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摘要：为解决目前变电站运行维护中出现的大量工作仍采用人工就地操作、手动抄录、现场频繁往返以及变电站内各类监测设备相互独立等问题，提出建立功能完善的变电站智能巡检机器人和高清视频监控联合巡检系统，利用数据集中管理、智能巡检管控、视频监控管控和智能联动，减少运检人员往返现场时间，提高工作效率，降低运维成本，提升变电运维规范化、智能化水平。
关键字：巡检机器人;高清视频监控;联合巡检
1必要性分析
目前，机器人巡视覆盖面有限，当前主要针对室外设备，机器人巡视区域受限于设备区环境、场地，存在巡视盲区。同时，机器人受定位、偏移等影响，普遍存在巡检数据不准确、不可靠，需要人工校核等问题。为促进无人值守变电站自动巡检及远程巡视工作，并加强变电站视频系统与机器人巡检系统相互融合、信息贯通，完善联合智能策略，拓展视频及机器人巡检功能，采用图像识别、红外测温、声音检测等手段，实现变电站缺陷智能识别诊断，实现人工例行巡视替代，构建变电站智能巡检机器人和高清视频监控聯合巡检平台，提升变电运检效率。
2技术方案
2.1系统建设内容
系统基于卓越变建设的变电站智能运检管控系统平台联合巡检功能完善开展工作。联合巡检功能是结合变电运维人员日常巡视、带电检测、表计抄录等实际一线大量重复性工作，通过对变电站现场视频监控与机器人巡检数据的深度挖掘，有效提高日常巡视工作的质量与效率，将运维人员从简单、琐碎的巡视工作中解放出来。
2.2巡检数据采集
机器人和视频监控系统联合巡检方式采集巡检数据，巡检数据包括可见光照片、红外图谱、音频。可见光照片数据采集：采集SF6压力表、开关动作次数计数器、避雷器泄漏电流表、油温表、液压表、有载调压档位表、油位计等表计示数;采集断路器、隔离开关等一次设备及切换把手、压板、指示灯、空开等二次设备的位置状态指示;采集设备设施的外观等状况。红外图谱数据采集：采集设备本体、接头、套管、引线等重点部位的红外图谱数据。音频数据采集：采集变压器的声音数据。传感器采集：采用有线或者无线的传输方式，应用在线监测、安防、消防、环境等感知监测装置对重点设备与区域开展巡视相关数据采集。
2.3实物ID功能提升
探索开展实物ID应用功能提升，将实物“ID”码作为设备管理一个维度，统筹系统接入和转出的交互数据唯一性，为下一步实物“ID”与设备编码、项目编码、WBS编码、物料编码等数据关联贯做基础支撑，加强业务功能对接与应用。
2.4人工智能图像识别
利用图像识别技术，对巡检过程记录的红外图谱、可见光照片等进行智能分析，自动判断设备是否存在过热缺陷，自动判断设备的运行状态，包括表计读数、开关类设备位置指示、指示灯等设备状态和设备外观缺陷识别、安全风险识别。
设备外观图像识别技术研究采用“两条（技术）路线，同步推进”思路，“两条（技术）路线”中第一条指对同一点位不同时间拍摄的两张或多张图片进行对比，图片出现不同时，排除干扰因素后，判别状态是否正常，并自动发出告警提醒运维人员检查复核的技术。第二条指收集典型缺陷样本照片，对图像识别系统进行典型缺陷识别训练，通过大量样本图片持续学习后，图像识别系统可对特定缺陷进行自动识别，自动发出告警的技术，实现人工巡视转变为自动巡视，最终达到机器代人目标。
2.5巡检主机智能联动
告警联动功能要求如下：
（1）支持主设备遥控预置信号联动功能、支持主设备变位信号联动功能、支持主设备监控系统告警联动功能，根据配置的联动规则，向巡检主机发送联动信号;（2）支持巡检主机接到联动信号，根据配置的联动信号和巡检点位的对应关系，自动生成巡检任务，由机器人对需要复核点位进行巡检;（3）支持机器人完成复核点位巡检后，可在机器人监控后台查看复核结果。
2.6机器人巡检数据校验
在管控平台中新增开发机器人巡检数据智能校验模块，对接PMS移动巡检数据，以移动巡检数据作为复核的判断依据，通过视频分析、红外测温数据的非同源复核，有效判断机器人巡检数据的准确性，同时通过将比对数据转发给机器人巡检系统，有利于机器人巡检数据的自我修复与校正，提升系统的可用性。
2.7联合巡检流程管理
智能巡检任务实现逻辑是实现智能巡检流程的关键，基本可分为巡检点管理、巡检预案管理、任务计划管理、任务执行、过程监控、巡检结果查询、巡检报告生成及导出等环节。
（1）巡检点管理巡检点是实现智能巡检的基础，巡检点的配置应按巡检规范，结合变电设备，统一配置原则，覆盖一线运维人员实际作业中日常巡视、带电检测的范围，每个站点根据实际设备规模和布局，巡检点的数量存在差异。结合站内巡检点，管控系统根据站内设备分布，配置室内外巡检机器人、高清视频、红外测温、在线监测的点位及预置位，实现巡检点的预置位管理和调用。（2）巡检预案管理。巡检预案结合站内实际巡视、检测任务要求，通过系统预设的方式，选择对应的巡检点、巡检模式，建立常用任务的模板，方便日常调用。（3）任务计划管理。任务计划管理是通过调用预设的巡检预案，或临时生成的方式，建立任务实例，配置任务范围、执行时间和周期以及结果输出、推送模式等，并以巡检任务日历的方式实现任务管理。（4）任务执行管理。巡检任务执行科采用临时任务的立即执行方式和按周期、时间触发执行方式开展。（5）过程管理。任务执行过程中，可实时查看巡检的进度、单项巡检的结果，并支持随时任务的中断操作，任务执行过程中的异常信息，可主动推送。
3结论
本文结合已有变电站主、辅设备全面监视项目成果，集成变高清摄像机、巡检机器人等巡检手段，应用人工智能图像识别技术，探索联合巡检效果，重点打造变电站全业务信息监控、巡检报表自动生成和变电站异常/缺陷智能识别预警，构建变电站立体智能巡检体系，以“自动巡视、自动识别、智能预警、智能决策”为目标，有效提升变电站运检效率和质量。
参考文献
[1]姚传涛，褚海洋，王坤，陈田济凡，莫云晓，王学埕.室内电力巡检机器人的设计与实现[J].电力设备管理，2021（05）：47-48.
[2]陈志，许红盛，高博，马理想，王海波.变电站设备状态智能感知系统研究与应用[J].电气开关，2020，58（05）：94-97.
[3]张永涛，徐潇，于倩倩.变电站巡检机器人路径规划策略[J].农村电气化，2021（05）：47-49.
[4]罗江. 变电站远程视频监控系统研究设计[D].华北电力大学，2013.
[5]张晓龙，黄宁，邵长锋.基于巡检机器人的变电站故障诊断系统[J].有色设备，2021，35（02）：78-81.
作者简介：李新原（1990-），男，河南许昌人，电气工程专业硕士研究生，工程师。研究方向：电力系统故障分析。
关键字：巡检机器人;高清视频监控;联合巡检
1必要性分析
目前，机器人巡视覆盖面有限，当前主要针对室外设备，机器人巡视区域受限于设备区环境、场地，存在巡视盲区。同时，机器人受定位、偏移等影响，普遍存在巡检数据不准确、不可靠，需要人工校核等问题。为促进无人值守变电站自动巡检及远程巡视工作，并加强变电站视频系统与机器人巡检系统相互融合、信息贯通，完善联合智能策略，拓展视频及机器人巡检功能，采用图像识别、红外测温、声音检测等手段，实现变电站缺陷智能识别诊断，实现人工例行巡视替代，构建变电站智能巡检机器人和高清视频监控聯合巡检平台，提升变电运检效率。
2技术方案
2.1系统建设内容
系统基于卓越变建设的变电站智能运检管控系统平台联合巡检功能完善开展工作。联合巡检功能是结合变电运维人员日常巡视、带电检测、表计抄录等实际一线大量重复性工作，通过对变电站现场视频监控与机器人巡检数据的深度挖掘，有效提高日常巡视工作的质量与效率，将运维人员从简单、琐碎的巡视工作中解放出来。
2.2巡检数据采集
机器人和视频监控系统联合巡检方式采集巡检数据，巡检数据包括可见光照片、红外图谱、音频。可见光照片数据采集：采集SF6压力表、开关动作次数计数器、避雷器泄漏电流表、油温表、液压表、有载调压档位表、油位计等表计示数;采集断路器、隔离开关等一次设备及切换把手、压板、指示灯、空开等二次设备的位置状态指示;采集设备设施的外观等状况。红外图谱数据采集：采集设备本体、接头、套管、引线等重点部位的红外图谱数据。音频数据采集：采集变压器的声音数据。传感器采集：采用有线或者无线的传输方式，应用在线监测、安防、消防、环境等感知监测装置对重点设备与区域开展巡视相关数据采集。
2.3实物ID功能提升
探索开展实物ID应用功能提升，将实物“ID”码作为设备管理一个维度，统筹系统接入和转出的交互数据唯一性，为下一步实物“ID”与设备编码、项目编码、WBS编码、物料编码等数据关联贯做基础支撑，加强业务功能对接与应用。
2.4人工智能图像识别
利用图像识别技术，对巡检过程记录的红外图谱、可见光照片等进行智能分析，自动判断设备是否存在过热缺陷，自动判断设备的运行状态，包括表计读数、开关类设备位置指示、指示灯等设备状态和设备外观缺陷识别、安全风险识别。
设备外观图像识别技术研究采用“两条（技术）路线，同步推进”思路，“两条（技术）路线”中第一条指对同一点位不同时间拍摄的两张或多张图片进行对比，图片出现不同时，排除干扰因素后，判别状态是否正常，并自动发出告警提醒运维人员检查复核的技术。第二条指收集典型缺陷样本照片，对图像识别系统进行典型缺陷识别训练，通过大量样本图片持续学习后，图像识别系统可对特定缺陷进行自动识别，自动发出告警的技术，实现人工巡视转变为自动巡视，最终达到机器代人目标。
2.5巡检主机智能联动
告警联动功能要求如下：
（1）支持主设备遥控预置信号联动功能、支持主设备变位信号联动功能、支持主设备监控系统告警联动功能，根据配置的联动规则，向巡检主机发送联动信号;（2）支持巡检主机接到联动信号，根据配置的联动信号和巡检点位的对应关系，自动生成巡检任务，由机器人对需要复核点位进行巡检;（3）支持机器人完成复核点位巡检后，可在机器人监控后台查看复核结果。
2.6机器人巡检数据校验
在管控平台中新增开发机器人巡检数据智能校验模块，对接PMS移动巡检数据，以移动巡检数据作为复核的判断依据，通过视频分析、红外测温数据的非同源复核，有效判断机器人巡检数据的准确性，同时通过将比对数据转发给机器人巡检系统，有利于机器人巡检数据的自我修复与校正，提升系统的可用性。
2.7联合巡检流程管理
智能巡检任务实现逻辑是实现智能巡检流程的关键，基本可分为巡检点管理、巡检预案管理、任务计划管理、任务执行、过程监控、巡检结果查询、巡检报告生成及导出等环节。
（1）巡检点管理巡检点是实现智能巡检的基础，巡检点的配置应按巡检规范，结合变电设备，统一配置原则，覆盖一线运维人员实际作业中日常巡视、带电检测的范围，每个站点根据实际设备规模和布局，巡检点的数量存在差异。结合站内巡检点，管控系统根据站内设备分布，配置室内外巡检机器人、高清视频、红外测温、在线监测的点位及预置位，实现巡检点的预置位管理和调用。（2）巡检预案管理。巡检预案结合站内实际巡视、检测任务要求，通过系统预设的方式，选择对应的巡检点、巡检模式，建立常用任务的模板，方便日常调用。（3）任务计划管理。任务计划管理是通过调用预设的巡检预案，或临时生成的方式，建立任务实例，配置任务范围、执行时间和周期以及结果输出、推送模式等，并以巡检任务日历的方式实现任务管理。（4）任务执行管理。巡检任务执行科采用临时任务的立即执行方式和按周期、时间触发执行方式开展。（5）过程管理。任务执行过程中，可实时查看巡检的进度、单项巡检的结果，并支持随时任务的中断操作，任务执行过程中的异常信息，可主动推送。
3结论
本文结合已有变电站主、辅设备全面监视项目成果，集成变高清摄像机、巡检机器人等巡检手段，应用人工智能图像识别技术，探索联合巡检效果，重点打造变电站全业务信息监控、巡检报表自动生成和变电站异常/缺陷智能识别预警，构建变电站立体智能巡检体系，以“自动巡视、自动识别、智能预警、智能决策”为目标，有效提升变电站运检效率和质量。
参考文献
[1]姚传涛，褚海洋，王坤，陈田济凡，莫云晓，王学埕.室内电力巡检机器人的设计与实现[J].电力设备管理，2021（05）：47-48.
[2]陈志，许红盛，高博，马理想，王海波.变电站设备状态智能感知系统研究与应用[J].电气开关，2020，58（05）：94-97.
[3]张永涛，徐潇，于倩倩.变电站巡检机器人路径规划策略[J].农村电气化，2021（05）：47-49.
[4]罗江. 变电站远程视频监控系统研究设计[D].华北电力大学，2013.
[5]张晓龙，黄宁，邵长锋.基于巡检机器人的变电站故障诊断系统[J].有色设备，2021，35（02）：78-81.
作者简介：李新原（1990-），男，河南许昌人，电气工程专业硕士研究生，工程师。研究方向：电力系统故障分析。