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1.1項目簡介

本項目實現(xiàn)開關(guān)柜紅外測溫、局放檢測、柜面及保護裝置信號狀態(tài)指示等的全自動識別，繼保室保護屏柜壓板狀態(tài)、空開位置、電流端子狀態(tài)、裝置信號燈指示以及數(shù)顯儀表的全自動識別讀數(shù)。并且采用非接觸式式供電方式，實現(xiàn)24小時不間斷巡視，也可自定義周期和設(shè)備進行特殊巡視。

1.2系統(tǒng)簡介

智能巡檢監(jiān)測機器人系統(tǒng)（含本地、遠程監(jiān)控平臺）。主要包括：

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

（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2套，包括本地監(jiān)控平臺1套、遠程監(jiān)控平臺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、動力線纜及組件等。

1.3系統(tǒng)設(shè)計目標

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

1.4項目背景

目前電力公司對于所管轄的配電房、開關(guān)室，例行巡檢每月1次，紅外測溫巡測每月1次，全部依賴于人工巡視作業(yè)。在高負荷期間和有特殊保供電要求時，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，而運維一體化等工作在擴展業(yè)務(wù)范圍的同時也給變電運維工作提出了更高的要求，在這樣的形勢下，傳統(tǒng)的“人工巡檢、手動記錄”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)控器實現(xiàn)。但是由于配電房、開關(guān)室數(shù)量多，范圍廣，封閉性強，通訊不便，一旦出現(xiàn)突發(fā)事故，將對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, 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。

相對于人工巡檢，智能巡檢機器人具有可全天候運行和對惡劣環(huán)境的適應(yīng)性更強的優(yōu)勢。根據(jù)預(yù)先設(shè)定的巡檢內(nèi)容、時間、周期、路線等參數(shù)信息，自主啟動完成例行巡檢任務(wù)，根據(jù)報警級別、事項來源等分類存儲并實現(xiàn)智能告警，有效的減輕運維人員工作量，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)測機器人自身具有高清視頻、紅外熱圖像和聲音采集等功能，工作人員通過對信息進行綜合分析得出穩(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)軌道型智能巡檢機器人監(jiān)測系統(tǒng)主要由巡檢機器人、運載軌道系統(tǒng)、通訊及電源系統(tǒng)、監(jiān)控平臺等組成。

2.2系統(tǒng)的特點和優(yōu)勢

視覺導(dǎo)航技術(shù)，自動識別所有表計

傳統(tǒng)的機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)測目標，需要大量的運維工作才能保證整個系統(tǒng)的有效運行。本系統(tǒng)采用的視覺導(dǎo)航技術(shù)，只要系統(tǒng)采用模糊識別算法對現(xiàn)場典型設(shè)備進行學(xué)習(xí)，在實施過程中內(nèi)自動識別所有的設(shè)備，自動定位需要檢測的目標，極大的提高系統(tǒng)運行效率。

滑觸式供電化技術(shù)

巡檢機器人重復(fù)定位精度±2mm，運行平順無卡滯。

24小時連續(xù)不間斷運行，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)測技術(shù)

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

局放檢測方式：TEV+超聲組合。

3D掃描技術(shù)、室內(nèi)設(shè)備全方位監(jiān)測

系統(tǒng)采用三維掃描儀用來偵測并分析配電房、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)進行三維重建計算，在智能巡檢機器人系統(tǒng)中創(chuàng)建實際物體的數(shù)字模型。

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

AR實景監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用

運維人員模擬現(xiàn)場實際場景實時觀測室內(nèi)所有設(shè)備的運行狀態(tài)。可隨著運維人員的身體動作，查看分析任意設(shè)備的工作狀態(tài)，表計讀數(shù)。系統(tǒng)同時可在所有檢測對象上進行注釋及標記，輔助運維人員巡視。

系統(tǒng)同時完成柜內(nèi)設(shè)備溫度工作狀實景實時監(jiān)測。

智慧巡檢技術(shù)

系統(tǒng)保證每天一次的全面巡檢任務(wù)，同時會自動根據(jù)巡檢結(jié)果調(diào)整其他巡檢任務(wù)，自動調(diào)整設(shè)備的巡檢頻率。例如：某塊表計讀數(shù)數(shù)值變化較大，系統(tǒng)自動增加該表計的監(jiān)測次數(shù)，而對于長期不變的表計自動減少監(jiān)測次數(shù)。對于工作狀態(tài)異常設(shè)備，系統(tǒng)自動增加巡檢頻率，有效的提高的系統(tǒng)的巡檢效率。

室內(nèi)工作環(huán)境自動監(jiān)測

智能機器人自身攜帶的環(huán)境監(jiān)測模塊、高靈敏度拾音器，具備監(jiān)測配電房、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。

語音對講現(xiàn)場指揮功能

智能巡檢機器人系統(tǒng)搭載雙向語音系統(tǒng)，安裝有應(yīng)急廣播揚聲器和監(jiān)聽麥克。用于監(jiān)控中心和巡視人員進行雙向?qū)χv，實現(xiàn)對現(xiàn)場的遠程監(jiān)控指揮。

異常預(yù)警及聯(lián)動告警處置

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

當出現(xiàn)環(huán)境氣體達到報警參數(shù)、火情、積水異常，巡檢點設(shè)備發(fā)生異常，地質(zhì)變化、通訊系統(tǒng)故障、機器人掉線30分鐘等異常情況時，系統(tǒng)都應(yīng)進行報警。當工作人員確認報警信息后，系統(tǒng)可以解除相關(guān)報警。

火災(zāi)檢測及應(yīng)急處理

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

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

360°高清視頻巡檢

巡檢機器人安裝的360°連續(xù)轉(zhuǎn)動球型云臺，實現(xiàn)全方位巡檢監(jiān)控。

（1）移動高清視頻監(jiān)控：1080P高清可見光相機，可實現(xiàn)配電房、開關(guān)室內(nèi)實時移動視頻監(jiān)控。機器人同時搭載的高亮紅外探照燈補光，以實現(xiàn)有效照明。

（2）系統(tǒng)完成如下表計的識別：

電壓表、電流表等表計指示；

SF6氣體壓力等表計指示；

開關(guān)、接地刀閘、貯能狀態(tài)等機械位置及電氣指示檢測；

狀態(tài)指示燈自動識別；

空開狀態(tài)識別；

旋鈕開關(guān)位置識別；

保護壓板位置判斷；

運行人員遠程操作機器人監(jiān)督現(xiàn)場人員操作及施工

（3）地質(zhì)沉降：巡檢機器人采用預(yù)置點標定與視頻識別相結(jié)合的方法，對配電房、開關(guān)室的基建變形、地質(zhì)變化、結(jié)構(gòu)縫錯位等進行檢測，有效預(yù)警可能發(fā)生的嚴重地質(zhì)危害。

（4）設(shè)備銹蝕、變形檢測：配電房、開關(guān)室設(shè)備生銹腐蝕、變形，久而久之會導(dǎo)致設(shè)備故障。巡檢機器人系統(tǒng)通過圖像識別及圖像對比方法，可對套管設(shè)備、緊固件進行精確定位、拍照，結(jié)合人工確認，實現(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）漏水與積水識別：機器人系統(tǒng)可針對配電房、開關(guān)室中的土建滲水、地面積水情況進行識別。在正常巡檢情況下，機器人對特定的滲水泄漏點進行檢測；常規(guī)行進過程中，可采用掃描的方式進行滲水漏水檢測。

設(shè)備自動識別管理功能

對于系統(tǒng)采集的熱圖進行自動識別，通過圖像配準的方法識別出該熱圖包含的有效設(shè)備目標，保證溫度監(jiān)測的有效性。

設(shè)備自動識別管理功能

對于系統(tǒng)采集的熱圖進行自動識別，通過圖像配準的方法識別出該熱圖包含的有效設(shè)備目標，保證溫度監(jiān)測的有效性。

詳細設(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，在自動巡檢的同時對本紅外熱像儀巡視范圍內(nèi)的所有設(shè)備部件進行溫度分析記錄。在報警的時候可以詳細到具體設(shè)備故障部位。

防誤報識別功能

所有的溫度測量都基于有效的設(shè)備識別，根據(jù)巡查策略可以只測量標記過的設(shè)備，對于外界的干擾熱源自動剔除，有效的防止了誤報警的產(chǎn)生。

自動生成報表功能

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

自動巡航功能

系統(tǒng)提供多種方式的自動巡檢計劃和方案，實現(xiàn)完全自動化運行，實現(xiàn)每天多次的對設(shè)備工作狀態(tài)的巡檢、自動預(yù)警、自動輸出報表等功能。減少了人員到現(xiàn)場巡視次數(shù)，提高運行人員工作效率，有效降低了運行人員的工作強度。

自動預(yù)警功能、短信報警

在系統(tǒng)巡航過程中，如發(fā)現(xiàn)目標設(shè)備溫度異常自動報警，報警信息有文字信息和聲音信息，提示運行人員具體的報警位置狀況信息，以便跟蹤故障點，確認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)送到運維人員手機中，提高系統(tǒng)報警的有效性和實時性。