朱誠(chéng)

國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司檢修分公司 浙江 杭州 311200

有軌機(jī)器人在應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中需要事先在變電站內(nèi)部敷設(shè)一些特定的磁條，并且安裝RFID定位芯片，從而用于機(jī)器人的導(dǎo)航以及定位工作；而對(duì)于另一種無(wú)軌巡檢機(jī)器人來(lái)說(shuō)，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中，無(wú)須在變電站內(nèi)部鋪設(shè)磁條，主要通過(guò)一些智能識(shí)別技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的導(dǎo)航工作。相比而言，無(wú)軌巡檢機(jī)器人在應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中工程量相對(duì)來(lái)說(shuō)比較小，而且利用現(xiàn)成的巡視道路就可以完成自身的工作。然而，在變電站設(shè)備巡檢機(jī)器人實(shí)際使用的過(guò)程當(dāng)中，由于各種因素的影響使機(jī)器人在巡檢的時(shí)候經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些類似于點(diǎn)位偏差、表計(jì)讀數(shù)不準(zhǔn)確等一系列問(wèn)題。而無(wú)人機(jī)是新興的一門技術(shù)，當(dāng)前已經(jīng)在電力行業(yè)輸電線路運(yùn)維工作中發(fā)揮了極其重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，當(dāng)前無(wú)人機(jī)在應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中已經(jīng)可以開展大量巡視測(cè)溫工作，使得巡視工作的工作效率得到了實(shí)質(zhì)性的提升。

1 巡檢機(jī)器人及無(wú)人機(jī)的發(fā)展

從20世紀(jì)60年代末期，斯坦福研究院開始致力于移動(dòng)機(jī)器人的研究工作，并且研制出了名為Shakey的自主移動(dòng)機(jī)器人。從2005年11月以來(lái)，長(zhǎng)春變電站巡檢機(jī)器人樣機(jī)開始正式投入使用，為無(wú)人值守變電站的推廣應(yīng)用提供了新的監(jiān)測(cè)手段。在短短十幾年以來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)巡檢機(jī)器人都取得了一定的突破。而無(wú)人機(jī)迄今為止經(jīng)歷了三個(gè)主要的發(fā)展階段：第一階段是萌芽期，早在1935年開始蜂后式無(wú)人機(jī)出現(xiàn)在人們的眼前，從此人類社會(huì)步入了無(wú)人機(jī)的時(shí)代；第二階段為發(fā)展期。從1982年開始，以色列首創(chuàng)無(wú)人機(jī)與有人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)，在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)當(dāng)中發(fā)揮了極其重大的作用，引起各個(gè)國(guó)家軍事領(lǐng)導(dǎo)的重視。也由此，無(wú)人機(jī)開啟了真正的發(fā)展之路；第3階段為蓬勃期。從21世紀(jì)初期，迷你無(wú)人機(jī)出現(xiàn)在人們的眼前，機(jī)型更加小巧，而且性能相比其他無(wú)人機(jī)而言更加穩(wěn)定。當(dāng)前，要想將無(wú)人機(jī)應(yīng)用于變電站巡檢相關(guān)工作當(dāng)中，首先技術(shù)人員需要根據(jù)變電站巡檢工作的實(shí)際需求開發(fā)出無(wú)人機(jī)自動(dòng)巡檢功能，并且基于圖像識(shí)別的在線監(jiān)測(cè)以及通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行大量訓(xùn)練的智能診斷系統(tǒng)，建立和完善變電站無(wú)人機(jī)作業(yè)管理和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)無(wú)人機(jī)巡檢的合理應(yīng)用，可以大幅度提高巡檢工作的工作效率，代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工的方式完成各項(xiàng)作業(yè)，極大地降低了值班人員在實(shí)際工作過(guò)程當(dāng)中所面臨的一系列風(fēng)險(xiǎn)[1]。

2 巡檢機(jī)器人在運(yùn)行中存在的問(wèn)題及采用無(wú)人機(jī)的優(yōu)勢(shì)

2.1 巡檢機(jī)器人機(jī)身笨重行動(dòng)不便

對(duì)于一座敞開式的500千瓦變電站來(lái)說(shuō)，為了保障其安全運(yùn)行，需要在其內(nèi)部設(shè)置的巡視點(diǎn)位接近6000多個(gè)。而巡檢機(jī)器人由于技術(shù)以及材料等各個(gè)方面的限制，其本體所具有的機(jī)身相對(duì)來(lái)說(shuō)比較笨重。而且在行動(dòng)的過(guò)程當(dāng)中，有諸多因素會(huì)對(duì)其造成干擾。正常行駛速度一般為0.5m/s，要想令其在整個(gè)變電站進(jìn)行全面的巡檢工作，需要消耗大量的時(shí)間，巡檢效率極其低下。然而普通的無(wú)人機(jī)其飛行速度當(dāng)前已經(jīng)達(dá)到了20m/s，即使是在定位導(dǎo)航模式下其速度也高達(dá)5m/s。而且無(wú)人機(jī)機(jī)身比較輕盈，擁有靈活的飛行優(yōu)勢(shì)。通過(guò)無(wú)人機(jī)的大量使用將會(huì)使得巡檢效率得到實(shí)質(zhì)性的提高。

2.2 巡檢機(jī)器人偏離預(yù)測(cè)路徑

在機(jī)器人正式開始巡檢任務(wù)之前，其相應(yīng)的位置狀態(tài)必然會(huì)存在一定的偏差。而在機(jī)器人運(yùn)行過(guò)一段時(shí)間之后，初始位置狀態(tài)的偏差將會(huì)被放大很多，甚至?xí)泻艽蟾怕食霈F(xiàn)偏離預(yù)定設(shè)定路徑的問(wèn)題。機(jī)器人由于其機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，其運(yùn)動(dòng)的空間只能是二維平面模式。然而無(wú)人機(jī)將是三維立體模式，通過(guò)無(wú)人機(jī)地面基站系統(tǒng)作用的正常發(fā)揮，可以建立起變電站電子系統(tǒng)，采用三維坐標(biāo)系對(duì)變電站所有設(shè)備巡視點(diǎn)位以及飛行空間建立起相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。在飛行的過(guò)程當(dāng)中，和數(shù)據(jù)庫(kù)之間保持實(shí)時(shí)通信，利用高精度導(dǎo)航定位技術(shù)、視覺(jué)導(dǎo)航定位技術(shù)等一系列先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的導(dǎo)航工作。當(dāng)前，無(wú)人機(jī)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中，動(dòng)態(tài)定位精度最高可以達(dá)到厘米級(jí)別，從理論上可以精確地到達(dá)變電站的任意位置[2]。

2.3 巡檢機(jī)器人表計(jì)讀數(shù)不準(zhǔn)確

對(duì)于巡檢機(jī)器人來(lái)說(shuō)，由于其在行駛的過(guò)程當(dāng)中一般是在一個(gè)二維平面進(jìn)行行駛，因此對(duì)于一些地理位置相對(duì)來(lái)說(shuō)比較高的設(shè)備紅外測(cè)溫儀的角度上和設(shè)備呈現(xiàn)一定的夾角。因此，所測(cè)的實(shí)際溫度往往會(huì)在一定程度上低于設(shè)備的實(shí)際溫度，準(zhǔn)確性得不到有效的保障。然而，無(wú)人機(jī)可以完美的避免這些問(wèn)題，無(wú)人機(jī)紅外測(cè)溫具有三維立體全方位的突破了二維空間的限制，可以360度無(wú)死角的測(cè)溫，測(cè)溫速度快，范圍廣。

3 未來(lái)變電站巡檢無(wú)人機(jī)的發(fā)展

當(dāng)前無(wú)人機(jī)在輸電線路巡視中的應(yīng)用已經(jīng)有了一個(gè)很好的開端，在后續(xù)發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中，相關(guān)技術(shù)人員還需要結(jié)合當(dāng)前已有的無(wú)人機(jī)技術(shù)開發(fā)出無(wú)人機(jī)自動(dòng)巡視功能?；趫D像識(shí)別的在線檢測(cè)，以及通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行大量訓(xùn)練的智能診斷系統(tǒng)。通過(guò)這樣的方式可以使得無(wú)人機(jī)在變電站進(jìn)行巡檢的過(guò)程當(dāng)中實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)智能化的運(yùn)行管控。相信在不久的將來(lái)，無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)將會(huì)變得更加成熟，大量應(yīng)用于變電站當(dāng)中。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜合文章上面所描述的內(nèi)容不難發(fā)現(xiàn)，巡檢機(jī)器人在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中存在著諸多的缺點(diǎn)。而通過(guò)無(wú)人機(jī)技術(shù)的合理利用，可以有效克服這些缺點(diǎn)。相信在不久的將來(lái)，各大變電站當(dāng)中將會(huì)廣泛的利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行巡檢工作。