俞斌

摘 要：變電站作為電網的重要組成組成部分，隨著社會用電需求的增加，對變電站運行要求也越來越高，而要想實現變電站的高效運行，降低變電站故障的發(fā)生，就必須革新變電站設備傳統(tǒng)人工巡檢方式。信息化的時代里，變電站的智能化構建也越來越迫切和重要，變電站智能巡檢機器人也開始取代變電站設備傳統(tǒng)人工巡檢方式。而要想全面實現變電站智能化巡檢，就必須做好變電站智能巡檢機器人全局路徑規(guī)劃設計工作。智能巡檢機器人的引入在提離電力系統(tǒng)智能化水平的同時，也能有效解決傳統(tǒng)巡檢方式面臨的新挑戰(zhàn)。全局路徑規(guī)劃是智能巡檢機器人完成巡檢任務的前提，因此對變電站智能巡檢機器人全局路徑規(guī)劃的研究意義重大。本文就變電站智能巡檢機器人全局路徑規(guī)劃設計與實現進行了相關探討。

關鍵詞：變電站；智能巡檢；機器人；全局路徑規(guī)劃設計；實現

0.引言

就目前來看，我國變電站設備巡檢方式依然是人工方式，借助一些配套的檢測設備，通過巡檢人員的經驗來對變電站設備運行狀態(tài)進行判斷，然而這種判斷具有極大的不科學性，尤其是在超高壓輸變電系統(tǒng)中，這種人工巡檢方式已經不適合變電站運行的需要。在科技飛速發(fā)展的時代里，將智能機器人系統(tǒng)引入到電力系統(tǒng)越來越迫切，智能機器人的使用，可以提高電力系統(tǒng)的自動化程度，保證變電站設備的穩(wěn)定、安全運行，進而保證電力系統(tǒng)的正常運行。

1.變電站智能巡檢機器人的作用

在科技日新月異的時代里，人工智能也將逐漸渠道傳統(tǒng)的生產方式，大大的改變人們的生活。變電站作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，隨著用電需求的增加，對變電站設備要求也越來越高，但是，在實際環(huán)境下，變電站設備很容易出現故障，這些故障中有許多故障是無法通過人的肉眼來判別，尤其是那些潛在的故障，如果不能及時發(fā)現，就會影響到電力系統(tǒng)的正常運行。而變電站智能巡檢機器人作為科技發(fā)展的產物，它能有效地解決變電站人工巡檢方式面臨的問題[1-2]。智能巡檢機器人通過自身攜帶的拾音器、各種攝像機、智能云臺系統(tǒng)，完成變電站設備的聲音、圖像、錄像采集，最終實現聲音檢測、設備儀表的自動識別、紅外檢測、紫外放電檢測、SF6氣體泄漏檢測等工作，并且實時記錄各設備信息，及時提供異常情況顯示、聲音提醒、詳細數據上傳打印等[3]。智能巡視機器人的應用能夠實現變電站設備的智能化監(jiān)控，對變電站內的設備進行在心、實時監(jiān)控，當變電站內設備出現故障時，智能巡檢機器人會將故障信號及時地反饋到監(jiān)控系統(tǒng)，從而提高變電站工作效率，降低變電站設備故障的發(fā)生。

2.變電站智能巡檢機器人全局路徑規(guī)劃設計與實現

2.1創(chuàng)建半結構化道路模型

在變電站智能巡檢化器人全局路徑規(guī)劃設計中，道路網模型的構建置管工作，智能巡檢化器人必須按照一定的路徑來進行，如果工作路徑不合理、不合學，勢必就會影響到智能巡檢器人作用的發(fā)揮。因此，設計人員必須結合變電站實際情況，合理建立道路網模型?；诖艑Ш降淖冸娬局悄苎矙z化器人路徑中的?？奎c可通過射頻識別標準標示，并在?？奎c設置一定的?？繒r間，方便智能巡檢化器人進行巡檢，嚴格按照任務指示來完成巡檢任務（儀表檢查、氣體泄漏檢查、溫度檢查等），待智能巡檢化器人完成巡檢任務后，進入到下一個停靠點[4]。另外，在路徑設計中，要注意直行、拐彎、掉頭等指令的設置，從而更好地方便智能巡檢化器人完成相關巡檢任務[4]。

2.2全局最優(yōu)路徑規(guī)劃

全局最優(yōu)路徑規(guī)劃的目的就是方便智能巡檢化器人能夠在短短的時間內到達?？奎c，執(zhí)行選巡檢任務。在創(chuàng)建模型的基礎上，選擇合適的全局路徑規(guī)劃算法，最終規(guī)劃一條從起點途經所有任務點，最終到送終點的最優(yōu)路徑。根據智能巡檢化器人的運動軌跡，可將路徑規(guī)劃分為兩：一種是智能巡檢化器人系統(tǒng)所有自由度可獨立變化的完整運動規(guī)劃，另一種就是智能巡檢化器人系統(tǒng)非完整、有約束的運動規(guī)劃。對于變電站智能巡檢化器人的全局路徑規(guī)劃設計工作來看，它本身就是一種非完整的運動規(guī)劃，因此，在具體設計過程中，就鼻息考慮到智能系統(tǒng)有限的自由度，要將智能巡檢化器人的必須經過的停靠點輸入到智能化系統(tǒng)中，從而設置相應的指令，確保機器人每一個?？奎c都會到達。另外，在全局最優(yōu)路徑規(guī)劃中，要采用科學的路徑規(guī)劃算法，如借整仿生學中的蟻群算法和遺傳算法，物理學中的模擬退火算法等方法，實現智能巡檢機器人的路徑規(guī)劃[6]。另外，按照路徑規(guī)劃算法類型分類，可將路徑規(guī)劃劃分為傳統(tǒng)路徑規(guī)劃算法和智能路徑規(guī)劃算法，傳統(tǒng)路徑規(guī)劃算法主要指基于環(huán)境模型的圖搜索算法，例如Dijkstra算法，A*算法，D*算法等；應用較多的智能路徑規(guī)劃算法有遺傳算法、神經網絡算法、模擬退火算法等。

3.結語

綜上所述，現行社會形勢下，傳統(tǒng)的巡檢方式已經不適合變電站運行的需要，傳統(tǒng)的巡檢方式主要是人工方式，這種巡檢方式很難全面把控變電站設備運行狀態(tài)，增加了變電站運行風險。而智能巡檢化器人的應用有效地解決了傳統(tǒng)人工巡檢方式的弊端，能夠大大的提高變電站運行效率。而要想發(fā)揮智能巡檢化器人的作用，就必須做好全局路徑規(guī)劃設計工作，只有不斷優(yōu)化路徑規(guī)劃工作，從而更好地方便智能巡檢化器人執(zhí)行巡檢指令、完成巡檢任務，進而為變電站的安全、穩(wěn)定運行提供保障。

參考文獻：

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[2]陳瑤，陳阿蓮，李向東，陳偉. 變電站智能巡檢機器人全局路徑規(guī)劃設計[J]. 山東科學，2015，01：114-119.

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[4]周立輝，張永生，孫勇，梁濤，魯守銀. 智能變電站巡檢機器人研制及應用[J]. 電力系統(tǒng)自動化，2011，19：85-88+96.

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[6]李紅梅，王濱海，廖文龍，王海鵬，肖鵬. 基于地圖匹配的變電站巡檢機器人激光導航系統(tǒng)設計[J]. 制造業(yè)自動化，2014，01：52-56.