淺談基于移動平臺的智能巡檢系統開發

田豐 王藝穎 劉漢英 冉碧珍 張敏

摘 要 基于移動平臺智能巡檢系統以移動平臺為載體，采用了手動控制、故障定位、智能跟蹤等方式，通過移動平臺智能巡檢相機，將巡檢過程中變焦、廣角、激光測距等系統集為一體，通過成像系統，清晰明了地將變壓器運行狀況呈現出來。對變壓器內部故障的可視化具有重要意義。

關鍵詞 移動平臺;成像系統;內部故障;可視化

引言

電力變壓器總是受到來自于環境、人為因素及運行狀況、設備缺陷、老化等的影響。因此要定期對電力變壓器進行巡查和維護，以保證安全運行。在不停電的狀態下對其進行巡視、維修、增架、撤線等作業，越來越受到重視。變壓器巡檢勞動強度大、難度大，造成運行設備長期處于未知狀態，使電網面臨安全風險。傳統定期的設備、環境巡檢雖然在預防設備故障和事故方面能起到一定的作用，但是缺乏巡查信息的時效性，所以這種保守的巡檢模式已經不適應現代化的管理需求，有著不足和弊端[1-2]。近年來，智能帶電作業技術在我國呈百花齊放的發展態勢[3]，因此很多研究人員在智能巡檢成為研究熱點，研制配網帶電檢修機器人、輸電巡視機器人、系列帶電檢修機器人等對實際工程應用有很重要的作用[4]。因此，本文研發了基于移動平臺的智能巡檢系統，可以實現電網缺陷精準、及時發現，降低電網停電率，更好地滿足人民用電的需求。

1變壓器故障

在變壓器的運行中，變壓器故障時有發生。一旦發生變壓器故障，很有可能導致嚴重的變壓器事故或意外，因此提前發現和解決變壓器內部故障對電力系統的安全穩定運行有重要的意義。①外部故障。當變壓器出現了可以明顯直觀看到的故障時被稱為變壓器外部故障。例如，漏磁引發的箱體潤流、部件導體的接口處松動、冷卻故障等。這些外部故障的產生主要是由于變壓器制造過程的不當導致的。②內部故障。變壓器內部部件如變壓器繞組、線圈、鐵芯等發生的故障被稱為變壓器內部故障。由于變壓器內部空間狹小，因此，內部故障比較難發現和解決。

2系統整體結構介紹

（1）實現功能。基于移動平臺智能巡檢系統，主要實現以下目標：①系統的用戶有權限設置，不同權限用戶有不同級別功能，安全可靠;②實現巡檢工作流程，后臺在巡檢過程中使用智能終端設備掃描預先布置好的巡檢點信息，然后根據實際情況上傳巡檢數據，同時可輔以文字、圖片來說明巡檢點的詳細情況;③管理人員及時處理，管理人員能及時收到巡檢系統巡檢記錄，對于異常的巡檢情況能馬上做出處理;④集中化、可視化的管理，系統提供了后臺管理平臺，實現了整個系統資源的集中化、可視化管理，規范了巡檢工作的統一標準;⑤數據進入平臺后，通過多維度的數據關聯分析和數據挖掘等技術，結合專家系統等管理工具，進行輔助決策與判斷，從而提升運維管理水平。

（2）總體結構設計。應用于變壓器內部故障檢測的智能巡檢系統主要包含移動平臺控制系統和智能巡檢處理系統。移動平臺控制系統主要是通過控制執行機構按照指定路徑進行移動包括GPS定位模塊、電機驅動模塊、內部主控制器模塊。通過控制中心合理的路徑規劃到達巡檢目的地，并結合機械臂對攜帶的照相機設備進行位置角度的調整。

3系統主要模塊

智能巡檢處理系統主要包括傳感器模塊、通信模塊、圖像采集模塊、數據庫模塊、控制器模塊等。通過傳感器模塊進行數據的采集，由控制器模塊接受來自傳感檢測模塊以及圖像傳感器模塊傳來的數據并進行處理，處理后發送指令給執行機構。

（1）傳感檢測模塊。采用“線型檢測陣列”方法，將多個光電管成直線排列在移動平臺的前端，利用單片機完成對光電管檢測信號的分析處理并實現電機控制。移動平臺可配備可見光攝像機和聲音采集等檢測設備，并能將所采集的視頻和聲音上傳至本地監控后臺。標配可見光攝像機和聲音采集，可靈活選配超聲、局部等檢測設備。

（2）圖像采集。本系統支持調取現場實施視頻，管理者可以遠程實施視頻查看，巡檢現場設備運行狀況圖像及實時視頻采集，遠程查看現場安全運行狀態和周圍設施情況。

（3）通信模塊。移動平臺與本地監控后臺進行雙向信息交互，本地監控后臺與遠程集控后臺進行雙向信息交互，信息交互內容包括監測數據和移動平臺狀態數據。支持多種專業數據庫格式;適用大型OLTP，函數，過程豐富，數據庫的可用性，穩定性健壯。主從數據一致性有保障。利用DATAGUARD技術保障可用性，利用RAC技術提高可擴展性。方便對巡檢數據的統籌、處理、分析和報表調閱。

（4）數據塊模塊。據系統功能需求分析，本系統擬采用B/S架構，即：部門管理、管理設置、數據采集、巡檢考核結果、歷史巡檢記錄、報警信息、路線管理、事件設置、工作計劃、內部交流、在線提醒、任務調度、系統管理、日志管理等應用業務處理為中間層，將一些復雜的數據處理應用以組件或的方式提供，完成對一定應用規則的封裝，形成系統的核心層;包括日常業務、可視化的報表設計、自定義的查詢統計等功能在內的應用作為平臺的前端應用層。采用WEB訪問模式，B/S結構（瀏覽器/服務器模式），安裝使用方便，模塊化設計，增減方便，升級簡單。B/S框架結構具有以下五個特性：安全性;穩定性;可適應性;移植性;維護性。

本系統集成了移動數據采集技術、網絡通信技術、即時協同技術及數據處理技術等多項技術，功能上實現巡檢工作電子化、信息化、智能化、協同化。

4結束語

基于移動平臺的智能巡檢系統對于變壓器內部故障檢測有著十分重要的作用，通過圖像檢測、傳感檢測模塊接受外部信號，經過主控模塊發出指令，控制執行機構對移動平臺進行控制。通過圖像分析對變壓器內部可視化故障進行分析，并傳入到后臺。

參考文獻

[1] 趙永俊，趙書濤. 基于智能巡視系統的變壓器故障診斷方法[J]. 河北電力技術，2013（1）：6-9.

[2] 武衛靜.無人值班變電站遠程監控智能診斷系統的設計與實現[J].河北電力技術，2011，30（1）：43-44.

[3] 趙書濤，李寶樹.基于計算機視覺的遠程變電站狀態監測與診斷[J].電網技術，2005（6）：64-66.

[4] 張浩.圖像識別技術在電力設備在線監測中的應用[D].北京：北京交通大學，2009.