系統(tǒng)可自動(dòng)記錄每次測(cè)溫時(shí)的溫度值，并生成溫度報(bào)表，以反應(yīng)該設(shè)備在某一時(shí)間段內(nèi)的溫度變化情況。

自動(dòng)巡航功能

系統(tǒng)提供多種方式的自動(dòng)巡檢計(jì)劃和方案，實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)每天多次的對(duì)設(shè)備工作狀態(tài)的巡檢、自動(dòng)預(yù)警、自動(dòng)輸出報(bào)表等功能。減少了人員到現(xiàn)場(chǎng)巡視次數(shù)，提高運(yùn)行人員工作效率，有效降低了運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度。

自動(dòng)預(yù)警功能、短信報(bào)警

在系統(tǒng)巡航過程中，如發(fā)現(xiàn)目標(biāo)設(shè)備溫度異常自動(dòng)報(bào)警，報(bào)警信息有文字信息和聲音信息，提示運(yùn)行人員具體的報(bào)警位置狀況信息，以便跟蹤故障點(diǎn)，確認(rèn)告警情況并排除故障。

系統(tǒng)可設(shè)置將配電室、開關(guān)室內(nèi)設(shè)備工作狀態(tài)以短信方式發(fā)送到運(yùn)維人員手機(jī)中，提高系統(tǒng)報(bào)警的有效性和實(shí)時(shí)性。