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項(xiàng)目背景

變電站作業(yè)人員管理制度中，為了使管理人員能夠及時(shí)了解、準(zhǔn)確掌握本崗位的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，控制處理跑、冒、滴、漏等各類安全隱患險(xiǎn)情，各區(qū)域?qū)嵭辛搜矙z制度，主要是通過(guò)運(yùn)行人員定期攜帶紅外熱像儀巡檢來(lái)掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并手工抄錄各個(gè)儀表的讀數(shù)。這種模式存在著許多難以克服的問(wèn)題:

衡量尺度問(wèn)題：運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)是確保設(shè)備安全運(yùn)行的一種技術(shù)能力，但運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累過(guò)程具有單一性。人員一旦變動(dòng)，就可能造成經(jīng)驗(yàn)流失。這些問(wèn)題造成了對(duì)運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)把握的難度，而且間接地引起了較高的管理費(fèi)用。

原始數(shù)據(jù)積累問(wèn)題：由于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的原始數(shù)據(jù)和信息的積累不足，對(duì)事故的預(yù)防及排除無(wú)法提供有用的輔助性資料。

勞動(dòng)強(qiáng)度，人工成本：機(jī)器人能大大提升工作效率，例如某運(yùn)維班管20座變電站，每月按規(guī)定要安排人工例行巡檢92次，一共要安排出工276人次。配置機(jī)器人后每月可以開(kāi)展264次例行巡檢，只需要安排人員出工80人次。

另外對(duì)運(yùn)行設(shè)備的熱狀態(tài)監(jiān)測(cè)，若是人工操作操作的巡檢設(shè)備，往往會(huì)造成勞動(dòng)強(qiáng)度的提升及診斷不及時(shí)等缺陷?？傊?，目前的紅外熱成像儀及SF6氣體撿漏技術(shù)在圖像處理技術(shù)上不斷改進(jìn)提高，但始終仍需要人為加以控制操作，操作人員的工作方便性和控制實(shí)時(shí)性仍需加強(qiáng)。

本系統(tǒng)以智能巡檢機(jī)器人為核心，整合機(jī)器人技術(shù)、電力設(shè)備非接觸檢測(cè)技術(shù)、紅外熱像智能識(shí)別技術(shù)、多傳感器融合技術(shù)、模式識(shí)別技術(shù)、導(dǎo)航定位技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站全天候、全方位、全自主智能巡檢和監(jiān)控，有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度，降低變電站運(yùn)維成本，提高正常巡檢作業(yè)和管理的自動(dòng)化和智能化水平。

采用機(jī)器人技術(shù)進(jìn)行變電站巡檢，既具有人工巡檢的靈活性、智能性，同時(shí)也克服和彌補(bǔ)了人工巡檢存在的一些缺陷和不足，更適應(yīng)變電站發(fā)展的實(shí)際需求，具有巨大的優(yōu)越性，具有廣闊的發(fā)展空間和應(yīng)用前景。

我公司主要開(kāi)發(fā)的變電站智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)用于變電站中，能夠搭載SF6氣體檢漏儀、紅外熱像儀及攝像機(jī)，在變電站內(nèi)，采用激光制導(dǎo)及視覺(jué)識(shí)別技術(shù)，定時(shí)自動(dòng)從充電點(diǎn)出發(fā)，按照設(shè)定的路線行走，在各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)采集表計(jì)讀數(shù)、設(shè)備工作溫度、SF6氣體泄漏狀態(tài)，并實(shí)時(shí)處理分析后反饋至客戶端軟件，并對(duì)機(jī)器人自身狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并反饋。可以實(shí)時(shí)自動(dòng)巡檢運(yùn)行設(shè)備工作狀態(tài)、并按預(yù)先設(shè)定的預(yù)警值發(fā)出報(bào)警信號(hào)，從而使運(yùn)行人員（或通過(guò)值班調(diào)度員）能及時(shí)采取相應(yīng)的措施，確保設(shè)備運(yùn)行的安全。提高運(yùn)行人員對(duì)設(shè)備缺陷的識(shí)別能力和預(yù)見(jiàn)性

系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

變電站原有設(shè)備紅外監(jiān)測(cè)方式，基本采用由運(yùn)行人員以人工巡檢方式進(jìn)行，由于使用中的不便和方法中存在缺陷，難以滿足現(xiàn)代化管理系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、可靠性和易用性等方面日益增長(zhǎng)的要求。

采用智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)后，可以實(shí)時(shí)自動(dòng)巡檢運(yùn)行設(shè)備的溫度情況并按預(yù)先設(shè)定的預(yù)警值發(fā)出聲音報(bào)警信號(hào)，從而使運(yùn)行人員（或通過(guò)值班調(diào)度員）能及時(shí)采取相應(yīng)的措施，用減少負(fù)荷或改變系統(tǒng)運(yùn)行方式等手段，確保設(shè)備運(yùn)行的安全。提高運(yùn)行人員對(duì)設(shè)備缺陷的識(shí)別能力和預(yù)見(jiàn)性。具備以下優(yōu)點(diǎn)：

1、設(shè)備自動(dòng)識(shí)別管理：對(duì)與系統(tǒng)采集的熱圖（無(wú)論自動(dòng)采集還是人工采集）進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，通過(guò)圖像配準(zhǔn)的方法識(shí)別出該熱圖能有效的設(shè)備目標(biāo)，保證溫度檢測(cè)的有效性。

2、防誤報(bào)識(shí)別系統(tǒng)：所有的溫度測(cè)量都基于有效的目標(biāo)識(shí)別，根據(jù)巡查策略可以只測(cè)量標(biāo)記過(guò)的設(shè)備，對(duì)于外界的干擾熱源自動(dòng)剔除，有效的防治了誤報(bào)警的產(chǎn)生。

3、詳細(xì)設(shè)備工作狀態(tài)管理：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。

4、自動(dòng)巡航：系統(tǒng)可對(duì)云臺(tái)設(shè)置預(yù)置位，并最大利用機(jī)器智能方式運(yùn)作，無(wú)需看管而自動(dòng)定時(shí)啟動(dòng)巡測(cè)，并保存巡檢時(shí)所采集的熱圖和記錄巡檢時(shí)的溫度信息。

5、自動(dòng)預(yù)警：在系統(tǒng)巡航過(guò)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。

6、自動(dòng)生成報(bào)表：系統(tǒng)軟件可自動(dòng)生成單幅紅外圖像的設(shè)備接點(diǎn)溫度分析報(bào)表；或綜合報(bào)表，即系統(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)該接點(diǎn)在某一時(shí)間段內(nèi)的溫度變化情況。

7、人工巡檢輔助識(shí)別：對(duì)特定位置，如室內(nèi)開(kāi)關(guān)柜等未安裝在線式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)可以使用手持熱像儀檢測(cè)，檢測(cè)采集的圖片自動(dòng)導(dǎo)入系統(tǒng)，自動(dòng)設(shè)備識(shí)別，自動(dòng)生成報(bào)告。

8、紅外圖像拼接技術(shù)：采用圖像拼接技術(shù)，在人工輔助修正的情況下可以自動(dòng)形成變電站設(shè)備工作狀態(tài)全景熱圖，便于工作人員對(duì)需要進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的變電站設(shè)備進(jìn)行標(biāo)注。

9、變電站設(shè)備工作狀態(tài)全景熱圖：采用紅外圖像智能識(shí)別技術(shù)，獲得所有設(shè)備在全景熱圖中的精確位置及工作溫度，位置精度最大誤差僅為2個(gè)像素點(diǎn)?？上?yàn)闄C(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)誤差導(dǎo)致的測(cè)量失誤。

10、檢測(cè)精度高：采用的紅外熱像儀本身的采樣精度比便攜式儀器的精度和分辨率高，且紅外熱像儀與高倍變焦可見(jiàn)光攝像機(jī)安裝在同一個(gè)云臺(tái)上，既可以保證兩個(gè)攝像頭監(jiān)視的是同一個(gè)設(shè)備位置，也解決了紅外熱像難以識(shí)別設(shè)備安裝位置的問(wèn)題，便于及時(shí)判斷設(shè)備的具體過(guò)熱點(diǎn)，為準(zhǔn)確判斷并采取相應(yīng)措施爭(zhēng)取了寶貴的時(shí)間。

11、監(jiān)測(cè)重點(diǎn)位置、兼顧全面設(shè)備：系統(tǒng)采用預(yù)置位云臺(tái)，可以根據(jù)需要設(shè)置128個(gè)需要定時(shí)檢測(cè)的位置，在每個(gè)位置上DM60紅外熱像儀還同時(shí)可以檢測(cè)4個(gè)設(shè)備的工作狀態(tài)，所以只要將系統(tǒng)安裝在合適的位置，可以方便的檢測(cè)所有設(shè)備。

12、數(shù)據(jù)具有可對(duì)比性：系統(tǒng)能自動(dòng)根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的巡檢策略，定時(shí)控制DM60紅外熱像儀轉(zhuǎn)動(dòng)的各個(gè)預(yù)置位，檢測(cè)該預(yù)置位上各個(gè)設(shè)備的工作狀態(tài)，采集當(dāng)前設(shè)備的工作狀態(tài)熱圖，記錄這時(shí)設(shè)備的工作溫度，同時(shí)比較當(dāng)前設(shè)備的工作溫度是否高于預(yù)先設(shè)置的報(bào)警溫度。通過(guò)這樣的工作序列以后，系統(tǒng)可以給出所有處于巡檢策略的設(shè)備在一段時(shí)間內(nèi)每天同一時(shí)間上的溫度變化趨勢(shì)，該溫度變化趨勢(shì)結(jié)合其他在線檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)（如該設(shè)備的電流變化趨勢(shì)），可以極大的方便對(duì)本設(shè)備的工作狀態(tài)給出準(zhǔn)確的判斷。

13、自動(dòng)位置校準(zhǔn)功能：采用圖象識(shí)別技術(shù)，自動(dòng)對(duì)云臺(tái)預(yù)置位運(yùn)行誤差進(jìn)行校正，保證能正確的采集到正確的設(shè)備部件溫度狀態(tài)。

14、系統(tǒng)具備可靠性、實(shí)時(shí)性較高的優(yōu)點(diǎn)。采用本系統(tǒng)，自然環(huán)境不會(huì)有任何影響，無(wú)論是刮風(fēng)下雨，還是低溫寒冷都可以實(shí)現(xiàn)不間斷自動(dòng)監(jiān)測(cè)，更不用擔(dān)心裝置的電源剩余量問(wèn)題。

15、節(jié)省人力：采用本系統(tǒng)，由于系統(tǒng)自動(dòng)化程度較高，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)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，適應(yīng)變電站向少人或無(wú)人值班發(fā)展趨勢(shì)的需要。

16、兼容現(xiàn)有人工巡檢數(shù)據(jù)：現(xiàn)有的手持紅外熱像儀生成的數(shù)據(jù)可直接進(jìn)入本系統(tǒng)，數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理維護(hù)。

由此可見(jiàn)，采用智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)，在保證設(shè)備健康運(yùn)行的同時(shí)，同時(shí)也為設(shè)備檢修重點(diǎn)提供了科學(xué)的依據(jù)，提高了工作效率，減少了停電的時(shí)間，也就相應(yīng)增加了設(shè)備的可用率，為電網(wǎng)安全乃至社會(huì)的穩(wěn)定提供了技術(shù)保障。

本方案采用智能巡檢機(jī)器人來(lái)替代變電站原有的人工巡檢，利用智能巡檢機(jī)器人的自主/手動(dòng)巡檢、紅外測(cè)溫、圖像識(shí)別、視頻監(jiān)控、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)等功能，對(duì)變電站進(jìn)行全天候的巡檢和數(shù)據(jù)測(cè)量，以保障機(jī)器人在變電站內(nèi)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)模塊等設(shè)備的安全隱患，提醒工作人員注意處理。在發(fā)生異常緊急情況時(shí)，巡檢機(jī)器人還可以作為移動(dòng)式的監(jiān)控平臺(tái)，由人工手動(dòng)控制到指定位置，查看設(shè)備情況，及時(shí)查明設(shè)備故障，減低人身安全風(fēng)險(xiǎn)。

系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)紅外探測(cè)器

機(jī)器人系統(tǒng)的核心檢測(cè)器件已具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，本系統(tǒng)采用640×480分辨率熱像儀，有效提供對(duì)測(cè)量目標(biāo)的溫度識(shí)別效果。

2、軍用慣性制導(dǎo)技術(shù)，激光制導(dǎo)、無(wú)軌運(yùn)行、定位精確

不需要任何軌道，直接使用閥廳現(xiàn)有路面就可以快速實(shí)施巡檢監(jiān)控，無(wú)需繁瑣的工程施工。系統(tǒng)定位精度高達(dá)5毫米。

三維角度實(shí)時(shí)輸出

XYZ三軸陀螺三軸加表數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)輸出

自動(dòng)溫度補(bǔ)償、集成穩(wěn)定算法

無(wú)軌化導(dǎo)航的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)為：無(wú)需預(yù)埋磁條，縮短施工周期，節(jié)約系統(tǒng)成本，提高便捷性；環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)行可靠性高。

3、系統(tǒng)定制超大容量電池，具備超長(zhǎng)工作時(shí)間，充滿電后連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)達(dá)9小時(shí)

4、采用領(lǐng)先的紅外熱像全景圖專利技術(shù)，有效提高測(cè)溫精確性

本系統(tǒng)使用紅外熱成像儀采集一系列紅外熱像，然后對(duì)這些紅外熱像進(jìn)行半自動(dòng)空間匹配對(duì)準(zhǔn)，合成一幅包含各圖像序列信息的寬視角場(chǎng)景的、完整的、高清晰的紅外全景圖像，在該紅外全景圖上進(jìn)行設(shè)備位置標(biāo)識(shí)后形成變電站工作設(shè)備列表，在上述數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，系統(tǒng)自動(dòng)巡檢過(guò)程中任意采集的紅外熱圖通過(guò)紅外圖像智能識(shí)別技術(shù)，獲得該圖中所有涉及到的設(shè)備的精確位置及工作溫度。

變電站設(shè)備智能識(shí)別系統(tǒng)通過(guò)對(duì)即時(shí)紅外熱圖在被監(jiān)測(cè)區(qū)域的紅外全景圖中進(jìn)行位置配準(zhǔn)的方法，擺脫了被監(jiān)控目標(biāo)位置的確定對(duì)云臺(tái)裝置的預(yù)置位參數(shù)及轉(zhuǎn)角參數(shù)的依賴，有效的提高在即時(shí)紅外熱圖中確定被監(jiān)控目標(biāo)位置的精度，識(shí)別誤差精度小于2個(gè)像素點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了在線式紅外監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)設(shè)備溫度的高精度監(jiān)測(cè)。

5、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(guò)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。

6、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。

7、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(guò)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。

8、高維圖像識(shí)別技術(shù)

100%表計(jì)識(shí)別率，采用的矩陣模式的數(shù)學(xué)模型，解決由于光線、所處的位置等諸多原因?qū)е碌淖x表失敗，有效的提供了表計(jì)識(shí)別率。

9、卓越的創(chuàng)新能力

結(jié)合智能巡檢機(jī)器人工作特點(diǎn)，開(kāi)展的諸多科技項(xiàng)目的研究，例如：

《三光譜智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)》 科技項(xiàng)目申請(qǐng)書及可行性研究

《蝸桿式垂直導(dǎo)軌智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)》 科技項(xiàng)目申請(qǐng)書及可行性研究

基于高溫度分辨率智能巡檢機(jī)器人對(duì)GIS設(shè)備內(nèi)部發(fā)熱實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的研究

智能巡檢機(jī)器人對(duì)主變漏油狀態(tài)監(jiān)測(cè)研究

SF6氣體檢漏儀型智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)研究

智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)云存儲(chǔ)技術(shù)應(yīng)用研究

巡檢結(jié)果瀏覽

『系統(tǒng)導(dǎo)航』—『巡檢結(jié)果確認(rèn)』—『巡檢結(jié)果瀏覽』提供執(zhí)行的巡檢結(jié)果瀏覽功能。

巡檢日志顯示各巡檢任務(wù)巡檢的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間、巡檢類型、結(jié)束動(dòng)作、任務(wù)狀態(tài)等信息。

步驟：

1)界面左側(cè)樹(shù)形列表中勾選需要查詢的一次設(shè)備；

2)用戶通過(guò)輸入查詢時(shí)段范圍；

3)點(diǎn)擊『查詢』按鈕實(shí)現(xiàn)查詢將顯示所有的巡檢結(jié)果記錄，在下方頁(yè)面將顯示所有要搜索的巡檢信息（如巡檢時(shí)間、所在區(qū)域、間隔、一次設(shè)備、點(diǎn)位名稱、方位、相別、識(shí)別結(jié)果、告警等級(jí)、告警狀態(tài)）；

4)雙擊選擇需要查看的某條巡檢結(jié)果記錄；

5)顯示該巡檢設(shè)備的抓圖；

6)在巡檢結(jié)果記錄中勾選記錄目條前□選擇需要導(dǎo)出的記錄；

7)點(diǎn)擊界面右上方的導(dǎo)出按鈕，保存為.xls文件。

其他各類儀表巡檢結(jié)果報(bào)告示圖如下：

圖 油位計(jì)巡檢結(jié)果報(bào)告

圖   SF6儀表巡檢結(jié)果報(bào)告

圖  刀閘巡檢結(jié)果報(bào)告