李新原 余亮亮 王學民 肖興家

摘要：為解決目前變電站運行維護中出現(xiàn)的大量工作仍采用人工就地操作、手動抄錄、現(xiàn)場頻繁往返以及變電站內各類監(jiān)測設備相互獨立等問題，提出建立功能完善的變電站智能巡檢機器人和高清視頻監(jiān)控聯(lián)合巡檢系統(tǒng)，利用數(shù)據(jù)集中管理、智能巡檢管控、視頻監(jiān)控管控和智能聯(lián)動，減少運檢人員往返現(xiàn)場時間，提高工作效率，降低運維成本，提升變電運維規(guī)范化、智能化水平。

關鍵字：巡檢機器人;高清視頻監(jiān)控;聯(lián)合巡檢

1必要性分析

目前，機器人巡視覆蓋面有限，當前主要針對室外設備，機器人巡視區(qū)域受限于設備區(qū)環(huán)境、場地，存在巡視盲區(qū)。同時，機器人受定位、偏移等影響，普遍存在巡檢數(shù)據(jù)不準確、不可靠，需要人工校核等問題。為促進無人值守變電站自動巡檢及遠程巡視工作，并加強變電站視頻系統(tǒng)與機器人巡檢系統(tǒng)相互融合、信息貫通，完善聯(lián)合智能策略，拓展視頻及機器人巡檢功能，采用圖像識別、紅外測溫、聲音檢測等手段，實現(xiàn)變電站缺陷智能識別診斷，實現(xiàn)人工例行巡視替代，構建變電站智能巡檢機器人和高清視頻監(jiān)控聯(lián)合巡檢平臺，提升變電運檢效率。

2技術方案

2.1系統(tǒng)建設內容

系統(tǒng)基于卓越變建設的變電站智能運檢管控系統(tǒng)平臺聯(lián)合巡檢功能完善開展工作。聯(lián)合巡檢功能是結合變電運維人員日常巡視、帶電檢測、表計抄錄等實際一線大量重復性工作，通過對變電站現(xiàn)場視頻監(jiān)控與機器人巡檢數(shù)據(jù)的深度挖掘，有效提高日常巡視工作的質量與效率，將運維人員從簡單、瑣碎的巡視工作中解放出來。

2.2巡檢數(shù)據(jù)采集

機器人和視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)合巡檢方式采集巡檢數(shù)據(jù)，巡檢數(shù)據(jù)包括可見光照片、紅外圖譜、音頻。可見光照片數(shù)據(jù)采集：采集SF6壓力表、開關動作次數(shù)計數(shù)器、避雷器泄漏電流表、油溫表、液壓表、有載調壓檔位表、油位計等表計示數(shù);采集斷路器、隔離開關等一次設備及切換把手、壓板、指示燈、空開等二次設備的位置狀態(tài)指示;采集設備設施的外觀等狀況。紅外圖譜數(shù)據(jù)采集：采集設備本體、接頭、套管、引線等重點部位的紅外圖譜數(shù)據(jù)。音頻數(shù)據(jù)采集：采集變壓器的聲音數(shù)據(jù)。傳感器采集：采用有線或者無線的傳輸方式，應用在線監(jiān)測、安防、消防、環(huán)境等感知監(jiān)測裝置對重點設備與區(qū)域開展巡視相關數(shù)據(jù)采集。

2.3實物ID功能提升

探索開展實物ID應用功能提升，將實物“ID”碼作為設備管理一個維度，統(tǒng)籌系統(tǒng)接入和轉出的交互數(shù)據(jù)唯一性，為下一步實物“ID”與設備編碼、項目編碼、WBS編碼、物料編碼等數(shù)據(jù)關聯(lián)貫做基礎支撐，加強業(yè)務功能對接與應用。

2.4人工智能圖像識別

利用圖像識別技術，對巡檢過程記錄的紅外圖譜、可見光照片等進行智能分析，自動判斷設備是否存在過熱缺陷，自動判斷設備的運行狀態(tài)，包括表計讀數(shù)、開關類設備位置指示、指示燈等設備狀態(tài)和設備外觀缺陷識別、安全風險識別。

設備外觀圖像識別技術研究采用“兩條（技術）路線，同步推進”思路，“兩條（技術）路線”中第一條指對同一點位不同時間拍攝的兩張或多張圖片進行對比，圖片出現(xiàn)不同時，排除干擾因素后，判別狀態(tài)是否正常，并自動發(fā)出告警提醒運維人員檢查復核的技術。第二條指收集典型缺陷樣本照片，對圖像識別系統(tǒng)進行典型缺陷識別訓練，通過大量樣本圖片持續(xù)學習后，圖像識別系統(tǒng)可對特定缺陷進行自動識別，自動發(fā)出告警的技術，實現(xiàn)人工巡視轉變?yōu)樽詣友惨?，最終達到機器代人目標。

2.5巡檢主機智能聯(lián)動

告警聯(lián)動功能要求如下：

（1）支持主設備遙控預置信號聯(lián)動功能、支持主設備變位信號聯(lián)動功能、支持主設備監(jiān)控系統(tǒng)告警聯(lián)動功能，根據(jù)配置的聯(lián)動規(guī)則，向巡檢主機發(fā)送聯(lián)動信號;（2）支持巡檢主機接到聯(lián)動信號，根據(jù)配置的聯(lián)動信號和巡檢點位的對應關系，自動生成巡檢任務，由機器人對需要復核點位進行巡檢;（3）支持機器人完成復核點位巡檢后，可在機器人監(jiān)控后臺查看復核結果。

2.6機器人巡檢數(shù)據(jù)校驗

在管控平臺中新增開發(fā)機器人巡檢數(shù)據(jù)智能校驗模塊，對接PMS移動巡檢數(shù)據(jù)，以移動巡檢數(shù)據(jù)作為復核的判斷依據(jù)，通過視頻分析、紅外測溫數(shù)據(jù)的非同源復核，有效判斷機器人巡檢數(shù)據(jù)的準確性，同時通過將比對數(shù)據(jù)轉發(fā)給機器人巡檢系統(tǒng)，有利于機器人巡檢數(shù)據(jù)的自我修復與校正，提升系統(tǒng)的可用性。

2.7聯(lián)合巡檢流程管理

智能巡檢任務實現(xiàn)邏輯是實現(xiàn)智能巡檢流程的關鍵，基本可分為巡檢點管理、巡檢預案管理、任務計劃管理、任務執(zhí)行、過程監(jiān)控、巡檢結果查詢、巡檢報告生成及導出等環(huán)節(jié)。

（1）巡檢點管理巡檢點是實現(xiàn)智能巡檢的基礎，巡檢點的配置應按巡檢規(guī)范，結合變電設備，統(tǒng)一配置原則，覆蓋一線運維人員實際作業(yè)中日常巡視、帶電檢測的范圍，每個站點根據(jù)實際設備規(guī)模和布局，巡檢點的數(shù)量存在差異。結合站內巡檢點，管控系統(tǒng)根據(jù)站內設備分布，配置室內外巡檢機器人、高清視頻、紅外測溫、在線監(jiān)測的點位及預置位，實現(xiàn)巡檢點的預置位管理和調用。（2）巡檢預案管理。巡檢預案結合站內實際巡視、檢測任務要求，通過系統(tǒng)預設的方式，選擇對應的巡檢點、巡檢模式，建立常用任務的模板，方便日常調用。（3）任務計劃管理。任務計劃管理是通過調用預設的巡檢預案，或臨時生成的方式，建立任務實例，配置任務范圍、執(zhí)行時間和周期以及結果輸出、推送模式等，并以巡檢任務日歷的方式實現(xiàn)任務管理。（4）任務執(zhí)行管理。巡檢任務執(zhí)行科采用臨時任務的立即執(zhí)行方式和按周期、時間觸發(fā)執(zhí)行方式開展。（5）過程管理。任務執(zhí)行過程中，可實時查看巡檢的進度、單項巡檢的結果，并支持隨時任務的中斷操作，任務執(zhí)行過程中的異常信息，可主動推送。

3結論

本文結合已有變電站主、輔設備全面監(jiān)視項目成果，集成變高清攝像機、巡檢機器人等巡檢手段，應用人工智能圖像識別技術，探索聯(lián)合巡檢效果，重點打造變電站全業(yè)務信息監(jiān)控、巡檢報表自動生成和變電站異常/缺陷智能識別預警，構建變電站立體智能巡檢體系，以“自動巡視、自動識別、智能預警、智能決策”為目標，有效提升變電站運檢效率和質量。

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作者簡介：李新原（1990-），男，河南許昌人，電氣工程專業(yè)碩士研究生，工程師。研究方向：電力系統(tǒng)故障分析。