李德新

（四川長(zhǎng)虹電子控股集團(tuán)有限公司能源動(dòng)力運(yùn)營(yíng)中心，四川 綿陽621000）

1 引言

自從我國(guó)進(jìn)入新時(shí)代發(fā)展的過程中，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)對(duì)人們的日常工作和生活產(chǎn)生了相當(dāng)大的意義，而互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)改革過程中也扮演著重要的角色。為了保證我國(guó)電力事業(yè)能夠安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，就需要對(duì)變電站的室內(nèi)環(huán)境和物質(zhì)構(gòu)成做好一定的完善，例如，研究其較為復(fù)雜的空間環(huán)境和較強(qiáng)的電磁干擾問題，設(shè)計(jì)出一套變電站室內(nèi)巡檢機(jī)器人系統(tǒng)，從而有效地避免該環(huán)境對(duì)人體所造成的傷害，而且還能夠借助智能機(jī)器人更好地優(yōu)化相應(yīng)的專業(yè)工作。

2 研究變電站室內(nèi)巡檢機(jī)器人系統(tǒng)的意義

在我國(guó)現(xiàn)階段的電力事業(yè)發(fā)展過程中，已投運(yùn)17 個(gè)跨區(qū)直流輸電工程，建設(shè)了31 座換流站，這無疑對(duì)變電站的工作運(yùn)行和維護(hù)提出了更高的要求[1]。在我國(guó)現(xiàn)階段“互聯(lián)網(wǎng)+”的社會(huì)趨勢(shì)發(fā)展過程中，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、自動(dòng)化等領(lǐng)域已經(jīng)迎來了蓬勃的發(fā)展期，更是對(duì)人們?nèi)粘５墓ぷ骱蜕町a(chǎn)生了相應(yīng)的積極影響。由于在我國(guó)很多工廠的工作過程中的工作步驟監(jiān)督系統(tǒng)還不完善、礦井等危險(xiǎn)地帶的安全控制性不強(qiáng)、高校內(nèi)部實(shí)驗(yàn)室的管理不夠嚴(yán)謹(jǐn)，電力系統(tǒng)變電室內(nèi)的環(huán)境和相關(guān)操作較難進(jìn)行，而且還很容易由于外部環(huán)境的影響而出現(xiàn)工作失誤、物品丟失的現(xiàn)象[2]。此時(shí)，人力基礎(chǔ)上的人為工作護(hù)理已經(jīng)不能夠滿足實(shí)際的需求，需要引入機(jī)器人來進(jìn)行工作改革。基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的巡檢機(jī)器人作為一種主要的電子監(jiān)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(guó)的社會(huì)建設(shè)逐漸趨于嚴(yán)謹(jǐn)和完善，對(duì)于整個(gè)電力事業(yè)中的變電站室內(nèi)巡檢來說，在一定程度上可以代替變電站運(yùn)維人員進(jìn)行日常巡視，并通過變電站室內(nèi)巡檢機(jī)器人的應(yīng)用，驗(yàn)證方案的可行性。

3 變電站室內(nèi)巡檢機(jī)器人系統(tǒng)的組成

就本文所研究的變電站室內(nèi)巡檢機(jī)器人系統(tǒng)來講，這是一款基于運(yùn)動(dòng)控制模塊和室內(nèi)軌道來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)巡檢、相關(guān)操作控制、注意開關(guān)、精確處理儀表讀數(shù)等功能的機(jī)器人巡檢系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是由兩層架構(gòu)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(jiān)控主站作為最為核心的控制層，在以太網(wǎng)和主站系統(tǒng)的共同作用下輔助監(jiān)控主站進(jìn)行工作。下一個(gè)層級(jí)是主機(jī)取電模塊、主機(jī)通信模塊和S型軌道，這其中以主機(jī)取電模塊、主機(jī)通信模塊最為重要。再下一個(gè)層級(jí)就是移動(dòng)站主機(jī)和相應(yīng)的監(jiān)控裝置[3]。其中，移動(dòng)站主機(jī)的工作需要借助導(dǎo)航定位系統(tǒng)、升降驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來完成；監(jiān)控裝置則是依靠可見光采集和紅外采集這兩種感光系統(tǒng)來完成。后續(xù)所要進(jìn)行的數(shù)據(jù)采集工作則主要是借助機(jī)器人系統(tǒng)來完成的，包括移動(dòng)站主機(jī)和監(jiān)控裝置。對(duì)于功能架構(gòu)層來說，其運(yùn)行的過程又會(huì)復(fù)雜一些，首先是由檢測(cè)功能、分析告警功能、自動(dòng)巡航功能和控制功能四個(gè)部分來將主站層數(shù)據(jù)分析平臺(tái)所提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的分析，然后以指令下發(fā)的形式傳遞給數(shù)據(jù)源。數(shù)據(jù)源中的可見光檢測(cè)裝置、紅外檢測(cè)裝置、導(dǎo)航系統(tǒng)、升降驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)在接收到信號(hào)的刺激之后就會(huì)作出相應(yīng)的反應(yīng)，并將信息傳遞給通信層用于相關(guān)功能的作用。

4 變電站室內(nèi)巡檢機(jī)器人的主要特點(diǎn)

4.1 人臉識(shí)別

對(duì)于電力事業(yè)的變電站室內(nèi)環(huán)境來說，這是一種較為特殊的環(huán)境，一般都不會(huì)允許閑雜人等隨意進(jìn)出，只會(huì)允許有資格的專業(yè)人士進(jìn)入。因此，在設(shè)計(jì)變電站室內(nèi)巡檢機(jī)器人時(shí)，需要后臺(tái)的專家將能夠進(jìn)入到變電室內(nèi)的人臉數(shù)據(jù)錄入并驗(yàn)證。一旦在巡檢機(jī)器人工作的過程中發(fā)現(xiàn)未在系統(tǒng)中的人臉數(shù)據(jù)，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(jìn)入而對(duì)變電站室內(nèi)工作帶來風(fēng)險(xiǎn)[4]。

4.2 危險(xiǎn)區(qū)域識(shí)別

由于變電站的特殊性，其周邊的區(qū)域大多數(shù)都是屬于危險(xiǎn)區(qū)域或者相應(yīng)的禁區(qū)，一般來說都是不允許閑雜人等隨意闖入或闖出的，以免發(fā)生相應(yīng)的安全事故。因此，在設(shè)計(jì)變電站室內(nèi)巡檢機(jī)器人時(shí)，機(jī)器人能夠?qū)ψ鳂I(yè)人員進(jìn)入指定作業(yè)區(qū)域以外的行為進(jìn)行越界判斷和安全報(bào)警，從而有效保障作業(yè)人員的人身安全。而且當(dāng)外部物體或者閑雜人等侵入危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，也會(huì)發(fā)出警報(bào)要求其快速離開，從而有效地降低出現(xiàn)危險(xiǎn)的概率。

4.3 操作核對(duì)

所謂的操作核對(duì)主要是對(duì)于一些較為細(xì)微、一般不會(huì)重視的細(xì)部工作而進(jìn)行研究的，傳統(tǒng)的變電站操作中偶爾會(huì)存在漏項(xiàng)或操作不到位的情況，這是因?yàn)槿肆Σ僮麟m然安排了一人工作一人監(jiān)督，但是畢竟不能夠做到面面俱到。而變電站選件機(jī)器人所設(shè)計(jì)的操作核對(duì)則能使得操作的安全性和可靠性得到相應(yīng)的提升，可以對(duì)開關(guān)的閉合、設(shè)備的狀態(tài)、性能等進(jìn)行核查。

5 變電站室內(nèi)巡檢機(jī)器人的應(yīng)用前景

巡檢機(jī)器人顯而易見的應(yīng)用特點(diǎn)就是有效表明了我國(guó)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在信息化時(shí)代的發(fā)展過程中扮演著相當(dāng)重要的角色，而且還將互聯(lián)網(wǎng)通信過程中的多樣性、靈活性等進(jìn)行了充分地體現(xiàn)，使巡檢機(jī)器人和中央處理器之間的信息交互實(shí)現(xiàn)了本質(zhì)上的進(jìn)步，無論是在簡(jiǎn)單的機(jī)器設(shè)備信號(hào)采集、傳輸還是處理的過程中發(fā)揮出巨大的優(yōu)勢(shì)，并在一定程度上確保了巡檢機(jī)器人的工作精確性和準(zhǔn)確性。第二個(gè)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)就是通過將機(jī)器人技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成進(jìn)而控制電器設(shè)備的發(fā)展變成實(shí)際的應(yīng)用，是對(duì)相關(guān)電力系統(tǒng)中工作效率的有效提升，對(duì)于大量人力、物力、財(cái)力等資源的使用起到了關(guān)鍵的節(jié)省作用。第三個(gè)優(yōu)勢(shì)則是對(duì)人力的優(yōu)化來說，運(yùn)行人員可以根據(jù)巡視時(shí)間、周期、路線、檢測(cè)目標(biāo)等靈活地對(duì)巡檢機(jī)器人進(jìn)行相關(guān)的任務(wù)定制，而且當(dāng)其完成任務(wù)以后還能夠回到特定的位置進(jìn)行充電，從而有效地保障了下一次工作的順利性和穩(wěn)定性。

6 結(jié)語

綜上所述，為使我國(guó)的工業(yè)化水平和科技化水平得到有效提升，需要在信息化技術(shù)的作用下進(jìn)行工業(yè)化的改革。其中，以巡檢機(jī)器人在電力系統(tǒng)變電站室內(nèi)進(jìn)行工作的各種步驟為研究目標(biāo)，最主要的一點(diǎn)就是要在巡檢機(jī)器人的工作系統(tǒng)中植入相應(yīng)的電氣系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一定程度上的集成設(shè)計(jì)。這樣不僅能夠借助自主或者遙控的方式來使得巡檢機(jī)器人對(duì)變電站室內(nèi)的相關(guān)設(shè)備實(shí)施巡檢，減少工作精度的影響，而且還能夠有效地改進(jìn)機(jī)器人室內(nèi)圖像的識(shí)別方式，使得整個(gè)工作的環(huán)境變得更為精致、科學(xué)、穩(wěn)定。