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鐵路變配電所遠距離視頻監控系統好還是電力巡檢機器人好?隨著(zhù)我國科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，鐵路相關(guān)技術(shù)和水平也越來(lái)越受到人們的重視，當前，我國正處在一個(gè)自動(dòng)化不斷發(fā)展和前進(jìn)的時(shí)期，鐵路變配電所的無(wú)人值守化運行也成為了時(shí)代發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)非常重要的趨勢，因為這種運行方式能夠節約變配電所電力生產(chǎn)過(guò)程中的人力、物力和財力投入，有效提升電力巡檢的管理效率。從實(shí)現方式上來(lái)分，目前主要有兩種：無(wú)人值守遠距離視頻監控系統、無(wú)人值守電力巡檢機器人。本文就這兩種無(wú)人值守運行方式，從設備自身特點(diǎn)、環(huán)境適應性、系統改造要求、巡檢實(shí)時(shí)性、系統功能、安全性、投資成本等方面進(jìn)行分析，比較各自的優(yōu)勢與不足。

1、巡檢速度對比

智能巡檢機器人無(wú)論是輪式、足式、履帶式、混合式，其平均行駛速度大約為1.5M/S，巡檢速度低于1.0M/S，以400個(gè)巡檢場(chǎng)景來(lái)算，運行一次完整的巡視作業(yè)大約需要3小時(shí)左右。

無(wú)人值守遠距離視頻監控系統采用智能高清球型、云臺型攝像機進(jìn)行智能巡檢，每個(gè)場(chǎng)景之間的切換時(shí)間低于200毫秒，每個(gè)場(chǎng)景的巡檢時(shí)間可自定義長(cháng)短，同樣以400個(gè)巡視場(chǎng)景、每個(gè)場(chǎng)景停留5秒來(lái)計算，完成一次變電所巡檢大約需要35分鐘。

2、續航時(shí)間

目前應用于供電系統的智能巡檢機器人均采用電池供電，受限于電池容量的因素，其續航時(shí)間普遍不高，有些機器人充滿(mǎn)電后甚至不能夠完成一次完整的巡視作業(yè)，需要二次充電后才能完成巡視任務(wù)。

無(wú)人值守遠距離視頻監控系統所有信息采集終端（包括溫濕度、煙霧、水浸、SF6等環(huán)境量監測設備；燈光、空調、風(fēng)機等智能控制設備；IC卡/指紋/人臉識別門(mén)禁等身份識別設備；電子圍欄、紅外對射、聲光報警器等周界安防設備；智能高清監控攝像機、拾音器等智能巡視設備；紅外熱像儀、無(wú)線(xiàn)測溫儀等智能測溫設備）均使用集中供電，不存在續航時(shí)間的問(wèn)題，

可以24小時(shí)全天候在線(xiàn)保障變電所的運行安全，隨時(shí)可對變配電所一次、二次設備進(jìn)行巡視、巡檢、監測、監控、遠程遙控等。

3、環(huán)境適應性對比

電力巡檢機器人是以移動(dòng)機器人作為載體，以可見(jiàn)光攝像機、紅外熱成像儀、及其它檢測儀器作為載荷系統，通過(guò)自動(dòng)或人工兩種控制方式完成變電所內的巡視作業(yè)，當遇到雨雪、霧霾、臺風(fēng)、大霧等惡劣天氣情況時(shí)，機器人在室外的巡檢效率有可能會(huì )降低，甚至完不成巡檢任務(wù)。（沿海地區經(jīng)常會(huì )面臨臺風(fēng)、雷暴等惡劣天氣的襲擾，機器人若是配重不夠，或是因風(fēng)力、地形等原因有可能會(huì )發(fā)生傾倒、側翻等情況。）

無(wú)人值守遠距離視頻監控系統在室外部門(mén)采用紅外高清攝像機，在夜晚和光線(xiàn)較暗的情況下也能采集到高清圖像，IP66以上防護等級確保沙塵、雨天也能正常運行，攝像機內置散熱風(fēng)扇和加熱器完成能夠滿(mǎn)足冬、夏季、高低溫環(huán)境下的正常運行，其它室外設備均采用固定安裝方式，按照相關(guān)規范、標準進(jìn)行可靠安裝。

4、系統建設要求對比

智能巡檢機器人對變電所的地形要求比較高，變電所室內/外場(chǎng)地的坡度一般不能大于10°，智能巡檢機器人如果要進(jìn)入室內，需要改造樓梯，需要拆除現有擋鼠板，需要將主控室/高壓室門(mén)改造成自動(dòng)感應門(mén)，在感應到機器人靠近時(shí)自動(dòng)打開(kāi)相應大門(mén)，而對于地下線(xiàn)纜層的巡檢工作，就有些“力不從心”。

無(wú)人值守遠距離視頻監控系統不需要對變配電所內建筑設施進(jìn)行改造，僅需要增加若干終端信息采集設備即可實(shí)現變電所的智能巡視、監測、遠程遙控等。甚至可以采用利舊、補強、對接的方式，對變電所即有設備加以利用、完善，最大程度的降低建設成本。

5、實(shí)時(shí)性、及時(shí)性對比

采用巡檢機器人進(jìn)行變電所的無(wú)人值守，其部署數量一般不會(huì )大于2套。而每一套巡檢機器人因安裝空間、負載、電力驅動(dòng)等性能原因，不會(huì )搭載過(guò)多的攝像機及其它傳感器，這就會(huì )導致以下幾個(gè)問(wèn)題：

1)不能夠實(shí)現變電所全場(chǎng)景、24小時(shí)實(shí)時(shí)監測。

2)充電時(shí)無(wú)法進(jìn)行巡檢：雖然巡視機器人已具備自動(dòng)充電功能，但由于其充電樁位置固定，就必然會(huì )導致充電期間無(wú)法進(jìn)行巡檢與監測。

3)監測A點(diǎn)時(shí)，無(wú)法了解B點(diǎn)情況：由于機器人搭建的攝像機及傳感器較少，而變電所內需要巡檢的場(chǎng)景卻非常多，當機器人在對A場(chǎng)景進(jìn)行巡視時(shí)，遠程值守人員需要查看B場(chǎng)景的設備運行情況，此時(shí)，機器人要么不能完成場(chǎng)景切換，要么只能人工控制機器人前去指定的場(chǎng)景。

4)待機時(shí)無(wú)法快速奔赴監測點(diǎn)：機器人在非巡檢時(shí)間內（充電、維修、待機）無(wú)法對變電所設施進(jìn)行監測。若調度中心值守人員需要查看某場(chǎng)景裝置運行情況，此時(shí)，機器人要么按預定的指令運動(dòng)，要么通過(guò)人工控制到達現場(chǎng)，而無(wú)論哪種操作，在到達目標監測點(diǎn)時(shí)都會(huì )有個(gè)行走過(guò)程，考慮到機器人的行走速度，這必然會(huì )延長(cháng)值守人員進(jìn)行事件查看的時(shí)效性，不能夠及時(shí)查看指定場(chǎng)景。

5)設備維護、保養時(shí)間長(cháng)，設備一旦停用，整個(gè)變電所將面臨無(wú)“人”值守的情況。

無(wú)人值守遠距離視頻監控系統，不論是哪一類(lèi)終端傳感器，攝像機，均能夠實(shí)現變電所的全場(chǎng)景覆蓋，且設備24小時(shí)全天在線(xiàn)，能夠實(shí)現變電所的實(shí)時(shí)監測，多個(gè)場(chǎng)景之間快速切換。某一個(gè)設備出現故障，不會(huì )影響整個(gè)變電所的無(wú)人值守監測。

6、業(yè)務(wù)功能

無(wú)論是智能巡檢機器人還是遠程視控系統，其最終目標是要實(shí)現牽引變電所的無(wú)人值守，而要實(shí)現真正無(wú)人值守，就需要在功能上盡可能的豐富，業(yè)務(wù)上盡可能的覆蓋變電所的方方面面。

電力巡檢機器人主要具備智能巡檢、智能測溫、部分環(huán)境量（溫濕度、風(fēng)力、聲音）監測等功能，對室外設備的外觀(guān)、運行狀態(tài)、主要部位的溫度進(jìn)行監測，同時(shí)能夠生成相應的巡檢報告，但不能跟變電所其它子系統（諸如周界安防、門(mén)禁、對講、消防、風(fēng)機、空調等）進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。

而無(wú)人值守遠距離視頻監控系統，除了能夠實(shí)現機器人所具備的以上功能外，還可以實(shí)現:

1)溫濕度、煙感、水浸、SF6氣體泄露監測；

2)室外風(fēng)力、聲音、降雨量、地震等環(huán)境監測；

3)室內燈光、風(fēng)機、空調、窗簾等的遠程控制與智能聯(lián)動(dòng)；

4)設備內部、屏柜內部設備遠程無(wú)線(xiàn)測溫；

5)周界安全防范及告警聯(lián)動(dòng)：對變電所大門(mén)及圍墻進(jìn)行防入侵監測，對非法入侵人員進(jìn)行告警、警報/語(yǔ)音驅趕，并能夠聯(lián)動(dòng)攝像機，攝像機自動(dòng)對告警防區抓圖、智能跟蹤、行為分析、軌跡研判等。

6)變電所進(jìn)出人員身份識別及智能聯(lián)動(dòng)：對變電所重要門(mén)進(jìn)行監測和控制，對主控室、高壓室人員進(jìn)出進(jìn)行管理，實(shí)時(shí)監測各門(mén)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，開(kāi)門(mén)動(dòng)作聯(lián)動(dòng)攝像機抓拍；可實(shí)現系統遠程開(kāi)門(mén)；可對變電所各門(mén)的進(jìn)出記錄、人員信息等進(jìn)行查詢(xún)、回溯。

7、安全性

電力巡檢機器人，無(wú)論是輪式、足式、履帶式、還是混合式，由于其具備自主行走的功能，在安全性方面，潛存著(zhù)與變電所電力設施發(fā)生觸碰的可能性，尤其在機器人云臺升起的情況下：

1)設備、程序異常導致機器人失靈，存在與電力設施發(fā)生觸碰的可能；

2)系統基站異常導致機器人自動(dòng)巡檢出錯，存在與電力設施發(fā)生觸碰的可能；

3)值守人員手動(dòng)操作機器人時(shí)，網(wǎng)絡(luò )傳輸故障、操作命令延遲，存在與電力設施發(fā)生觸碰的可能；

而相對應的遠程視控系統在變電所無(wú)人值守安全性方面，具備以下特點(diǎn)：

1)不接觸、不干擾：系統前端信息采集設備采用固定式可靠安裝，與變電所一次、二次設備均保持有足夠安全的物理距離，不接觸變電所內主要設備；系統網(wǎng)絡(luò )信道與供電段指揮調度中心工作站采用獨立網(wǎng)段，不干擾鐵路通訊專(zhuān)網(wǎng)內其它業(yè)務(wù)系統的數據傳輸；段端控制平臺客戶(hù)端采用獨立工作站電腦，電腦內不安裝供電系統其它系統的應用程序，其軟件運行不干擾供電段其它業(yè)務(wù)系統的運行。

2)不對接、不影響：無(wú)人值守遠距離視頻監控系統原則上不與變電所現在正在運行的第三方系統進(jìn)行對接，所有數據均來(lái)自本系統進(jìn)行獨立采集，不影響變電所其它系統的正常運行。

3)只采集、不控制：系統在運行過(guò)程中，通過(guò)獨立建設的攝像機系統對變電所的音視頻、圖片進(jìn)行采集；通過(guò)獨立建設的動(dòng)環(huán)系統對變電所的環(huán)境量、告警信息等數據進(jìn)行采集；通過(guò)獨立建設的門(mén)禁系統實(shí)現身份識別與管理，不對變電所一次、二次設備進(jìn)行控制，不會(huì )干擾變電所電力設施的正常運行。

8、建設成本

目前市場(chǎng)推出的供電系統智能巡檢機器人系統，其建設成本主要分為：（1）供電段調度平臺成本、（2）變電所平臺成本、（3）場(chǎng)地改造成本、（4）機器人本體、（5）機器人搭配的終端設備成本。若要建設巡視機器人無(wú)人值守系統，除了段端平臺建設、所端平臺建設外，變電所建設必須要投入相當比例的資金進(jìn)行場(chǎng)地建設及機器人采購，可自由搭配的傳感器部分僅占項目投資的一小部分資金，項目資金投入不夠多靈活。

無(wú)人值守遠距離視頻監控系統，其建設成本主要分為：（1）供電段調度平臺成本、（2）變電所平臺成本、（3）變電所各傳感器子系統模塊。要建設遠程視控無(wú)人值守系統，除了段端平臺建設、所端平臺建設外，其余資金完全可以根據變電所需求及資金情況，進(jìn)行模塊化自由搭配，有選擇性的進(jìn)行建設，而不必要一次性投入大量資金。

由上圖可以看出：在項目預算有限、資金不足的情況下，建設遠程視控無(wú)人值守系統，具有更大的靈活性。在供電段端平臺建設好的情況下，以變電所

150萬(wàn)資金投入為例，若要進(jìn)行機器人值守系統建設，有可能只能建設一個(gè)變電所；但若以遠程視控系統的功能模塊化方式進(jìn)行，建設2個(gè)、甚至3個(gè)變電所都有可能。

結束語(yǔ)

隨著(zhù)我國鐵路事業(yè)的不斷發(fā)展，傳統的鐵路變配電所值守方式已不能適應現代化的管理模式。隨著(zhù)新技術(shù)、新設備、新工藝在變配電所中的應用，對巡視工具的使用和更新以及巡視人員的綜合能力提出了更高的要求，對部門(mén)管理方式也提出了新的挑戰。只有切實(shí)提高無(wú)人值守變配電所的巡視安全及效率，才能確保鐵路牽引供電的安全可靠運行。