北京地鐵助力供電“人工巡檢”邁向“智能巡檢”時(shí)代

千龍網(wǎng)訊 當(dāng)前北京地鐵電力方面的運(yùn)維方式還是以人工巡檢為主，這也是確保地鐵安全運(yùn)行最基礎(chǔ)、最關(guān)鍵的方式。隨著智能巡檢機(jī)器人的應(yīng)用，憑借其強(qiáng)大、可靠的技術(shù)，能夠很好地提高傳統(tǒng)運(yùn)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(dòng)強(qiáng)度。北京地鐵供電專(zhuān)業(yè)研發(fā)人員堅(jiān)持創(chuàng)新發(fā)展，研制出巡檢機(jī)器人、剛性接觸網(wǎng)智能檢測(cè)裝置、抗電壓波動(dòng)裝置等多種新成果，使得供電系統(tǒng)更可靠、更穩(wěn)定，進(jìn)一步保障了乘客安全出行。

精測(cè)每一個(gè)點(diǎn)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(tái)供電巡檢機(jī)器人，一臺(tái)是在國(guó)貿(mào)站變電站的輪式機(jī)器人，另一臺(tái)是在10號(hào)線(xiàn)六里橋站至蓮花橋站區(qū)間變電站的板下機(jī)器人。由于輪式機(jī)器人能夠升高高度，最高能達(dá)到1.2米，所以取名為“東東”，而板下機(jī)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(dòng)力”的諧音，同時(shí)也是供電分公司企業(yè)文化卡通形象。這兩臺(tái)機(jī)器人作業(yè)最大的優(yōu)勢(shì)就是“精準(zhǔn)”，它們通過(guò)應(yīng)用激光二維構(gòu)圖、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、多軸運(yùn)動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自主定位及導(dǎo)航，預(yù)設(shè)終點(diǎn)位置誤差控制在3.5厘米內(nèi)。系統(tǒng)搭載圖像智能識(shí)別算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站內(nèi)設(shè)備的表計(jì)讀數(shù)、信號(hào)、開(kāi)關(guān)位置、外觀狀態(tài)識(shí)別。同時(shí)，它們身上可搭載多種傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站內(nèi)設(shè)備的紅外測(cè)溫、氣體泄漏檢測(cè)、聲音采集分析等功能。系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)圖像遠(yuǎn)傳和雙向語(yǔ)音傳輸功能，實(shí)現(xiàn)就地或遠(yuǎn)程視頻巡視及作業(yè)指導(dǎo)，并且能自動(dòng)生成表計(jì)讀數(shù)、紅外測(cè)溫、設(shè)備巡視等報(bào)表，第一時(shí)間進(jìn)行歷史趨勢(shì)大數(shù)據(jù)后臺(tái)分析，及時(shí)預(yù)警異常情況。

從2017年開(kāi)始接觸這項(xiàng)技術(shù)，到2020年這兩臺(tái)機(jī)器人能夠完成準(zhǔn)確的作業(yè)流程，設(shè)計(jì)人員煞費(fèi)苦心。由于國(guó)貿(mào)站變電站空間狹小，且配電柜排列緊密，當(dāng)機(jī)器人做出轉(zhuǎn)身、行進(jìn)動(dòng)作時(shí)一旦速度、高度等關(guān)系沒(méi)有計(jì)算好重心失穩(wěn)后，就容易摔倒，會(huì)對(duì)周邊供電設(shè)備造成碰撞損傷。還有，在巡檢過(guò)程中的部分位置會(huì)受到光線(xiàn)影響，因此采取何種角度補(bǔ)光，確保圖像智能識(shí)別準(zhǔn)確也需要復(fù)雜的人工核準(zhǔn)。為此，在設(shè)計(jì)參數(shù)階段，設(shè)計(jì)人員經(jīng)常在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量各種數(shù)據(jù)，并進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)證，直到“東東”實(shí)現(xiàn)0.586分鐘完成一個(gè)點(diǎn)位檢測(cè)及數(shù)據(jù)分析傳輸，全變電站361個(gè)點(diǎn)位精準(zhǔn)作業(yè)。“東東”的到來(lái)也極大緩解了項(xiàng)目部巡檢工作的壓力，國(guó)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(guó)貿(mào)變電站現(xiàn)場(chǎng)需要二十多分鐘，而如今只需幾分鐘就能通過(guò)機(jī)器人反饋的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)，精準(zhǔn)判斷故障點(diǎn)并做出分析應(yīng)對(duì)。而“麗麗”的運(yùn)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(jìn)去，只有瘦小的女員工才能縮著身子進(jìn)去，雖然有強(qiáng)光手電，但是有些點(diǎn)位很費(fèi)勁才能查到。但“麗麗”到來(lái)后，員工只要在外面用遙控操作就能夠第一時(shí)間看到里面的情況，并掌握相關(guān)的數(shù)據(jù)。

另外，設(shè)計(jì)人員除了定期查看性能狀態(tài)，也專(zhuān)門(mén)為它們?cè)O(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(gè)溫濕度適宜的充電空間，一次滿(mǎn)電能夠續(xù)航4小時(shí)，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(hào)線(xiàn)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(chēng)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(tuán)隊(duì)為地鐵“蜘蛛俠”們?cè)O(shè)計(jì)出的剛性接觸網(wǎng)智能檢測(cè)裝置，則是擊敗接觸線(xiàn)隱患的一大“利器”。

電動(dòng)列車(chē)每一次通過(guò)，受電弓都會(huì)對(duì)接觸線(xiàn)進(jìn)行一次磨耗，當(dāng)接觸線(xiàn)剩余厚度接近2.5毫米時(shí)，就需要對(duì)該區(qū)段進(jìn)行換線(xiàn)。智能檢測(cè)裝置上線(xiàn)應(yīng)用后，改變了接觸網(wǎng)工用游標(biāo)卡尺逐個(gè)點(diǎn)測(cè)量的歷史，一次工作距離最多能達(dá)到2000多米，可連續(xù)測(cè)量40000個(gè)點(diǎn)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(shì)，有異常磨耗時(shí)達(dá)到早期預(yù)警效果。供電研發(fā)人員把梯車(chē)巡視作業(yè)與磨耗檢查工作自動(dòng)結(jié)合起來(lái)，極大提升了檢測(cè)自動(dòng)化水平，提高了巡檢工作效率。

這臺(tái)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(shí)間足以應(yīng)對(duì)夜班三小時(shí)的作業(yè)時(shí)間。接下來(lái)，供電研發(fā)團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步縮小設(shè)備體積和重量，并且與供電運(yùn)維平臺(tái)進(jìn)行對(duì)接，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析并自動(dòng)形成生產(chǎn)工單。

搶贏20毫秒  

讓乘客安心乘梯

昌平線(xiàn)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(dòng)，超過(guò)20毫秒，就有可能會(huì)導(dǎo)致電梯停梯。供電研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)反復(fù)驗(yàn)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(bǔ)償模式，即抗電壓波動(dòng)裝置解決。

抗電壓波動(dòng)裝置在試點(diǎn)站沙河高教園站投入試運(yùn)行時(shí)，需要將該站電梯電源倒接至抗電壓波動(dòng)裝置的輸出開(kāi)關(guān)，并保持原有的部分電梯電源“自動(dòng)切除”功能。但是該站不具備對(duì)單個(gè)開(kāi)關(guān)進(jìn)行測(cè)試的條件，為了保證不對(duì)其他專(zhuān)業(yè)設(shè)備產(chǎn)生影響，供電研發(fā)人員采用了模擬信號(hào)進(jìn)行離線(xiàn)傳動(dòng)的方式，對(duì)各條回路進(jìn)行逐一測(cè)試。經(jīng)過(guò)十幾日的“抽絲剝繭”，最終試驗(yàn)成功，達(dá)到了電梯在電壓波動(dòng)時(shí)平穩(wěn)運(yùn)行，保證乘客安心出行。

接下來(lái)，北京地鐵將進(jìn)一步擴(kuò)大研究應(yīng)用，更深入地挖掘地鐵供電運(yùn)維數(shù)據(jù)，把科研成果融合到供電智能運(yùn)維平臺(tái)中，聚焦解決運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題，率先實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)運(yùn)維數(shù)字化，同時(shí)抓緊實(shí)施完成關(guān)鍵設(shè)備感知，實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)行、智能維護(hù)和智能管理，建設(shè)好北京地鐵智慧動(dòng)力源。（通訊員 楊志）

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