人工智能机器人的相关论文(2)
人工智能机器人的相关论文篇二
摘要：变电站巡检机器人作为集自动化、机械、人工智能、计算机等高新领域的尖端技术，在电力系统的引入，将大大提高电力系统自动化程度，同时减少运行人员劳动强度，提高设备巡视质量，对保障无人值班变电站及电力系统的安全运行，进一步促进智能变电站的发展，改变传统的生产方式有着重要的意义。
关键词：巡检机器人 减少劳动强度 提高巡视质量
0 引言
随着社会经济和科学技术的发展，电力生产自动化水平也不断提高，自动化装置和远程监控系统的应用范围越来越广，正在向每一个工序渗透。变电站是整个电网的核心，保证变电设备的安全运行成为电力管理的重中之重。同时，随着电力工业向大机组、大容量与高电压供电迅速发展，变电站自动化水平日益提高，无人值守、智能变电站的普及，变电站巡检质量得到重视，传统的巡视方式已经满足不了现代化变电站发展的要求，智能机器人代替人工巡视将是未来的主要发展方向。
变电站巡检机器人主要应用于室外变电站代替巡视人员进行巡视检查。该机器人系统可以携带红外热像仪、可见光CCD等有关的电站设备检测装置，以自主和遥控的方式，代替人对室外高压设备进行巡测，及时发现电力设备的热缺陷等，给运行人员提供诊断电力设备运行中的事故隐患和故障先兆的有关数据。该机器人系统可以部分代替运行人员在特定的时间进行设备巡视工作，在不要运行人员的参与下按照固定的路线进行巡检，并且自动返回出发地点，同时生成巡视报表。智能巡检机器人2011年在长治公司某变电站投入运行以来，取得了预期的效果。
1 智能巡检机器人基本功能
变电站智能巡检机器人系统分为基站系统层和移动站系统层两部分。
基站系统层主要由无线网桥和监控计算机组成，主要功能是动态显示机器人当前采集的可见光图像和红外图像，自动采集和存储可见光图像和红外图像，并经行分析和处理，实时显示机器人当前的方位和运动状态，显示机器人的电源状态，并进行分析和异常报警，查询机器人现场采集的历史数据，并进行对比分析，提供友好的操作界面，完成机器人监测功能，为机器人运行提供相应的命令及环境信息。
移动站系统层主要由电源系统、导航系统、检测系统、控制系统、通讯系统以及运动系统六部分组成，主要负责导航定位信息的采集处理，按照预先设定好的巡视路线，自动完成巡视任务，在预设点自动定位、自动采集可见光图像和红外图像，上传至基站，完成巡视任务后自动充电，在迅速过程中遇到障碍物时自动停车，并进行报警。主要组成部分为：机器人本体和充电箱。
智能机器人的运行模式分可见光检测、红外检测、全部检测三种，在基站系统层可以对智能机器人的运行模式进行控制，可见光检测主要针对白昼时间，红外检测主要针对夜晚时间，全部检测主要针对实际测试需要同时进行可见光和红外检测。运行模式的设置，不仅有效地减少了电源消耗，增加了机器人的使用时间，而且可以保护强光下的红外热像仪等设备，延长了设备的使用寿命。
2 智能巡检机器人的应用
智能巡检机器人通过其底部的磁传感器沿着根据巡视路线铺设的3000米磁轨道进行巡视，在相应地点埋设的各停靠点133处，设置监测点441处，巡视相关设备、接头、仪表及油位300多个，实现对全站设备的有效自动巡视。本站运行人员依据现场情况为机器人安排了合理的巡视时间及运行任务、路线，单日对主变、220kV及35kV设备区进行时长1小时的可见光巡视及时长2小时30分钟的红外成像巡视;双日对500kV设备区进行时长为2小时的可见光及时长为3小时的红外成像巡视，每次巡视完毕后自动返回充电室进行充电。
巡检任务结束以后，通过筛选巡视时间及设备类型分析设备温度，显示模式识别区域的温度，运行人员通过观察机器人巡检事项实时显示各个检测点设备的温度，超过温升阀值时，发出报警提示信息，并形成设备检测报告，在检测报告中详细记录了设备的名称、巡检时间，红外检测图像以及三相对比的结果，为运行人员更加方便地了解站内各设备的运行情况提供了一个直观的平台。
该机器人项目采用最新模式识别算法，完成变电站设备的三相对比分析。运用此项技术，机器人后台可以自动从红外热图中分析出具体拍摄设备，智能的给出设备区域的分析结果。同时，还可以在一幅包含三相设备的红外热图中，智能的对三相分别提取，给出相互的对比分析数据。
例如：2月20日，机器人在日常巡视过程中，发现35kV 4#电容器3205-3刀闸A相温度为0度，B相温度3.15度，C相温度为24.12度，三相温度相差超过20度，C相温度异常，并发出报警，运行人员手持测温仪进行现场测温，确认机器人巡视结果正确，并上报缺陷。
下图为500kV××站机器人对35kV4#电容器3205-3刀闸红外测温与运行人员现场测温对照：
发热点：35kV4号电容器3205-3隔离开关C相
2.1 红外图像分析
2.2 红外图象
2.3 诊断分析和缺陷分析
根据上图的三项温差对比，A相与C相温差为24.12度，B相与C相温差为20.97度，A相与B相区域温差为3.15度，按照相对温差来说，C相为温度过高，可能造成一般缺陷。
2.4 处理意见
加强35KV4#电容器3205-3刀闸温度监视，若有异常及时上报。
机器人在严格执行定时任务的同时，还可响应站内运行人员临时下发的特巡任务，用来完成在特殊气象条件(雷雨、大风、大雪等)和紧急情况下的巡检工作。
3 检测报告
3.1 可见光和红外图象
3.2 红外图像分析
3.3 设备历史曲线
3.4 处理意见
设备正常。
4 运行效果
自投产以来，智能巡检机器人在长治公司运行整体效果良好，但在运行期间，运行人员结合机器人现场巡检情况，对其提出两点完善建议：①机器人在可见光巡视时对视频采集不能进行分析，无法对表计、油位进行读数;②无法采集声音，不能在声音上判断设备是否存在异常。
5 结语
智能巡检机器人以自主或遥控方式，辅助人工完成变电站高压变电设备的可见光及红外巡检作业，提高了巡视精确度、站内设备运行的安全性;减少了变电站运行人员的工作强度，提高了工作效率及工作质量;同时机器人的投运提高了变电运行管理水平，也是长治电网运行的一次技术革新。在以后的工作中，我们会利用机器人的各种特性，更好地利用机器人为久安站及长治电网、特高压电网的可靠运行提供充分的保障。
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