变电站智能巡检机器人的集中管理系统

张仕民，包中福，张旭波，肖启繁，卢贵有，张垚，汪锦，冷代军，叶烨，黄凯（国网四川省电力公司检修公司，四川 610041）

摘要：研发一种变电站智能巡检机器人的集中管理系统，具备机器人报警、数据浏览、远程控制、机器人对比分析、二次识别等功能，可通过一套系统实现对大量机器人的集中控制。 关键词：变电站；智能巡检机器人；集中管理系统。

中图分类号：TP242 文章编号：1674-2583(2020)03-0054-02DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2020.03.022

中文引用格式：张仕民，包中福，张旭波，肖启繁，卢贵有，张垚，汪锦，冷代军，叶烨，黄凯.变电站智能巡检机器人的集中管理系统, 2020, 37(03): 54-55.

Centralized Management System of Intelligent Inspection Robot in Substation

ZHANG Shimin, BAO Zhongfu, ZHANG Xubo, XIAO Qifan, LU Guiyou, ZHANG Yao, WANG Jin, LENG Daijun, YE Ye, HUANG Kai

(Maintenance Company of State Grid Sichuan Electric Power Company, Sichuan 610041, China. )Abstract — In this paper, a centralized management system of intelligent inspection robot for substation is developed, which has the functions of robot alarm, data browsing, remote control, robot comparative analysis, secondary identification and so on.

Index Terms — substation, intelligent patrol robot, centralized management system.

0 引言

本文设计一种变电站智能巡检机器人的集中管理系统，具备对大量巡检机器人的集中控制能力，系统通过分层设计的方式，通过专用交换机和存储服务器实现对机器人的联网控制。1 主控结构

该系统提供了一个人机交互界面，使用户可以方便的管理和控制巡检机器人，系统通过网络服务器可以实现对大量机器人的集中管理，同时还具有只控制一个机器人的单机监控端，可以实现多种控制功能，其主要功能包括监控总览、单站管理、任务制定、任务展示、设备告警、机器人告警、数据浏览、用户配置、站点配置等。集中管理系统的整体架构如图 1 所示。集中管理系统由变电站端控制系统和省级主控系统构成，站端系统负责对单一变电站的巡检过程进行控制，其控制范围为站内的机器人；而主控系统则负责全省的变电站巡检机器人，主要起宏观部署和集中监控和储存作用。

2 逻辑结构

集中管理系统的逻辑结构如图 2 所示。

（1）接入层。连接巡检机器人和变电站端，负责对数据进行接收和发送，由于需要和机器人连接，因此接入层的接口应当有相当强的兼容性，目前的接入层使用的接口规范有 IEC61850 协议、 IEC60870-5-104 协议、Web Service 接口协议。

（2）数据层。当接入层将原始数据处理后，会将其送入数据层，此时的数据格式已经基本符合数据层的逻辑结构，因此可以在数据层中进行分类、存储、检索和向上级数据中心发送等。数据的内容包括巡检机器人的指令、机器人的运行状态数据以及其拍摄到的图像、视频、音频等。

（3）支撑层。支撑层的主要作用是逻辑处理，数据层传输的数据进入支撑层后，便会对其进行相应的检索、分析和处理等，同时接收来自上

图 1 变电站智能巡检机器人集中管理系统图 2 集中管理系统逻辑结构

基金项目：四川电网电力系统科技创新课题项目。

作者简介：张仕民，国网四川省电力公司检修公司，研究方向：电力工程监控技术。收稿日期：2020-01-15，修回日期：2020-02-14。

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级控制中心的指令并将其下发到指定的变电站控制端，指挥机器人的工作。

（4）应用层。应用层使管理系统与用户之间的人机交互界面，通过将各种指令图形化的方式便于用户进行管理。应用层使用 Web 交互方式，后端由服务器维护，用户访问指定地址获得权限。3 监控中心

监控中心的主要作用是监控系统和机器人的运行状态，通过监控中心，用户可以实时查看机器人的位置、动作以及运行的数据等。当用户登录系统后，即可在后台查看监控中心的界面，在监控中心界面上用户可以方面的通过图形交互的形式查看各种信息，包括机器人的报警信息等。

（1）视频监控。所有巡检的机器人上均搭载红外线摄像机和高清摄像机，可拍摄巡检场地的画面和视频并将其传送到监控中心中，运维人员通过分析监控画面，即可得知当前变电站的具体状态。

（2）设备告警。当变电站因故障告警时，可将告警数据传送到上层控制中心，管理人员通过查询告警中心，即可得知故障的起始时间、持续时间、故障类型等基本的故障数据，为后续的维修工作提供参考。

设备告警的显示将以图表的方式进行，这种显示方式更加直观，设备告警按照故障的轻重程度，可分为预警、一般告警、严重告警、紧急告警等，同时显示界面支持将多个变电站的告警情况显示在一个界面中进行集中对比。

（3）机器人工况展示。机器人在运行过程中，可将自身的工况数据传送到控制中心供用户查阅，管理人员通过查阅运行数据，可以查看机器人的详细信息，如机器人的出厂时间、工作时间、连接状态、工作状态等，以便对机器人进行维护和检修操作。在机器人工况信息管理系统中，可以检索到的信息包括隶属供电局的名称、运维班组名称、变电站名称、机器人生产厂商、机器人名称、机器人联机状态、检测设备状态、机器人电源状态等。工况展示系统通过将机器人以往的工况数据与当前的数据进行对比，可以以图表的形式显示机器人的故障率等。维修人员通过对故障率数据的分析，可以得出机器人在何种状态下工作会提升故障率，哪个生产厂家生产的机器人故障率低等，为后期机器人巡检方式的调整提供参考。

（4）单站管理。在省级管理中心中，除了能对所有变电站的机器人进行统筹管理外，还可以借由单站管理的方式，对某一具体的变电站进行控制。在省级管理中心中进入单站管理的方式为地级市变电站—运维班组—具体站所。4 任务中心

（1）任务制定。任务中心可以向机器人发出

Applications创新应用

指令，从而实现例行巡检、全面巡检、定向巡检、特殊巡检等巡检方式。例行巡检是指机器人按照设定好的航线进行巡检的方式，全面巡检是指机器人对变电站中所有的机组进行巡检的方式，定向巡检是指针对特定的机组进行巡检的方式，而特殊巡检则是对机组的某几项指标进行巡检的方式。通过任务制定中心，可以编制机器人的巡检任务，通过设定机器人的工作状态、工作路线以及关键巡检位置等实现上文中不同形式的巡检。在任务制定完成后，还可以选择执行的方式，有立即执行、定期执行、周期执行三种方式。其中，例行巡检适合第三种，而临时组织的巡检则使用第一种。

（2）任务展示。任务展示用于展示已经下发的任务，通过不同的时间间隔显示任务的执行情况。其中执行完毕的为绿色；正在执行的为红色；等待执行的为蓝色、中途终止的为褐色、超出期限的为黄色。除此之外任务展示中心还提供任务起始时间以及编制机器人的数量等相关信息的查询。5 数据中心

（1）缺陷管理。缺陷管理可以查看各个编组站点的缺陷信息，包括缺陷状态、缺陷等级、审核状态等。（2）对比分析。对比分析功能实现对多种数据的对比分析，并以图表的形式展示结果。可供对比的数据包括机器人和变电站不同时段的运行数据和不同设备同一时间的运行数据等，对比分析功能是分析变电站以及机器人运行状态的重要参考，通过分析数据的变化趋势可以及时查找变电站和机器人运行中存在的问题，并提早进行维护。6 配置中心

配置中心可以进行系统的配置和后台信息的查询功能，包括用户管理、站点配置和机器人台账等功能。（1）用户管理。用户管理系统管理员管理系统中用户的配置数据，管理员可以对下属的用户进行查询、权限配置以及修改等。系统中划分了若干权限等级，以便为不同的人员分配不同的访问权限。（2）站点配置。站点配置可以管理站点的信息，如添加站点、删除站点、查询站点信息等，对于系统后期的扩张变动非常重要。（3）机器人台账。机器人台账可以查询系统中管理的机器人的各种信息，可以添加或删除机器人，也是系统变动过程中的重要部分。7 结语

我国电网设施分布广，需要使用超高压输电以保证电能的传输效率。采用机器人巡检有助于提升巡检的效率[1]，保障生产和生活用电稳定供应。参考文献

[1] 江渊,刘珍,张慕婕,石旭刚,王骜.机器人智能

导航技术在变电站的研究与应用[J].电工技术,2019(22):126-127+142.

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