電纜隧道智能巡檢機器人的設計與實現

伴隨著城市電纜隧道的快速發展，電纜隧道運行安全隱患和風險也相對增加，為了有效提升電纜運行的安全性，需要定期對隧道進行巡檢，目前，智能機器人技術已經逐漸取代人工巡檢工作，成為未來電纜隧道巡檢的主要發展趨勢。因此，本文主要對電纜隧道智能巡檢機器人技術進行研究，試圖為之提供行之有效的可行性建議。

【關鍵詞】電纜隧道 智能機器人 巡檢 設計

隨著人工智能技術的發展和應用，智能機器技術也逐步發展成熟。目前，在電力、礦井、石油化工、核輻射等特種環境下，機器人已經越來越多地替代傳統的人檢和物防，在降低人們生命安全隱患的同時，還能有效提升工作效率。電力隧道智能機器人巡檢系統是針對地下電力隧道設計研發的智能一體化巡檢方案。系統以隧道智能巡檢機器人為核心，配備隧道滅火機器人，結合實時監控平臺，數據采集服務器以及相關附件，可實現對電力隧道環境與設備的不間斷監控及火災應急處置。本文就對電纜隧道智能巡檢機器人的設計與實現進行詳細分析。

1 電纜隧道智能巡檢機器人技術評價

隧道巡檢機器人采用軌道移動方式，搭載高清攝像機及紅外熱成像儀，實現隧道實時監控與紅外熱成像診斷；集成有害氣體、煙霧、光照度、溫濕度等傳感器以及定位裝置和語音對講系統，使用戶實時掌控隧道環境信息，并通過監控平臺實現對巡檢機器人的控制，數據接入、存儲、統計、GIS定位以及立體展示。同時，系統具備火災報警聯動處置能力，滅火機器人可在巡檢機器人檢測到火情后第一時間到達事故段落、實施有效滅火處理措施。系統提供符合電力系統標準的IEC61850數據接口，方便接入電力大集控系統。

電纜隧道智能巡檢機器人具備更加智能化的算法，能夠準確診斷電纜隧道內各類設備的缺陷；系統后臺采用人性化交互設計，能夠清晰展示系統巡檢結果；該系統提供多樣化的解決方案，適用于隧道內各種復雜環境，支持升降云臺以及離線巡檢模式，并集成了電纜隧道消防滅火和電纜故障巡檢解決方案。

2 智能巡檢機器人的設計與實現

2.1 智能巡檢機器人架構設計

本文研究的電纜隧道智能巡檢機器人，包括：遠程管理平臺、管理中心平臺、通信平臺、供電系統、智能機器人五大部分，具體如圖1所示。

由于圖1可知，智能巡檢機器人采用軌道式結構設計，智能滅火機器人可以和巡檢機器人聯動，同時也具備獨立的運行能力。智能巡檢機器人通過通訊系統接收遠程管理平臺以及本地中心管理平臺的控制指令，遠程管理平臺由在線監測系統平臺、電力監管部門、當地供電局以及遠程專家組四個部分組成。為了確保智能巡檢機器人能夠在復雜環境中安全、穩定的運行，遠程管理控平臺可以通過短信通知的方式向本地中心管理平臺發送指令，本地中心管理平臺的管理服務器接收指令，然后通過局域網向客戶端和桌面控制器發送信息。安裝在電纜隧道的智能巡檢機器人通過接收遙控指令，控制電機驅動，以實現隧道實時監控與紅外熱成像診斷等功能，并實時的將位置、傳感器等信息發回到本地中心管理平臺，以獲取隧道周圍環境信息，本地中心管理平臺的操作人員分析并規劃智能巡檢機器人的下一步動作。

2.2 實例應用效應

南方電網示范工程隧道長2088米，是南方電網輸電線路可視化管理、電力隧道防災減災工程示范段；電力隧道埋深從6m至14m，隧道起伏程度大，施工難度大、技術條件要求高；該項目共計鋪設軌道2088米，安裝吊架1600個；安裝巡檢機器人2臺，滅火車2臺，分別位于隧道2端，分段巡檢；7個分布式充電站，16個通信基站，全部安裝在隧道頂部，避免占用隧道兩側及下發空間；專利分布式充電站方案，有效實現2+5冗余備份；在運行巡檢期間，對運行狀態、環境等數據實時采集，對風險進行預警，為電纜隧道安全運行提供有力保障，該項目已在南方電網獲得實戰性應用，并獲得良好的行業口碑。

3 結論

綜上所述，城市發展的不斷加快，使得土地資源日益稀缺，電纜隧道已經逐漸取代地上架空電纜，它的穩定運行直接影響著整個供電網絡的安全性與可靠性。由于隧道內的環境較為復雜，電纜在長期運行過程中，不可避免的會出現老化、斷股、磨損、腐蝕以及噬咬等問題，如果不定期排查并及時解決，可能釀成嚴重事故，并引發重大損失。因此，必須對隧道中的電纜定期檢查維護，了解電纜運行情況及其周圍環境，及時發現并消除隱患，確保供電安全。由于傳統的人工檢查方法效率低，且存在較多不安全因素，因此，采用智能巡檢機器人對隧道電纜進行巡檢，既能確保電能安全輸送，又可以促進電網智能化的建設。

參考文獻

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作者簡介

劉冰（1978-），男，大學專科學歷。現為淄博供電公司工程師，從事電氣試驗方向的研究。

作者單位

淄博供電公司 山東省淄博市 255000