高速鐵路無人配電室智能巡檢系統(tǒng)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-04 19:34
隨著我國高速鐵路迅猛發(fā)展,為鐵路各高鐵車站、信號(hào)等供電的10kV配電室設(shè)備顯得尤為重要,但由于運(yùn)行維護(hù)人員缺乏、自動(dòng)化程度差,目前許多10kV配電室都是處于無人值守的情況之下,日常管理是由管理配電室的車間網(wǎng)電工定期(一般為兩周)巡視一次,在無人巡視這段時(shí)間,設(shè)備處于無人狀態(tài),若發(fā)生隱患,不能被第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)。如何適應(yīng)這一新形勢(shì),在不增加值班人員的情況下,提高巡檢頻率和質(zhì)量,成為擺在我們面前的一道難題。本文通過對(duì)太原局集團(tuán)公司太原供電段管內(nèi)高鐵無人配電室的既有措施的執(zhí)行情況和人工周期性巡檢相關(guān)情況進(jìn)行調(diào)研,深入查找了存在的問題,并結(jié)合實(shí)際提出了進(jìn)一步解決方案和措施。太原南站作為太原供電段管內(nèi)最大的樞紐地區(qū)車站,太原南站相關(guān)的高速鐵路無人配電室為太原南站供電的東站房、西站房配電室、太原南站南、北配電室的供電可靠性需要非常高,為了保證該幾處配電室的穩(wěn)定運(yùn)行,太原供電段投入了大量的人力物力。按照現(xiàn)行的相關(guān)規(guī)定,該基礎(chǔ)配電室是無人值守的,對(duì)其巡視檢查完全是由人工完成,巡檢周期為每半月一次。如遇到專特運(yùn)、調(diào)圖期等特殊情況,按照輕重緩急縮短巡視周期或者改為派人值守,在浪費(fèi)人力的同時(shí),對(duì)設(shè)備的安全保障存...
【文章來源】:中國鐵道科學(xué)研究院北京市
【文章頁數(shù)】:51 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1日本研發(fā)的巡檢機(jī)器人
圖1-1日本研發(fā)的巡檢機(jī)器人上述許多研制出的巡檢機(jī)器都是運(yùn)行在特定軌道上的,它的優(yōu)點(diǎn)是我們可通過指令精確地使機(jī)器到達(dá)軌道指定位置,同時(shí)還可以采用軌道供電技術(shù),將電能通過軌道供給巡檢機(jī)器,避免了采用蓄電池技術(shù),節(jié)約了大部分空間,方便更多監(jiān)控設(shè)備的搭載,同時(shí)也使巡檢機(jī)器更加靈活。但同時(shí),有軌巡檢機(jī)器需要預(yù)先搭建特定的運(yùn)行軌道,一方面擴(kuò)大了運(yùn)營成本,另一方面軌道又限制了巡檢設(shè)備的移動(dòng),其只能沿軌道運(yùn)動(dòng),想擴(kuò)大檢測(cè)范圍就必須加大軌道的鋪設(shè)規(guī)模。隨著研究人員提出運(yùn)用GPS導(dǎo)航定位及慣性導(dǎo)航和基于各種機(jī)器學(xué)習(xí)算法鋪設(shè)電子導(dǎo)航地圖[22],不僅解決了困擾許久的軌道鋪設(shè)問題,減小了智能巡檢的搭建成本,而且極大地提升了智能巡檢設(shè)備運(yùn)動(dòng)的靈活性,能對(duì)更大范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)。但受制于定位系統(tǒng)的準(zhǔn)確性以及室外環(huán)境的復(fù)雜性,無軌導(dǎo)航的巡檢機(jī)器還沒有大規(guī)模的研發(fā)出來,也沒有投入實(shí)際的巡檢工作中。
相較于日本、美國、歐洲等發(fā)達(dá)地區(qū),我國在智能巡檢機(jī)器技術(shù)的研究起步較晚。最早開始對(duì)智能巡檢技術(shù)投入研究的是國家電網(wǎng)及山東電力科學(xué)研究院[23,24],其于2002年建立了我國第一座用于研究巡檢機(jī)器的實(shí)驗(yàn)室;經(jīng)過優(yōu)化,于2004年研制出了新一代巡檢機(jī)器人[25,26],如下圖1-3所示,此巡檢機(jī)器采用無軌導(dǎo)航及基于多種傳感器組合的定位導(dǎo)航算法,運(yùn)用非接觸測(cè)量,通過搭載的紅外溫度成像儀及可見光攝像機(jī)等高性能設(shè)備,配合預(yù)先設(shè)置的數(shù)據(jù)處理算法和系統(tǒng)軟件,實(shí)現(xiàn)了對(duì)電纜的外表面溫度測(cè)量,電壓、電流等儀表的讀數(shù),變壓器聲音及氣味異常檢測(cè)、設(shè)備的異常工況報(bào)警等功能,大大提升了配電室設(shè)備的檢測(cè)自動(dòng)化和智能化水平。同時(shí),沈陽自動(dòng)化研究所也于2012年推出了一款智能巡檢機(jī)器人[27,28],其采用有軌控制,搭載有軌道移動(dòng)系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)、音頻采集系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、紅外溫度攝像系統(tǒng)等,可以對(duì)所內(nèi)設(shè)備進(jìn)行多種異常特征量的監(jiān)測(cè),它的運(yùn)行速度也有所提升,達(dá)到了每分鐘70米;而且它還可以在復(fù)雜惡劣的外部環(huán)境[29,30]如冰雪、沙塵等中按軌道運(yùn)行監(jiān)測(cè);其外觀圖如圖1-4所示,它于同年在遼寧鞍山220kV變電站投入了試運(yùn)行,運(yùn)行記錄表明,其能有效地針對(duì)所內(nèi)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]智能巡檢機(jī)器人應(yīng)用現(xiàn)狀及問題探析[J]. 梁永強(qiáng). 山東電力技術(shù). 2018(02)
[2]基于MFC的變電站巡檢機(jī)器人系統(tǒng)研制[J]. 束江,崔昊楊,劉晨斐,秦倫明,郭文誠. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù). 2018(01)
[3]移動(dòng)機(jī)器人在高壓變電站中的應(yīng)用[J]. 魯守銀,張營,李建祥,慕世友. 高電壓技術(shù). 2017(01)
[4]高壓輸電線路巡檢機(jī)器人研究綜述[J]. 劉珍娜. 科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊. 2016(30)
[5]巡檢機(jī)器人在500kV無人值守變電站的應(yīng)用研究[J]. 劉越凡,葉海彬,劉凱. 供用電. 2016(09)
[6]變電站智能巡檢機(jī)器人研究綜述[J]. 龔勤慧. 瀘州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2015(02)
[7]變電站智能巡檢機(jī)器人全局路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)[J]. 陳瑤,陳阿蓮,李向東,陳偉. 山東科學(xué). 2015(01)
[8]變電站巡檢機(jī)器人研究現(xiàn)狀綜述[J]. 楊旭東,黃玉柱,李繼剛,李麗,李北斗. 山東電力技術(shù). 2015(01)
[9]變電站自動(dòng)巡檢機(jī)器人系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)[J]. 羅俊豪,顏雨薇. 電氣應(yīng)用. 2014(13)
[10]軌道式變電站巡檢機(jī)器人的研究與應(yīng)用[J]. 胡紹剛,賈明月,劉君. 電氣應(yīng)用. 2013(S2)
碩士論文
[1]變電站全地形巡檢作業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 郝永鑫.山東大學(xué) 2016
[2]變電站智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D]. 王少博.華北電力大學(xué) 2016
[3]35KV變電站巡檢機(jī)器人研制[D]. 趙路佳.華北電力大學(xué) 2016
[4]變電站巡檢機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 王凱.電子科技大學(xué) 2015
[5]無人值守變電站智能視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王旭.華北電力大學(xué) 2014
[6]電力線路巡監(jiān)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 仇實(shí).哈爾濱工程大學(xué) 2013
本文編號(hào):2957303
【文章來源】:中國鐵道科學(xué)研究院北京市
【文章頁數(shù)】:51 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1日本研發(fā)的巡檢機(jī)器人
圖1-1日本研發(fā)的巡檢機(jī)器人上述許多研制出的巡檢機(jī)器都是運(yùn)行在特定軌道上的,它的優(yōu)點(diǎn)是我們可通過指令精確地使機(jī)器到達(dá)軌道指定位置,同時(shí)還可以采用軌道供電技術(shù),將電能通過軌道供給巡檢機(jī)器,避免了采用蓄電池技術(shù),節(jié)約了大部分空間,方便更多監(jiān)控設(shè)備的搭載,同時(shí)也使巡檢機(jī)器更加靈活。但同時(shí),有軌巡檢機(jī)器需要預(yù)先搭建特定的運(yùn)行軌道,一方面擴(kuò)大了運(yùn)營成本,另一方面軌道又限制了巡檢設(shè)備的移動(dòng),其只能沿軌道運(yùn)動(dòng),想擴(kuò)大檢測(cè)范圍就必須加大軌道的鋪設(shè)規(guī)模。隨著研究人員提出運(yùn)用GPS導(dǎo)航定位及慣性導(dǎo)航和基于各種機(jī)器學(xué)習(xí)算法鋪設(shè)電子導(dǎo)航地圖[22],不僅解決了困擾許久的軌道鋪設(shè)問題,減小了智能巡檢的搭建成本,而且極大地提升了智能巡檢設(shè)備運(yùn)動(dòng)的靈活性,能對(duì)更大范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)。但受制于定位系統(tǒng)的準(zhǔn)確性以及室外環(huán)境的復(fù)雜性,無軌導(dǎo)航的巡檢機(jī)器還沒有大規(guī)模的研發(fā)出來,也沒有投入實(shí)際的巡檢工作中。
相較于日本、美國、歐洲等發(fā)達(dá)地區(qū),我國在智能巡檢機(jī)器技術(shù)的研究起步較晚。最早開始對(duì)智能巡檢技術(shù)投入研究的是國家電網(wǎng)及山東電力科學(xué)研究院[23,24],其于2002年建立了我國第一座用于研究巡檢機(jī)器的實(shí)驗(yàn)室;經(jīng)過優(yōu)化,于2004年研制出了新一代巡檢機(jī)器人[25,26],如下圖1-3所示,此巡檢機(jī)器采用無軌導(dǎo)航及基于多種傳感器組合的定位導(dǎo)航算法,運(yùn)用非接觸測(cè)量,通過搭載的紅外溫度成像儀及可見光攝像機(jī)等高性能設(shè)備,配合預(yù)先設(shè)置的數(shù)據(jù)處理算法和系統(tǒng)軟件,實(shí)現(xiàn)了對(duì)電纜的外表面溫度測(cè)量,電壓、電流等儀表的讀數(shù),變壓器聲音及氣味異常檢測(cè)、設(shè)備的異常工況報(bào)警等功能,大大提升了配電室設(shè)備的檢測(cè)自動(dòng)化和智能化水平。同時(shí),沈陽自動(dòng)化研究所也于2012年推出了一款智能巡檢機(jī)器人[27,28],其采用有軌控制,搭載有軌道移動(dòng)系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)、音頻采集系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、紅外溫度攝像系統(tǒng)等,可以對(duì)所內(nèi)設(shè)備進(jìn)行多種異常特征量的監(jiān)測(cè),它的運(yùn)行速度也有所提升,達(dá)到了每分鐘70米;而且它還可以在復(fù)雜惡劣的外部環(huán)境[29,30]如冰雪、沙塵等中按軌道運(yùn)行監(jiān)測(cè);其外觀圖如圖1-4所示,它于同年在遼寧鞍山220kV變電站投入了試運(yùn)行,運(yùn)行記錄表明,其能有效地針對(duì)所內(nèi)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]智能巡檢機(jī)器人應(yīng)用現(xiàn)狀及問題探析[J]. 梁永強(qiáng). 山東電力技術(shù). 2018(02)
[2]基于MFC的變電站巡檢機(jī)器人系統(tǒng)研制[J]. 束江,崔昊楊,劉晨斐,秦倫明,郭文誠. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù). 2018(01)
[3]移動(dòng)機(jī)器人在高壓變電站中的應(yīng)用[J]. 魯守銀,張營,李建祥,慕世友. 高電壓技術(shù). 2017(01)
[4]高壓輸電線路巡檢機(jī)器人研究綜述[J]. 劉珍娜. 科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊. 2016(30)
[5]巡檢機(jī)器人在500kV無人值守變電站的應(yīng)用研究[J]. 劉越凡,葉海彬,劉凱. 供用電. 2016(09)
[6]變電站智能巡檢機(jī)器人研究綜述[J]. 龔勤慧. 瀘州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2015(02)
[7]變電站智能巡檢機(jī)器人全局路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)[J]. 陳瑤,陳阿蓮,李向東,陳偉. 山東科學(xué). 2015(01)
[8]變電站巡檢機(jī)器人研究現(xiàn)狀綜述[J]. 楊旭東,黃玉柱,李繼剛,李麗,李北斗. 山東電力技術(shù). 2015(01)
[9]變電站自動(dòng)巡檢機(jī)器人系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)[J]. 羅俊豪,顏雨薇. 電氣應(yīng)用. 2014(13)
[10]軌道式變電站巡檢機(jī)器人的研究與應(yīng)用[J]. 胡紹剛,賈明月,劉君. 電氣應(yīng)用. 2013(S2)
碩士論文
[1]變電站全地形巡檢作業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 郝永鑫.山東大學(xué) 2016
[2]變電站智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D]. 王少博.華北電力大學(xué) 2016
[3]35KV變電站巡檢機(jī)器人研制[D]. 趙路佳.華北電力大學(xué) 2016
[4]變電站巡檢機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 王凱.電子科技大學(xué) 2015
[5]無人值守變電站智能視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王旭.華北電力大學(xué) 2014
[6]電力線路巡監(jiān)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 仇實(shí).哈爾濱工程大學(xué) 2013
本文編號(hào):2957303
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