2023智慧光伏智能巡檢機器人技術(shù)方案

系統(tǒng)方案設(shè)計概述XXX智慧光伏建設(shè)項目智能巡檢機器人項目，基于人工智慧的智能巡檢機器人系統(tǒng)進行研究。智能巡檢機器人系統(tǒng)采用多種終端設(shè)備及管理系統(tǒng)有機結(jié)合的創(chuàng)新方案，整合計算機編程技術(shù)、AI圖像識別和定位技術(shù)、模式識別技術(shù)、無線傳輸技術(shù)、智能控制技術(shù)、機電控制技術(shù)、多傳感器融合技術(shù)等多種高新技術(shù)手段，集軟件、機械、電子、控制、傳感、材料等多學(xué)科于一體，通過對圖像、聲音、溫度、氣體等數(shù)據(jù)的采集，完成設(shè)備運行狀態(tài)，儀表數(shù)據(jù)，控制柜指示燈狀態(tài)等巡檢任務(wù)，在不影響現(xiàn)場巡檢系統(tǒng)設(shè)備的正常運行、不遮擋人員巡檢通道等設(shè)備條件下，最大限度的實現(xiàn)無死角、無盲點的巡檢，達到變電站無人或少人值守，解放生產(chǎn)人員和管理人員勞動強度，使人員從重復(fù)、低效的勞動中解脫出來，從事更高級的分析、管理工作。技術(shù)路線本次項目將利用我司自主研發(fā)的“天創(chuàng)機器人AI中臺”展開項目研究工作，天創(chuàng)機器人AI中臺是專門針對天創(chuàng)機器人自主研發(fā)的包括室內(nèi)機器人、室外機器人、皮帶機機器人和隧道機器人等多種形態(tài)的產(chǎn)品進行開發(fā)和應(yīng)用的研究平臺，自2017年至今AI中臺不斷完善和創(chuàng)新，目前具備多機協(xié)作調(diào)度、任務(wù)規(guī)劃、高復(fù)雜環(huán)境感知等多種高階控制算法；數(shù)據(jù)協(xié)議分發(fā)、數(shù)據(jù)采集清晰分析、支持多種標準協(xié)議接入等數(shù)據(jù)處理手段；圖像識別、紅外測溫、氣體檢測等多種智能算法；還具備22項微服務(wù)模塊和11種標準協(xié)議接入，支持攝像頭、傳感器、第三方系統(tǒng)獨立設(shè)備等外部獨立設(shè)備或系統(tǒng)接入。天創(chuàng)機器人AI平臺技術(shù)架構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)變電站巡檢機器人系統(tǒng)以巡檢機器人為核心，集移動視頻巡檢、紅外測溫、環(huán)境監(jiān)控、數(shù)據(jù)智能分析等功能于一體，實現(xiàn)對巡檢區(qū)域設(shè)備的實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析管理。巡檢機器人系統(tǒng)由軟件系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、機器人本體及其他相關(guān)設(shè)備組成。具體架構(gòu)圖如下：系統(tǒng)架構(gòu)圖系統(tǒng)組成機器人本體變電站輪式巡檢機器人采用的是T7-E室外輪式巡檢機器人，機器人的主要部件包括：四輪八驅(qū)運動底盤、控制版、電動折疊臂、旋轉(zhuǎn)云臺、高清攝像頭、紅外攝像頭、環(huán)境傳感器、3D激光雷達、音頻傳感器、炫彩狀態(tài)燈等。機器人本體供電方式室外場景充電系統(tǒng)配置專用的機器人室外充電房，充電房內(nèi)部集成氣象站模塊、自動卷簾門模塊、充電樁模塊、充電房控制箱模塊、照明開關(guān)和空調(diào)（選配）等。充電房外觀圖機器人采用接觸式的充電樁進行充電，供電系統(tǒng)直接從主電氣室取電，充電樁輸入電壓為220V/50Hz。機器人供電模塊采用濾波技術(shù)，濾除外界電網(wǎng)的高頻脈沖對電源的干擾。同時，系統(tǒng)配置完善的電量分配管理措施，進行預(yù)警電量設(shè)置、實時電量監(jiān)控及完善的自動充電控制邏輯，基本電量控制邏輯如下：優(yōu)化的電池能量分配，可以保證機器人隨時有電進行工作。機器人可設(shè)定電池剩余電量作為應(yīng)急備用電量。當(dāng)機器人電量充足時，可按計劃完成巡檢任務(wù)，任務(wù)完成后自動返回充電，保持電池處于滿電量狀態(tài)。當(dāng)機器人的電量達到系統(tǒng)設(shè)定的保護限定值時，機器人可中斷任務(wù)自動返回充電；當(dāng)機器人在低電量保護狀態(tài)時，如果發(fā)生高優(yōu)先級任務(wù)，機器人可用應(yīng)急備用電量執(zhí)行緊急任務(wù)。充電示意圖通信方式機器人通信系統(tǒng)采用無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，在巡檢范圍內(nèi)實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的無縫隙覆蓋。采用2.4G無線加密通信網(wǎng)絡(luò)。機器人上的工控機和視頻裝置通過以太網(wǎng)連接到無線集線器上，在沿途布置若干個無線AP組成無線局域網(wǎng)，監(jiān)控后臺連接到無線局域網(wǎng)中，整個移動監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備可以實現(xiàn)互相訪問，網(wǎng)絡(luò)帶寬可以有效實現(xiàn)負載平衡。其通信方式如圖所示。機器人通信部署方式機器人通過網(wǎng)絡(luò)連接到用戶內(nèi)網(wǎng)，用戶在內(nèi)網(wǎng)電腦上，通過瀏覽器直接訪問機器人IP地址即可加載機器人控制系統(tǒng)頁面，登陸后直接在頁面上控制機器人。通過機器人控制系統(tǒng)，用戶可以進行查看機器人當(dāng)前狀態(tài)、編制巡檢計劃、查詢并導(dǎo)出巡檢報告、查看各巡檢對象歷史巡檢數(shù)據(jù)等操作。單機直控方式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，無需配置服務(wù)器，成本低廉，調(diào)試周期短。但對于同時部署多套機器人的用戶，需要記錄并維護每臺機器人的IP地址，需要同時操作多臺機器人時，需要打開多個瀏覽器窗口/標簽并逐一登錄，操作上略顯繁瑣。機器人控制系統(tǒng)機器人本地軟件控制系統(tǒng)全部運行于機器人內(nèi)置的高性能ARM架構(gòu)工控機上，采用模塊化分層設(shè)計，架構(gòu)清晰外部接口齊備。驅(qū)動層負責(zé)機器人的運動控制、各傳感器的接入與數(shù)據(jù)采集；業(yè)務(wù)層負責(zé)機器人狀態(tài)監(jiān)控、任務(wù)調(diào)度、圖像識別、巡檢數(shù)據(jù)的匯總分析、告警判斷等業(yè)務(wù)邏輯處理；應(yīng)用層采用B/S架構(gòu)，實現(xiàn)跨平臺統(tǒng)一的用戶交互，同時提供API接口可與外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。登錄界面控制臺同時，機器人控制系統(tǒng)有配套手機APP軟件平臺（僅支持安卓系統(tǒng)），在手機上下載安卓APP安裝包進行，手機APP軟件部署在公網(wǎng)平臺，機器人本體插入4G流量卡與公網(wǎng)APP進行數(shù)據(jù)傳輸（不影響現(xiàn)場機器人系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)布局方式），因此APP可以隨時隨地通過手機登錄軟件平臺，查看數(shù)據(jù)及遠程控制機器人動作。手機APP界面（1）手機APP界面（2）手機APP界面（3）軟件功能列表序號模塊功能功能描述登錄/登出登錄通過谷歌瀏覽器，訪問機器人IP地址，登進機器人系統(tǒng)登出退出機器人系統(tǒng)，返回至機器人登錄頁頂部區(qū)機型顯示當(dāng)前機器人型號氣象信息實時顯示通過附屬設(shè)備接入的氣象站采集的氣象信息(如有)告警提示紅色高亮提示存在未處理的告警記錄，包含巡檢對象告警、環(huán)境告警、綜合告警、系統(tǒng)告警急停/取消急停機器人異常時，對機器人進行緊急停車Web告警語音播報開關(guān)開啟/關(guān)閉Web告警語音播報功能電池電量實時顯示機器人電量及狀態(tài)，狀態(tài)包含正常、低電量、充電中手動充電一鍵控制機器人前往充電網(wǎng)絡(luò)信號強度實時顯示當(dāng)前Web電腦與機器人的通信信號強度控制臺機型示意圖&電池信息顯示當(dāng)前機器人的機型示意圖&實時電池電壓、電池電流、電池溫度任務(wù)下發(fā)選擇任務(wù)模板，下發(fā)即時任務(wù)運動信息實時顯示機器人行走狀態(tài)和執(zhí)行動作巡檢信息實時顯示機器人待機狀態(tài)下今日任務(wù)信息，或巡檢狀態(tài)下當(dāng)前任務(wù)信息環(huán)境信息實時顯示機器人集成的環(huán)境傳感器采集的信息專項功能重點功能專項可視化展示，如實時音頻分析等實時地圖實時顯示巡檢點、機器人等重點元素，實時顯示機器人位姿信息，支持導(dǎo)入背景圖、視野操作等可將實時視頻實時顯示可見光視頻，支持抓拍、錄像、錄音、雙向?qū)χv、變倍、調(diào)焦等操作熱成像實時視頻實時顯示熱成像視頻和當(dāng)前最高溫、最低溫，支持抓拍、錄像等操作巡檢結(jié)果&告警信息各顯示近100條對象巡檢結(jié)果、巡檢對象告警、環(huán)境告警、綜合告警、系統(tǒng)告警記錄模塊切換&機器人控制支持切換任務(wù)模式、遠程模式、手持模式；在遠程模式下，支持對機器人移動、升降臂等控制。任務(wù)日歷月宮格以宮格方式展示某個月的任務(wù)記錄或計劃日列表以列表方式展示某一天的任務(wù)記錄或計劃告警記錄巡檢對象告警展示機器人巡檢過程中巡檢對象的告警記錄，如電壓表讀數(shù)過大、壓板狀態(tài)有誤環(huán)境告警展示機器人集成的環(huán)境傳感器采集信息的告警記錄，如溫度過高、氧氣濃度過低綜合告警展示機器人綜合類檢測的告警記錄，如明火告警、未帶安全帽告警系統(tǒng)告警展示機器人觸發(fā)的系統(tǒng)類告警記錄，如電池電量過低、障礙物告警巡檢報告巡檢報告以巡檢任務(wù)執(zhí)行記錄為維度，對巡檢報告進行展示，支持導(dǎo)出PDF和Excel格式巡檢數(shù)據(jù)歷史數(shù)據(jù)以單個巡檢對象為維度，展示巡檢對象的歷史巡檢曲線、數(shù)據(jù)、采集資源對比分析對同類別巡檢對象的歷史數(shù)據(jù)進行對比分析，如溫度分析、電壓分析、壓力分析業(yè)務(wù)中心任務(wù)模板前期創(chuàng)建和維護任務(wù)模板，便于后期快速生成任務(wù)任務(wù)管理管理已經(jīng)生成的任務(wù)，包含即時任務(wù)、定期任務(wù)、周期任務(wù)告警規(guī)則設(shè)置巡檢對象告警、環(huán)境告警、綜合告警、系統(tǒng)告警的觸發(fā)閾值，支持自定義告警語音播報內(nèi)容數(shù)據(jù)中心采集庫統(tǒng)一入口查看手動采集或巡檢任務(wù)過程中采集的圖片、視頻、音頻部署管理巡檢點查看查看在QT運維部署工具上已配置的巡檢點、巡檢對象、算法標定等信息附屬設(shè)備查看在QT運維部署工具上已部署的與機器人直接相關(guān)的附屬設(shè)備，包含充電樁、門、氣象站部署設(shè)置導(dǎo)入在QT運維部署工具上已經(jīng)配置的地圖、巡檢配置、對象標定、出廠適配、附屬設(shè)備等配置賬號管理角色管理支持菜單級權(quán)限配置和部分按鈕級權(quán)限配置用戶管理管理本系統(tǒng)的賬號，支持新增、編輯、刪除日志查看診斷日志展示系統(tǒng)相關(guān)日志，用于后期問題診斷登錄日志展示機器人系統(tǒng)上用戶的登錄記錄操作日志展示機器人系統(tǒng)上用戶的操作記錄充電日志展示機器人系統(tǒng)的充電記錄，充電類型有“手動充電”、“低電量充電”、“巡檢充電”等系統(tǒng)管理機器人信息展示機器人疲勞運行統(tǒng)計、資源使用統(tǒng)計版本管理查看各子系統(tǒng)當(dāng)前版本，支持各子系統(tǒng)本地單獨升級菜單管理管理Web前端界面菜單，支持搜索、新增、編輯、刪除網(wǎng)絡(luò)服務(wù)啟停并配置特高壓10011、FTP(S)等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（如有）系統(tǒng)設(shè)置自定義語言（簡體中文/英文）、登錄頁Logo、登錄驗證碼、告警彈窗智能巡檢集控平臺智能巡檢集控平臺是一個針對多類IOT設(shè)備智能化升級的一站式監(jiān)控管理平臺。支持接入巡檢機器人、定點攝像機、熱像儀、傳感器等IOT設(shè)備，形成以機器人為核心的綜合智能巡檢管理平臺，提供多種圖像、視頻算法模型實現(xiàn)人、設(shè)備、環(huán)境等多目標識別分析。平臺基于B/S架構(gòu)的WEB數(shù)據(jù)瀏覽模式與運行平臺構(gòu)成，一般部署在中控室服務(wù)器中，支持MODBUS、CAN、MQTT、HTTP、RTSP、GB28181等多種標準工業(yè)協(xié)議集，可實現(xiàn)外部系統(tǒng)與智能巡檢系統(tǒng)集控平臺的數(shù)據(jù)交互和聯(lián)動。打開瀏覽器訪問集控平臺相應(yīng)ip地址，進入智能巡檢機器人登錄界面，輸入賬號密碼進行登錄，平臺支持多賬號同時登錄，分部門、組織、用戶、角色進行管理，可隨時查看相應(yīng)人員的登錄時間及賬號信息。集中控制控制方式是指在用戶內(nèi)網(wǎng)增加一臺服務(wù)器，在服務(wù)器上部署集控平臺，將多臺機器人通過指定IP地址的方式添加到集控平臺內(nèi)，實現(xiàn)在同一個頁面上通過切換當(dāng)前控制對象的方式，同時操作多臺機器人。實現(xiàn)的功能同單臺機器人控制系統(tǒng)一致（簡易版集控平臺，僅提供對多臺機器人的集中控制功能）。集中平臺（標準版）除可接入機器人外，還可以將現(xiàn)場部署的安防監(jiān)控攝像機、紅外熱成像儀、支持Modbus/MQTT等通信協(xié)議的智能傳感器設(shè)備一并接入，實現(xiàn)對巡視場景的全方位監(jiān)控。集控平臺還可以選配圖像識別算法，賦能傳統(tǒng)安防監(jiān)控攝像機，使其具備識別安全帽佩戴、明火識別、區(qū)域入侵檢測、吸煙檢測等能力。若用戶有通過廣域網(wǎng)（公網(wǎng)）訪問機器人控制系統(tǒng)/集控平臺的需求，可以通過搭建VPN的方式，為機器人控制系統(tǒng)分配VPN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的虛擬IP地址來實現(xiàn)。針對集控平臺，也可以選擇將其部署在公共云服務(wù)器上，同時租用云服務(wù)商的VPNServer服務(wù)，在機器人端配置VPNCleint使其連接到VPN網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)集控平臺通過固定IP地址添加機器人的功能。用戶直接通過公共網(wǎng)絡(luò)訪問云服務(wù)器上的集控平臺程序即可。集控平臺登錄界面用戶管理界面首頁總覽界面展示機器人路徑和位置全局概覽、機器人狀態(tài)信息、巡檢任務(wù)下發(fā)、相機狀態(tài)、實時可見光視頻、實時紅外測溫視頻等。將智能巡檢系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行綜合匯總和全局概覽，對智能巡檢系統(tǒng)設(shè)備統(tǒng)一管控。首頁總覽界面機器人巡檢界面就是機器人本體控制系統(tǒng)導(dǎo)入集控平臺進行展示，實現(xiàn)對機器人本體的遠程遙控、任務(wù)模板自定義、新建巡檢點、導(dǎo)出巡檢報告、查詢機器人歷史數(shù)據(jù)等多方面功能模塊。集控平臺可以進行切換不同機器人進而訪問不同機器人本體控制系統(tǒng)，進行對機器人本體及其數(shù)據(jù)進行控制、設(shè)置和查看等操作。機器人巡檢界面視頻監(jiān)控模塊針對接入集控平臺的定點攝像機組進行統(tǒng)一管控和操作的界面，在此界面可以查看實時視頻或回看錄像及各攝像機組切換列表。視頻監(jiān)控-可見光監(jiān)測視頻監(jiān)控-熱成像監(jiān)測數(shù)據(jù)中心一般展示定點智能監(jiān)測設(shè)備采集的數(shù)據(jù)及分析結(jié)果，如攝像機、紅外熱成像、動環(huán)監(jiān)測等，對各設(shè)備采集數(shù)據(jù)進行查看，數(shù)據(jù)分析結(jié)果進行展示等。（機器人采集數(shù)據(jù)均在機器人巡檢界面中展示）。數(shù)據(jù)中心界面-定點測溫數(shù)據(jù)分析告警中心模塊主要展現(xiàn)接入的定點智能監(jiān)測設(shè)備采集數(shù)據(jù)分析異常結(jié)果告警記錄查詢、支持告警類型、告警狀態(tài)、告警時間多維度搜索查詢。告警中心界面-告警記錄查詢建立設(shè)備臺賬、設(shè)備檔案、對機器人、攝像機組、動環(huán)設(shè)備、攝像機組設(shè)備進行管理。新增、編輯、刪除設(shè)備。錄入設(shè)備信息，如新增機器人，則需將機器人設(shè)備所屬應(yīng)用場所、機器人IP地址、機器人名稱、類型、ID、推流方式、可見光、熱成像地址、端口、登錄名和密碼進行錄入以完善設(shè)備信息，建立健全的設(shè)備檔案。方面后續(xù)運維對設(shè)備的統(tǒng)一管理。設(shè)備管理界面設(shè)備管理界面-新增機器人設(shè)備信息錄入系統(tǒng)從部門、組織、用戶和角色四個層面管理登入系統(tǒng)的人員和賬號進行管理；對系統(tǒng)登錄頁logo、語言、告警彈窗進行設(shè)置；管理Web前端界面菜單可對首頁總覽、機器人巡檢、視頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)中心、告警中心）進行新增、編輯、刪除。系統(tǒng)設(shè)置界面功能設(shè)計表計識別儀表識別是輪式智能巡檢機器人系統(tǒng)的核心功能之一，通過機器人自身攜帶的可見光攝像機，完成視頻圖像的數(shù)據(jù)采集，通過自主開發(fā)的高精度圖像識別算法，對視頻數(shù)據(jù)進行智能分析處理，識別圖像內(nèi)容。目前，儀表識別功能能夠準確識別升壓站內(nèi)避雷器、SF6氣體壓力表等各類儀表，刀閘、斷路器、隔離開關(guān)的分合狀態(tài)，變壓器、CT等充油設(shè)備的油位計和設(shè)備外觀等，并能進行表計自動讀數(shù)，從而全面掌握站內(nèi)電力設(shè)備及環(huán)境的狀態(tài)信息。巡檢機器人根據(jù)智能儀表識別結(jié)果進行預(yù)警，發(fā)現(xiàn)設(shè)備及環(huán)境狀態(tài)異常時，自動產(chǎn)生報警信號，提醒運維人員及時處理異常。表計識別圖例表計讀數(shù)識別紅外測溫輪式機器人利用自身攜帶的紅外熱成像儀對站內(nèi)電力設(shè)備溫度數(shù)據(jù)進行采集，然后將采集的數(shù)據(jù)進行分析，進而診斷出致熱型設(shè)備故障及熱缺陷，觸發(fā)相應(yīng)報警。紅外測溫功能包括紅外普測、精確測溫、遙控測溫等。巡檢任務(wù)執(zhí)行完成后會自動生成任務(wù)報表，實現(xiàn)對變電站設(shè)備及環(huán)境溫度的高密度、高顆粒度檢測與多維度分析管理。紅外測溫動態(tài)環(huán)境監(jiān)測輪式機器人能對氣體、溫度、濕度等環(huán)境信息進行實時監(jiān)控，為運維人員分析設(shè)備運行狀態(tài)提供全方面信息。輪式機器人自身攜帶的環(huán)境監(jiān)測模塊，具備監(jiān)測環(huán)境中的有害氣體、溫度、濕度等環(huán)境信息。機器人實時采集的環(huán)境信息及時傳輸?shù)娇刂浦行?，為操控人員提供現(xiàn)場環(huán)境信息，當(dāng)監(jiān)測到有害氣體超標時，系統(tǒng)將進行報警，以提示運維人員及時處理。（氣體檢測模塊選配集成）動態(tài)環(huán)境監(jiān)測示意圖音頻采集機器人本體搭載有拾音器，在巡檢過程中可以有效采集現(xiàn)場的噪音情況并進行噪音的分貝，頻譜和時域的生成。同時，能通過分貝值超限報警來及時反饋現(xiàn)場設(shè)備運行聲音異常情況。音頻分析雙向語音對講機器人具有雙向語音功能。機器人的雙向語音功能指的是對講和廣播功能。對講是指站內(nèi)工作人員能夠在巡檢機器人管理后臺和機器人之間進行對講，本功能的實現(xiàn)是通過開啟巡檢機器人管理后臺的語音對講，可用于管理后臺對現(xiàn)場工作遠程指揮或緊急情況下要求快速撤離等。語音對講示意圖機器人巡檢功能機器人的自動巡檢功能使其能夠自主完成覆蓋區(qū)域的巡檢工作，具有高度自動化和智能化的特征，從而代替人工巡檢。自動巡檢的模式主要有：全面巡檢、例行巡檢、專項巡檢、特殊巡檢、自定義巡檢及人工控制巡檢等，各種模式支持互相切換。機器人能夠按照事先設(shè)定的巡檢模式完成任務(wù)，按照既定的規(guī)則完成巡檢工作。1）自動巡檢自動巡檢是機器人按照預(yù)設(shè)規(guī)劃路徑自動巡檢的方式，自動巡檢的模式主要有：全面巡檢、例行巡檢、專項巡檢、特殊巡檢、自定義巡檢等，各種模式支持互相切換。機器人搭載高清攝像機、高靈敏紅外熱成像儀、拾音器等多種檢測設(shè)備，按照既定的規(guī)則對巡檢區(qū)域設(shè)備進行可見光拍照、紅外測溫及環(huán)境監(jiān)測等巡檢活動，將巡檢數(shù)據(jù)自動傳輸?shù)胶笈_管理系統(tǒng)保存，生成檢測分析報告。巡檢模式2）手動遙控巡檢機器人除自動巡檢外，還可以通過人工遙控巡檢的方式對機器人進行實時遙控。該項應(yīng)用模式適用于運維人員以及管理單位需要對某類設(shè)備的狀態(tài)進行鎖定與監(jiān)測，尤其對于在機器人自主巡檢過程中如檢測到設(shè)備、環(huán)境狀態(tài)異常并向運維人員告警時，運維人員可以在第一時間使用管理后臺的人工遙控界面或是遙控手柄，操控機器人快速到達異常設(shè)備位置，及時對異常設(shè)備進行查看并核實報警信息，以便迅速制定響應(yīng)策略。遠程控制面板任務(wù)管理在機器人控制系統(tǒng)中，任務(wù)類型分為即時任務(wù)、定期任務(wù)、周期任務(wù)三類，巡檢類型分成全面巡檢、例行巡檢、專項巡檢、特殊巡檢、自定義巡檢等，可以根據(jù)各種情況建立不同類型的任務(wù)。在任務(wù)系統(tǒng)中既可以手動進行任務(wù)的執(zhí)行也可按照日程進行任務(wù)分配執(zhí)行實現(xiàn)自動巡檢功能。任務(wù)管理巡檢報告展示機器人每次巡檢任務(wù)執(zhí)行結(jié)束會輸出一份巡檢報告來對當(dāng)前的任務(wù)巡檢情況進行展示說明，報告可按時段進行搜索查詢。巡檢報告支持PDF格式和excel格式的導(dǎo)出，保存至本地。巡檢報告支持巡檢點的可見光和紅外的圖片查看。巡檢報告界面數(shù)據(jù)查詢與分析機器人后臺支持對設(shè)備的溫度數(shù)據(jù)進行歷史數(shù)據(jù)分析，支持單個設(shè)備數(shù)據(jù)查詢和多個設(shè)備的數(shù)據(jù)比較，支持生成設(shè)備溫度折線圖，進行圖形化展示。運維人員可根據(jù)形成的趨勢進行分析設(shè)備的健康狀態(tài)。即使機器人巡檢過程中未發(fā)現(xiàn)該設(shè)備有報警，也能夠從歷史積累數(shù)據(jù)的趨勢中發(fā)現(xiàn)設(shè)備有損壞的趨勢，從而更加前置的診斷設(shè)備狀態(tài)。巡檢數(shù)據(jù)查詢與分析智能告警機器人對監(jiān)測到的數(shù)據(jù)結(jié)果進行分析，可以對超限的的指標進行告警展示，如溫度超高，環(huán)境信息指標超高等。也可對自身的異常進行告警，幫助運維人員快速定位問題，方便運維。告警分為巡檢對象告警、環(huán)境告警、系統(tǒng)告警、綜合告警等，巡檢點告警規(guī)則可進行自定義設(shè)置，也可一般告警和嚴重告警進行分等級高級。告警信息告警規(guī)則設(shè)置實時地圖展示機器人后臺的地圖模塊實時顯示機器人的地圖信息，包含地圖路徑，充電樁、機器人巡檢點位置以及機器人實時位置四大元素。地圖支持手動縮放，拖拽移動，全屏展示，元素隱藏操作。實時地圖展示機器人自檢機器人作為巡檢系統(tǒng)的主體，搭載主要的檢測設(shè)備在前端采集各類數(shù)據(jù)信息。為了保證機器人日常工作的開展，機器人在啟動巡檢前均會進行自檢，自檢內(nèi)容包括紅外熱成像儀、高清相機、電機、云臺、內(nèi)部存儲以及各種傳感器等，若發(fā)現(xiàn)部件異常，則給出異常狀態(tài)指示，并將系統(tǒng)異常信息上傳至監(jiān)控后臺，方便運維人員及時發(fā)現(xiàn)故障，減少處理時間，提高解決故障的效率。自主避障通過在巡檢機器人安裝防碰撞接觸氣墊裝置、激光雷達構(gòu)筑安全保障，遇到障礙物或人員時會自動停止，并進行報警提醒，人員或障礙物移走后，自動繼續(xù)完成巡檢任務(wù)。自動定位和導(dǎo)航輪式巡檢機器人采用了目前最先進的導(dǎo)航方式，3D激光雷達+SLAM的定位導(dǎo)航技術(shù)。在不具備周圍環(huán)境信息的前提下，讓移動機器人在運動過程中根據(jù)自身攜帶的激光雷達對周圍環(huán)境的感知進行自身定位，同時增量式構(gòu)建周圍環(huán)境地圖。SLAM可以提高移動機器人自主能力和環(huán)境適應(yīng)能力，實現(xiàn)在未知環(huán)境中進行自主定位和導(dǎo)航。SLAM運用在巡檢機器人上，可以不用預(yù)先鋪設(shè)任何軌道，實時避障，環(huán)境適應(yīng)能力強，更好地實現(xiàn)多巡檢機器人的協(xié)調(diào)控制。激光雷達掃圖畫面激光雷達可以在探測范圍內(nèi)進行360°三維掃描，產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息。SLAM可根據(jù)激光雷達提供的數(shù)據(jù)信息構(gòu)建周邊環(huán)境地圖并計算自身所在的位置。激光雷達比其他傳感器的優(yōu)勢在于能更高精度的測出障礙點的角度和距離，方便定位導(dǎo)航和地圖構(gòu)建。微氣象站采集功能在變電站場景中，由于其高壓高電流強磁場的特殊性，在大雨等惡劣的天氣下，容易對巡檢機器人以及其巡檢任務(wù)產(chǎn)生較大的影響，在這種情況下，我們需要在現(xiàn)場的巡檢系統(tǒng)中加載輸電線路氣象在線監(jiān)控系統(tǒng)，也就就是戶外微型氣象參數(shù)采集站，該采集站的微氣象傳感器不同于一般傳感器，它屬于多參數(shù)測量設(shè)備，能夠采集變電站四周的風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、大氣壓力、雨量等參數(shù)，同時數(shù)據(jù)經(jīng)過采集后通過4G/GSM/GPRS/CDMA等通訊方式傳實時的傳送到機器人的系統(tǒng)主機中，機器人獲取該實時信息后，會根據(jù)所采集的天氣情況對實施任務(wù)進行調(diào)整，選擇繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)或者時返回充電房躲避惡劣的天氣同時進行充電。有效的保障巡檢工作安全高效的運行。氣象站技術(shù)參數(shù)機器人技術(shù)參數(shù)表項目技術(shù)指標基本參數(shù)機器人重量55kg機器人尺寸長750×寬460×高690mm防護等級IP55工作環(huán)境溫度-20℃～+60℃工作濕度5%Rh～95%Rh（無冷凝）機器人電源典型功耗200W供電方式鋰電池鋰電池電壓24V鋰電池容量36Ah/900Wh運動參數(shù)行走方式四輪八驅(qū)全向定位精度±10mm行走速度0～1m/s默認巡檢速度0.5m/s行走安全激光雷達定位方式3DSLAM導(dǎo)航轉(zhuǎn)彎半徑原地?zé)o半徑轉(zhuǎn)彎爬坡能力30°越障能力80mm涉水能力200mm續(xù)航時間8h剎車距離小于0.5m（最大速度緊急剎車）通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)2.4Ghzwifi通信遙控方式Bluetooth通訊速率100Mbps云臺云臺類型雙視云臺IP防護IP65轉(zhuǎn)動類型水平方向：-175°～+175°，垂直方向：-30°～+90°轉(zhuǎn)動速度水平方向0.1～80°/s，垂直方向0.1～40°/s重復(fù)到點精度0.05°供電電源DC24V工作溫度-20℃至+60℃可見光相機機芯類型一體化網(wǎng)絡(luò)機芯分辨率25fps(1920×1080)@50Hz30fps(1920×1080)@60Hz60HZ:30fps(1920X1080)焦距4.5-135mm，變倍30倍光學(xué)變倍水平視場角65.1-2.34度(廣角-望遠)信噪比＞52dB變倍速度大約4.1秒(光學(xué)，廣角-望遠)曝光模式自動曝光/光圈優(yōu)先/快門優(yōu)先/手動曝光聚焦方式自動/手動/半自動紅外熱像儀傳感器類型非制冷焦平面波長范圍7.5-14μm分辨率384x288像素測溫范圍-20℃～150℃-20℃～300℃20℃～500℃測溫精度±2℃或讀數(shù)的±2%幀頻25Hz視場角39°×30°焦距15mm防跌落傳感器防跌落檢測檢測探測距離：0.1～3.0米檢測精度：10cm更新頻率：大于20Hz工作壽命：不小于2年溫濕度傳感器環(huán)境溫度檢測測量范圍：-40℃～+80℃測量精度：±1℃(典型值)長期漂移：＜0.1℃/年響應(yīng)時間：小于5秒（典型值）環(huán)境濕度檢測測量范圍：0.1～99.9%RH分辨能力：1%RH測量精度：±2%RH（典型值）長期漂移：<1%RH/年響應(yīng)時間：小于5秒語音對講揚聲器揚聲器功率5W拾音器支持充電房技術(shù)參數(shù)表項目技術(shù)指標基本參數(shù)充電房尺寸寬1800mm×長2400mm×高2100mm其中門寬1500mm占地面積要求寬2100mm*長2700mm，材質(zhì)墻體為彩鋼板，框架為優(yōu)質(zhì)不銹鋼門窗配置卷簾門，有窗安裝要求高周圍路面100mm，小于10°緩坡與路面連接。充電樁供電形式接觸式充電樁設(shè)備形式落地式供電電源交流220V±10%，頻率45Hz～60Hz最大功率500W充電電壓電流29.2V，10A保護功能支持過壓、過流、短路、漏電等保護功能氣象站環(huán)境溫濕度傳感器采用防水百葉箱節(jié)后，采集溫濕度數(shù)據(jù)雨量傳感器檢測下雨大小、降雨量分等級展示，聯(lián)動機器人巡檢工作，采用RS485接口風(fēng)速傳感器測量范圍：0-30m/s分辨率：0.1m/s控制箱集成自動卷簾門控制模塊，氣象站和網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)。充電房控制箱作為充電房的核心，負責(zé)采集氣象站和卷簾門狀態(tài)，通過巡檢系統(tǒng)和機器人進行聯(lián)動?？照{(diào)（選配）充電房內(nèi)可選配空調(diào)保證冬夏兩季機器人充電時的溫度環(huán)境要求。安裝方式：采用壁掛方式安裝，施工方案設(shè)計設(shè)計依據(jù)施工方案的指導(dǎo)思想變電站智能巡檢系統(tǒng)施工方案是按現(xiàn)行的國家施工驗收規(guī)程規(guī)范、工程質(zhì)量評定標準、施工操作規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，再結(jié)合我公司的施工能力、技術(shù)準備力量及多年智能巡檢機器人系統(tǒng)工程的設(shè)計施工經(jīng)驗和本工程的具體情況進行編制的。施工方案作為直接指導(dǎo)施工的依據(jù)，在保證工程質(zhì)量、工期、安全生產(chǎn)、成本的前提下，對加強施工管理、有效的調(diào)配勞動力、提高施工效率、節(jié)約工程成本、保證施工現(xiàn)場的安全文明有積極作用。施工方案一旦經(jīng)甲方審核認可后，在施工過程中，我公司一定嚴格按照本施工方案執(zhí)行。編制范圍及內(nèi)容1、本工程施工方案是嚴格按照本智能巡檢機器人系統(tǒng)工程的要求進行質(zhì)量策劃后編制的，在人員、機械、材料供應(yīng)、平衡調(diào)配、施工方案、質(zhì)量要求、進度安排等方面統(tǒng)一進行部署下完成。2、我公司高度重視本施工方案的編制工作，召集曾從事過類似工程工作的有關(guān)負責(zé)人攻克本工程的重點、難點及特殊部位的施工技術(shù)，力求本方案重點突出，具有呼應(yīng)性、針對性和可操作性。3、本著對建設(shè)單位負責(zé)和資金的合理使用、對工程質(zhì)量的高度責(zé)任感，針對本工程設(shè)計特點和使用功能要求，我們編制的原則是：“確保工程質(zhì)量優(yōu)、速度快、造價低、操作性強”。同時保證周邊和施工現(xiàn)場有良好環(huán)境。施工方案編制技術(shù)依據(jù)GB50169-2006《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》GB50150-2006《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標準》DL5009.2-2004《電力建設(shè)安全工作規(guī)程》JGJ46-20050《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》《電力變電運行規(guī)程》（電力工業(yè)部）《國家電網(wǎng)公司輸變電工程安全文明施工標準化工作規(guī)定（試行）》（國家電網(wǎng)基建[2005]403號）及配套圖冊?！秶译娋W(wǎng)公司電力建設(shè)安全健康與環(huán)境管理工作規(guī)定》（國家電網(wǎng)工[2003]168號）《國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程》（試行）布局設(shè)計示例某項目布局設(shè)計項目實施流程項目實施流程電氣示意圖運行環(huán)境搭建地圖構(gòu)建地圖范例3D激光雷達探測掃描地圖前，應(yīng)針對現(xiàn)場的設(shè)備布局、地勢起伏情況、現(xiàn)有可行走道路走向等因素，做出一個初步評估：在現(xiàn)有地勢、可行走道路的情況下，分析地圖拼接的成功率及質(zhì)量，并對一些風(fēng)險點做出提前判斷。路徑構(gòu)建路徑規(guī)劃：工程人員通過現(xiàn)場勘探，綜合人工巡檢路徑、設(shè)備安裝位置、機器人運動能力三方面因素，初步規(guī)劃出巡檢路徑。點位采集智能巡檢機器人通過設(shè)置云臺角度預(yù)置位及相機變倍完成巡檢設(shè)備標定，以完成日常巡檢任務(wù)。包括但不限于以下設(shè)備：設(shè)備運行溫度，設(shè)備運行聲音等。點位設(shè)置和巡檢路線優(yōu)化巡檢點位是基于巡檢路線，以及需要執(zhí)行巡檢任務(wù)的巡檢機器人?？奎c而設(shè)定。同時，綜合考慮巡檢設(shè)備安裝位置、智能巡檢機器人拍攝角度、智能巡檢機器人正光或背光拍攝等多項因素。首先應(yīng)初步標定巡檢點，而后在試運行階段逐步微調(diào)最終實現(xiàn)最佳的巡檢點標定。設(shè)備標定流程圖在巡檢點標定時，首先對設(shè)備運行信息進行一次采集，將采集的數(shù)據(jù)傳輸回后臺，在后臺完成定位建模工作。當(dāng)定位全部建檔完成，根據(jù)現(xiàn)場情況，選擇合適時間中斷當(dāng)前巡檢任務(wù)，通過“對焦模板”進行儀表高分辨率圖像采集，完成該任務(wù)后，繼續(xù)之前中斷的巡檢標點任務(wù)，在后臺對采集的每張高分辨率圖像建立“識別模板”。路面建設(shè)道路利舊因為機器人是無軌化導(dǎo)航，可以利用原先的水泥路面、線纜溝路面行走，一般情況下無需進行大規(guī)模路面改造。但根據(jù)站內(nèi)情況，可能需要進行路面斜坡制作、路面延伸、地面平整等工作。新建道路要求（1）新修道路寬度一般為1.2m左右，路面完成后要求與現(xiàn)場的水泥板標高一致，與其他道路對接時，寬度以其他道路為標準；（2）新修道路包括土基壓實、面層鋪設(shè)二部分工作。石子覆蓋地面需要把石子挖到一邊，植被覆蓋地面需要挖出植被，其后用打夯機原土夯實。土基壓實后，密實度要在95%以上，防止道路塌陷。面層使用C25混凝土，厚度為15cm（或與其他道路保持一致高度），養(yǎng)護要求一周以上，日平均氣溫低于5度要求有保暖措施。（3）路面平整,兩側(cè)平滑,為防止道路開裂，每5米需要設(shè)置一道伸縮縫，寬度為2-3mm。（4）新修輔助道路與站內(nèi)道路連接的長度根據(jù)高度差合理選取，傾斜角不準超過10度。（5）施工后需對破壞的原有場地回填土方/碎石，并按原樣進行恢復(fù)。（6）有泛水要求的要有1%的自然排水坡度，保證不能有積水。充電房安裝要求按照充電房的底盤尺寸現(xiàn)場鋪好水平平臺后螺栓固定，滿足充電房的固定尺寸，四個孔的距離為1934mmx2360mm，房子臺階距離底部固定面約18cm。安裝時候保證房子的地面高于周邊路面10cm且房子到路面的坡度小于10度，房子的底部固定位置具體見下圖。

室外平開門改造（如需）平開門的自動化對輪式機器人的輔助作用至關(guān)重要，能夠?qū)崿F(xiàn)機器人在各個有門的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)自由進出，大大提高輪式機器人的巡檢的功能性和安全性。門聯(lián)動改造示意及改造效果圖其中，控制器需要外接220V電，同時控制器（平開門控制箱）本身具備無線接入網(wǎng)絡(luò)的功能，且只有接入我司的組網(wǎng)才能正常使用。雙門改造的時候，按照圖示，注意現(xiàn)場施工需要預(yù)埋相關(guān)線纜。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建對應(yīng)用場景沿途布置無線ap，一般每個站內(nèi)布置一個（根據(jù)現(xiàn)場實際情況，可增加ap數(shù)量），通過通信控制箱接入專網(wǎng)。無線基站接線圖應(yīng)用及效益分析應(yīng)用分析與傳統(tǒng)人工巡檢相比，智能巡檢機器人的好處在于，受環(huán)境、氣候及作業(yè)時長等因素的影響較小，可以降低人工巡檢的勞動強度，降低運維成本，提高巡檢作業(yè)和管理的自動化和智能化水平。從更長遠的意義上講，智能巡檢機器人的推廣應(yīng)用與賦能提升，可有效推動變電站巡檢無人化的進一步發(fā)展。人工機器人巡檢應(yīng)用對比分析表類別人工巡檢變電站巡檢機器人巡檢方式對比運維人員到現(xiàn)場，通過手持式、紅外熱像儀測溫，人工表計抄錄，完成后手動導(dǎo)出設(shè)備照片，并將紙質(zhì)記錄數(shù)據(jù)再次錄入做電子存檔。機器人按照預(yù)設(shè)檢測時間全自動到現(xiàn)場進行設(shè)備測溫、表計抄錄。數(shù)據(jù)、報表、圖片自動庫存并可自由導(dǎo)出。工作量對比視變電站設(shè)備數(shù)及規(guī)模，每次人工全面巡檢需要至少1人/天。機器人自動巡檢，并自動生成數(shù)據(jù)報表，紅外圖片均可選擇導(dǎo)出。運維人員僅需查看機器人報警項及缺陷設(shè)備即可?？陀^性對比人工巡檢因檢測人員、檢測角度、檢測時間等存在不固定性，數(shù)據(jù)客觀性存在差異。機器人按照預(yù)設(shè)任務(wù)，檢測角度、檢測位置、檢測時間等均保持一致。準確性對比紅外測溫數(shù)據(jù)較機器人相同，表計抄錄因距離、表計位置、抄錄角度、讀表誤差等受到影響。在個別因角度、位置機器人難以識別的識別讀取上人工有優(yōu)勢。機器人依靠高清相機及模式識別技術(shù)，可以較為準確識別表計。對于距離較遠的表計依然可以清晰拍照識別。個別設(shè)備機器人無法有效識別。便利性對比無人值守站需要運維人員到站進行檢測。雷雨大風(fēng)等惡劣天氣時，人員無法到達設(shè)備區(qū)進行檢測。已部署機器人的變電站，運維人員到站后僅需查看報警項即可。已部署集控系統(tǒng)或遠程客戶端的站室，運維人員僅需在運維站即可實現(xiàn)對所轄站設(shè)備情況的檢測。缺陷跟蹤對比缺陷設(shè)備需人工定期定時檢測。機器人可以按照預(yù)設(shè)巡檢任務(wù)及特定缺陷