北京地鐵助力供電“人工巡檢”邁向“智能巡檢”時代

千龍網(wǎng)訊 當(dāng)前北京地鐵電力方面的運維方式還是以人工巡檢為主，這也是確保地鐵安全運行最基礎(chǔ)、最關(guān)鍵的方式。隨著智能巡檢機器人的應(yīng)用，憑借其強大、可靠的技術(shù)，能夠很好地提高傳統(tǒng)運維方式的工作效率，極大地改善員工作業(yè)環(huán)境，降低勞動強度。北京地鐵供電專業(yè)研發(fā)人員堅持創(chuàng)新發(fā)展，研制出巡檢機器人、剛性接觸網(wǎng)智能檢測裝置、抗電壓波動裝置等多種新成果，使得供電系統(tǒng)更可靠、更穩(wěn)定，進一步保障了乘客安全出行。

精測每一個點位   

“東東”“麗麗”成為智能巡檢員

(資料圖片僅供參考)

目前，共有兩臺供電巡檢機器人，一臺是在國貿(mào)站變電站的輪式機器人，另一臺是在10號線六里橋站至蓮花橋站區(qū)間變電站的板下機器人。由于輪式機器人能夠升高高度，最高能達到1.2米，所以取名為“東東”，而板下機器人體型較小，身高不足半米，故取名為“麗麗”。“東東”和“麗麗”是“動力”的諧音，同時也是供電分公司企業(yè)文化卡通形象。這兩臺機器人作業(yè)最大的優(yōu)勢就是“精準”，它們通過應(yīng)用激光二維構(gòu)圖、實時數(shù)據(jù)庫、多軸運動伺服驅(qū)動技術(shù)，實現(xiàn)自主定位及導(dǎo)航，預(yù)設(shè)終點位置誤差控制在3.5厘米內(nèi)。系統(tǒng)搭載圖像智能識別算法，實現(xiàn)對變電站內(nèi)設(shè)備的表計讀數(shù)、信號、開關(guān)位置、外觀狀態(tài)識別。同時，它們身上可搭載多種傳感器，實現(xiàn)對變電站內(nèi)設(shè)備的紅外測溫、氣體泄漏檢測、聲音采集分析等功能。系統(tǒng)具有實時圖像遠傳和雙向語音傳輸功能，實現(xiàn)就地或遠程視頻巡視及作業(yè)指導(dǎo)，并且能自動生成表計讀數(shù)、紅外測溫、設(shè)備巡視等報表，第一時間進行歷史趨勢大數(shù)據(jù)后臺分析，及時預(yù)警異常情況。

從2017年開始接觸這項技術(shù)，到2020年這兩臺機器人能夠完成準確的作業(yè)流程，設(shè)計人員煞費苦心。由于國貿(mào)站變電站空間狹小，且配電柜排列緊密，當(dāng)機器人做出轉(zhuǎn)身、行進動作時一旦速度、高度等關(guān)系沒有計算好重心失穩(wěn)后，就容易摔倒，會對周邊供電設(shè)備造成碰撞損傷。還有，在巡檢過程中的部分位置會受到光線影響，因此采取何種角度補光，確保圖像智能識別準確也需要復(fù)雜的人工核準。為此，在設(shè)計參數(shù)階段，設(shè)計人員經(jīng)常在現(xiàn)場測量各種數(shù)據(jù)，并進行反復(fù)驗證，直到“東東”實現(xiàn)0.586分鐘完成一個點位檢測及數(shù)據(jù)分析傳輸，全變電站361個點位精準作業(yè)。“東東”的到來也極大緩解了項目部巡檢工作的壓力，國貿(mào)變電站屬于區(qū)間變電站，交通很是不便，曾經(jīng)臨站巡檢員接到緊急任務(wù)，攜帶工具趕到國貿(mào)變電站現(xiàn)場需要二十多分鐘，而如今只需幾分鐘就能通過機器人反饋的現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)，精準判斷故障點并做出分析應(yīng)對。而“麗麗”的運用，也改變了原有的操作方式，以前在電纜夾層里巡檢電纜，男員工很難鉆進去，只有瘦小的女員工才能縮著身子進去，雖然有強光手電，但是有些點位很費勁才能查到。但“麗麗”到來后，員工只要在外面用遙控操作就能夠第一時間看到里面的情況，并掌握相關(guān)的數(shù)據(jù)。

另外，設(shè)計人員除了定期查看性能狀態(tài)，也專門為它們設(shè)立了“服務(wù)區(qū)”。具備自充電功能的“東東”和“麗麗”擁有一個溫濕度適宜的充電空間，一次滿電能夠續(xù)航4小時，足夠完成一輪巡檢作業(yè)。

研發(fā)智能“蛛絲”  

為“蜘蛛俠”增加1000多米作業(yè)區(qū)段

眾所周知，6號線采取接觸網(wǎng)供電模式，接觸網(wǎng)工因在距離地面4米左右高度上作業(yè)，經(jīng)常被稱為地鐵“蜘蛛俠”。電影中，蜘蛛俠的“蛛絲”技能經(jīng)常擊敗壞人，而供電研發(fā)團隊為地鐵“蜘蛛俠”們設(shè)計出的剛性接觸網(wǎng)智能檢測裝置，則是擊敗接觸線隱患的一大“利器”。

電動列車每一次通過，受電弓都會對接觸線進行一次磨耗，當(dāng)接觸線剩余厚度接近2.5毫米時，就需要對該區(qū)段進行換線。智能檢測裝置上線應(yīng)用后，改變了接觸網(wǎng)工用游標卡尺逐個點測量的歷史，一次工作距離最多能達到2000多米，可連續(xù)測量40000個點位，且誤差縮小到0.3毫米，裝置終端還能同步記錄數(shù)據(jù)，繪制磨耗變化趨勢，有異常磨耗時達到早期預(yù)警效果。供電研發(fā)人員把梯車巡視作業(yè)與磨耗檢查工作自動結(jié)合起來，極大提升了檢測自動化水平，提高了巡檢工作效率。

這臺設(shè)備已經(jīng)是第四代，相比于前幾代，它更加小巧，續(xù)航時間足以應(yīng)對夜班三小時的作業(yè)時間。接下來，供電研發(fā)團隊計劃進一步縮小設(shè)備體積和重量，并且與供電運維平臺進行對接，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析并自動形成生產(chǎn)工單。

搶贏20毫秒  

讓乘客安心乘梯

昌平線早晚高峰客流一直較大，因此，站內(nèi)電梯的穩(wěn)定性、安全性尤為關(guān)鍵。如果電壓有波動，超過20毫秒，就有可能會導(dǎo)致電梯停梯。供電研發(fā)團隊經(jīng)過反復(fù)驗證，決定利用電容高功率密度和電池高能量密度的特性，采取電容+電池快速補償模式，即抗電壓波動裝置解決。

抗電壓波動裝置在試點站沙河高教園站投入試運行時，需要將該站電梯電源倒接至抗電壓波動裝置的輸出開關(guān)，并保持原有的部分電梯電源“自動切除”功能。但是該站不具備對單個開關(guān)進行測試的條件，為了保證不對其他專業(yè)設(shè)備產(chǎn)生影響，供電研發(fā)人員采用了模擬信號進行離線傳動的方式，對各條回路進行逐一測試。經(jīng)過十幾日的“抽絲剝繭”，最終試驗成功，達到了電梯在電壓波動時平穩(wěn)運行，保證乘客安心出行。

接下來，北京地鐵將進一步擴大研究應(yīng)用，更深入地挖掘地鐵供電運維數(shù)據(jù)，把科研成果融合到供電智能運維平臺中，聚焦解決運營生產(chǎn)中的實際問題，率先實現(xiàn)接觸網(wǎng)運維數(shù)字化，同時抓緊實施完成關(guān)鍵設(shè)備感知，實現(xiàn)智能運行、智能維護和智能管理，建設(shè)好北京地鐵智慧動力源。（通訊員 楊志）

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