變電站巡檢機(jī)器人的控制檢測(cè)仿真測(cè)試系統(tǒng)

熊澤群， 黃石磊， 李永熙， 孫凱， 賈同輝

(1.國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司檢修公司,安徽 合肥 230000;2.山東魯能智能技術(shù)有限公司,山東 濟(jì)南 250101)

?

變電站巡檢機(jī)器人的控制檢測(cè)仿真測(cè)試系統(tǒng)

熊澤群1， 黃石磊1， 李永熙1， 孫凱2， 賈同輝2

(1.國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司檢修公司,安徽 合肥 230000;2.山東魯能智能技術(shù)有限公司,山東 濟(jì)南 250101)

變電站巡檢機(jī)器人后臺(tái)系統(tǒng)需要完善的測(cè)試，而現(xiàn)有測(cè)試環(huán)境存在不足之處，針對(duì)這些不足提出一種變電站巡檢機(jī)器人的控制檢測(cè)仿真測(cè)試系統(tǒng)。包括仿真控制子系統(tǒng)和檢測(cè)子系統(tǒng)，主要是針對(duì)變電站巡檢機(jī)器人控制子系統(tǒng)進(jìn)行的仿真模擬。實(shí)現(xiàn)部分介紹仿真控制子系統(tǒng)的啟動(dòng)流程，并重點(diǎn)論述巡檢任務(wù)仿真處理流程。實(shí)際應(yīng)用表明，提高了變電站巡檢機(jī)器人后臺(tái)系統(tǒng)的測(cè)試效率，降低測(cè)試成本，可以進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間、大規(guī)模、極限性測(cè)試。

巡檢機(jī)器人；變電站；仿真測(cè)試；控制；檢測(cè)

0 引 言

目前，對(duì)變電站設(shè)備巡檢工作主要分為人工巡檢和機(jī)器人巡檢兩種方式。傳統(tǒng)的人工巡檢方式存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低、檢測(cè)質(zhì)量分散等不足，并且人工巡檢后不能及時(shí)準(zhǔn)確地將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳送到管理信息系統(tǒng)。近年來(lái)，國(guó)家電網(wǎng)公司大力推廣變電站智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)，使得機(jī)器人巡檢方式已經(jīng)全面實(shí)現(xiàn)視覺(jué)檢測(cè)、紅外測(cè)溫、遠(yuǎn)程控制、智能分析、缺陷管理、儀表讀數(shù)、閘刀和開(kāi)關(guān)狀態(tài)判別、微氣象數(shù)據(jù)采集分析及自主充電等功能的應(yīng)用。隨著變電站巡檢機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人巡檢方式將逐步代替人工巡檢方式。

變電站智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)包括變電站巡檢機(jī)器人(也稱作：移動(dòng)站系統(tǒng))和變電站巡檢機(jī)器人后臺(tái)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱：后臺(tái)系統(tǒng)，也稱作：基站系統(tǒng))[1-2]。后臺(tái)系統(tǒng)是提供給變電站運(yùn)維人員使用的工具，它可以用來(lái)控制變電站巡檢機(jī)器人、命令機(jī)器人運(yùn)行巡檢任務(wù)、展示和分析設(shè)備巡檢數(shù)據(jù)等。因此，后臺(tái)系統(tǒng)的穩(wěn)定性至關(guān)重要，要獲得穩(wěn)定的后臺(tái)系統(tǒng)，系統(tǒng)必須經(jīng)過(guò)完善的測(cè)試，但是目前后臺(tái)系統(tǒng)的測(cè)試環(huán)境存在機(jī)器人資源有限、測(cè)試效率低、測(cè)試時(shí)間短、測(cè)試規(guī)模小，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試成本高等不足。

本文針對(duì)現(xiàn)有后臺(tái)系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境存在的不足，提出變電站巡檢機(jī)器人的控制檢測(cè)仿真測(cè)試系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱：仿真測(cè)試系統(tǒng))，該系統(tǒng)可以提高測(cè)試效率，降低測(cè)試成本，使后臺(tái)系統(tǒng)可以進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間、大規(guī)模、連續(xù)性、極限性測(cè)試，從而使后臺(tái)系統(tǒng)的測(cè)試更加完備。該仿真測(cè)試系統(tǒng)已經(jīng)在山東魯能智能技術(shù)有限公司投入使用，并取得很好的使用效果。

1 變電站巡檢機(jī)器人

國(guó)內(nèi)最早開(kāi)始研究變電站巡檢機(jī)器人的是國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院及下屬的山東魯能智能技術(shù)有限公司，并于2002年成立國(guó)家電網(wǎng)公司電力機(jī)器人技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，主要開(kāi)展電力機(jī)器人技術(shù)的研究，在2004年成功研制出第一臺(tái)變電站巡檢機(jī)器人，后續(xù)依托國(guó)家“863項(xiàng)目”的支持，研制出系列化的變電站巡檢機(jī)器人產(chǎn)品[3]。

變電站巡檢機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)主要包括控制子系統(tǒng)、檢測(cè)子系統(tǒng)和通信子系統(tǒng)三個(gè)部分，如圖1所示。

圖1 變電站巡檢機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)圖

1.1 控制子系統(tǒng)

控制子系統(tǒng)的核心是工控機(jī)，而工控機(jī)也可以使用PC104主板[4]來(lái)代替。工控機(jī)中安裝有基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的下位機(jī)程序。工控機(jī)通過(guò)串口與驅(qū)動(dòng)模塊、云臺(tái)模塊[5]、電源模塊[6]通信，由下位機(jī)程序完成對(duì)它們的控制。工控機(jī)通過(guò)網(wǎng)口與交換機(jī)連接，然后通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)系統(tǒng)通信，工控機(jī)中的下位機(jī)程序作為TCP服務(wù)端，后臺(tái)系統(tǒng)作為TCP客戶端，后臺(tái)系統(tǒng)與下位機(jī)程序建立連接之后，就可以控制變電站巡檢機(jī)器人進(jìn)行巡檢工作。

1.2 檢測(cè)子系統(tǒng)

檢測(cè)子系統(tǒng)主要完成變電站設(shè)備巡檢任務(wù)中的檢測(cè)數(shù)據(jù)采集，包括可見(jiàn)光檢測(cè)和紅外檢測(cè)，可見(jiàn)光檢測(cè)是通過(guò)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)完成設(shè)備可見(jiàn)光圖片的采集，紅外檢測(cè)是通過(guò)紅外熱像儀完成設(shè)備紅外熱圖的采集。檢測(cè)子系統(tǒng)包括高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、視頻服務(wù)器、紅外熱像儀三個(gè)檢測(cè)設(shè)備，它們通過(guò)網(wǎng)口與交換機(jī)連接，實(shí)時(shí)視頻流和檢測(cè)采集到的可見(jiàn)光圖片、紅外熱圖，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳送給后臺(tái)系統(tǒng)。其中，實(shí)時(shí)視頻流包括高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)提供的可見(jiàn)光視頻流和視頻服務(wù)器提供的紅外視頻流，紅外視頻流是由紅外熱像儀通過(guò)BNC接口傳送給視頻服務(wù)器的。

1.3 通信子系統(tǒng)

通信子系統(tǒng)主要包括交換機(jī)和無(wú)線通信模塊，其中，交換機(jī)的作用是將機(jī)器人本體網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接在一起，并與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接；無(wú)線通信模塊的作用是與后臺(tái)系統(tǒng)的無(wú)線通信模塊組建無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，從而可以使機(jī)器人本體網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行通信。

2 后臺(tái)系統(tǒng)

后臺(tái)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫(kù)、服務(wù)端、客戶端，如圖2所示。除此之外后臺(tái)系統(tǒng)還包括部署數(shù)據(jù)庫(kù)和服務(wù)端的服務(wù)器、部署客戶端的監(jiān)控中心PC、網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)、路由器、無(wú)線網(wǎng)橋等硬件設(shè)備。

2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)

后臺(tái)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)模型數(shù)據(jù)、巡檢數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。模型數(shù)據(jù)包括系統(tǒng)參數(shù)模型、機(jī)器人參數(shù)模型、變電站設(shè)備模型、巡檢任務(wù)模型，模型數(shù)據(jù)主要用于保存系統(tǒng)配置、機(jī)器人配置和巡檢模型配置的參數(shù)信息。巡檢數(shù)據(jù)主要包括機(jī)器人巡檢過(guò)程中產(chǎn)生的設(shè)備檢測(cè)結(jié)果、針對(duì)檢測(cè)進(jìn)行模式識(shí)別的結(jié)果、單設(shè)備及多設(shè)備檢測(cè)報(bào)表、巡檢任務(wù)報(bào)表等。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)主要存儲(chǔ)機(jī)器人運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、環(huán)境的溫濕度等。

圖2 后臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 服務(wù)端

后臺(tái)系統(tǒng)服務(wù)端為客戶端提供檢測(cè)設(shè)備接口(視頻控制接口和紅外熱像儀接口)、機(jī)器人控制接口(機(jī)器人通信接口、驅(qū)動(dòng)控制接口、云臺(tái)控制接口、電源控制接口)、數(shù)據(jù)處理(巡檢任務(wù)處理和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理)、數(shù)據(jù)訪問(wèn)(歷史數(shù)據(jù)訪問(wèn)、事項(xiàng)報(bào)警服務(wù)、運(yùn)行日志服務(wù))、模式識(shí)別服務(wù)，為第三方系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)交互接口(Web Service接口、IEC61850接口)，還提供系統(tǒng)配置及管理(巡檢模型配置和地圖管理)。

2.3 客戶端

后臺(tái)系統(tǒng)客戶端是與用戶進(jìn)行交互的平臺(tái)，為用戶主要提供視圖展示(視頻視圖和電子地圖)、機(jī)器人控制、數(shù)據(jù)分析(巡檢數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)趨勢(shì)圖、巡檢報(bào)表展示)、運(yùn)行數(shù)據(jù)展示(事項(xiàng)報(bào)警提示和運(yùn)行日志查看)等功能。其中，視頻視圖可以調(diào)用視頻設(shè)備提供的SDK接口完成視頻連接和視頻預(yù)覽[7]。

2.4 測(cè)試環(huán)境

目前后臺(tái)系統(tǒng)的測(cè)試需要變電站巡檢機(jī)器人在不同的測(cè)試環(huán)境下參與進(jìn)行，主要包括四種測(cè)試環(huán)境：(1) 辦公室臨時(shí)測(cè)試環(huán)境，(2) 實(shí)驗(yàn)室測(cè)試環(huán)境，(3) 生產(chǎn)車間測(cè)試環(huán)境，(4) 變電站現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試環(huán)境。

這四種測(cè)試環(huán)境存在以下不足：(1) 測(cè)試中一個(gè)后臺(tái)系統(tǒng)需要獨(dú)立使用一臺(tái)變電站巡檢機(jī)器人，然而提供用于測(cè)試的機(jī)器人資源有限，所以容易產(chǎn)生軟件測(cè)試人員需要等待正在測(cè)試的人員完成測(cè)試任務(wù)后再進(jìn)行測(cè)試的現(xiàn)象。(2) 機(jī)器人測(cè)試中需要消耗電池電量，根據(jù)不同的測(cè)試環(huán)境和強(qiáng)度，充滿電的電池一般可以提供9到18小時(shí)的測(cè)試時(shí)間。這將導(dǎo)致軟件測(cè)試人員無(wú)法進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)性測(cè)試，并且容易造成測(cè)試中斷。(3) 辦公室臨時(shí)測(cè)試環(huán)境因?yàn)槭芟抻谵k公室空間，往往需要將機(jī)器人架高進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試中機(jī)器人驅(qū)動(dòng)懸空進(jìn)行空轉(zhuǎn)，并且需要人為讀RFID標(biāo)簽[8](磁導(dǎo)航方式)模擬到位，從而導(dǎo)致測(cè)試效率降低。(4) 實(shí)驗(yàn)室測(cè)試環(huán)境因?yàn)闇y(cè)試區(qū)域固定，因此無(wú)法進(jìn)行大規(guī)模測(cè)試和極限測(cè)試。(5) 生產(chǎn)車間測(cè)試環(huán)境主要用于機(jī)器人出廠測(cè)試，主要是質(zhì)量控制人員檢驗(yàn)機(jī)器人本體的生產(chǎn)工藝，所以無(wú)法給后臺(tái)系統(tǒng)提供完整性的測(cè)試。(6) 變電站現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試環(huán)境是最真實(shí)也是最好的測(cè)試環(huán)境，但是需要軟件測(cè)試人員出差前往變電站現(xiàn)場(chǎng)，從而增加測(cè)試成本。

3 仿真測(cè)試系統(tǒng)

根據(jù)目前后臺(tái)系統(tǒng)四種測(cè)試環(huán)境存在的不足，分析仿真測(cè)試系統(tǒng)的需求：(1) 節(jié)省機(jī)器人資源；(2) 延長(zhǎng)測(cè)試時(shí)間，進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間測(cè)試；(3) 提高測(cè)試效率；(4) 提高測(cè)試規(guī)模，進(jìn)行大規(guī)模測(cè)試和極限測(cè)試。(5) 降低測(cè)試成本。

圖3 仿真測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

仿真測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括仿真控制子系統(tǒng)和檢測(cè)子系統(tǒng)。

因?yàn)樽冸娬狙矙z機(jī)器人的控制子系統(tǒng)的設(shè)備資源相對(duì)有限，并且控制子系統(tǒng)使測(cè)試環(huán)境受到一定的限制，而控制子系統(tǒng)又相對(duì)穩(wěn)定，不需要過(guò)多的測(cè)試。所以通過(guò)仿真控制子系統(tǒng)來(lái)針對(duì)變電站巡檢機(jī)器人的控制子系統(tǒng)進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，通過(guò)軟件模塊仿真機(jī)器人的硬件模塊(驅(qū)動(dòng)模塊、云臺(tái)模塊、電源模塊)和軟件模塊(下位機(jī)程序)的工作原理，并且該仿真控制子系統(tǒng)支持?jǐn)U展。

由于變電站巡檢機(jī)器人的檢測(cè)子系統(tǒng)本身就需要進(jìn)行大量測(cè)試，其中的設(shè)備資源也相對(duì)豐富，而且設(shè)備支持并發(fā)測(cè)試，因此仿真測(cè)試系統(tǒng)的檢測(cè)子系統(tǒng)與變電站巡檢機(jī)器人的相同，沒(méi)有進(jìn)行仿真。而仿真測(cè)試系統(tǒng)支持?jǐn)U展，所以也可以根據(jù)測(cè)試人員的需求對(duì)檢測(cè)子系統(tǒng)進(jìn)行仿真，具體的擴(kuò)展方式在第3.3節(jié)中進(jìn)行介紹。

因?yàn)樽冸娬狙矙z機(jī)器人的設(shè)備都集中機(jī)器人本體中，所以設(shè)備與后臺(tái)系統(tǒng)通信需要通過(guò)無(wú)線通信模塊。然而仿真測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是分布式的，其中仿真控制子系統(tǒng)是軟件系統(tǒng)，它可以部署在后臺(tái)系統(tǒng)所在的服務(wù)器上或者與后臺(tái)系統(tǒng)同局域網(wǎng)的服務(wù)器上，檢測(cè)子系統(tǒng)可以部署在與后臺(tái)系統(tǒng)相同的局域網(wǎng)內(nèi)，所以仿真測(cè)試系統(tǒng)可以不需要無(wú)線通信模塊，這樣通信子系統(tǒng)中只需要交換機(jī)。

3.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

仿真測(cè)試系統(tǒng)中的仿真控制子系統(tǒng)通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)，使用C++語(yǔ)言進(jìn)行編程，可以在Windows或Linux操作系統(tǒng)上編譯生成可執(zhí)行文件，即仿真控制子系統(tǒng)可以跨平臺(tái)運(yùn)行。檢測(cè)子系統(tǒng)主要通過(guò)搭建硬件設(shè)備平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。下面主要針對(duì)仿真控制子系統(tǒng)的啟動(dòng)流程和巡檢任務(wù)仿真處理流程進(jìn)行論述。

(1) 仿真控制子系統(tǒng)啟動(dòng)流程

仿真控制子系統(tǒng)啟動(dòng)流程中，首先加載系統(tǒng)模塊實(shí)例(控制單元管理器、通信管理器、線程池、以太網(wǎng)通信服務(wù)、串口通信服務(wù)、實(shí)時(shí)控制服務(wù)、運(yùn)行日志服務(wù)、消息隊(duì)列等)，加載系統(tǒng)參數(shù)配置和巡檢模型參數(shù)配置，加載驅(qū)動(dòng)仿真模塊、云臺(tái)仿真模塊、電源仿真模塊、巡檢仿真模塊。然后啟動(dòng)系統(tǒng)子線程(以太網(wǎng)通信線程、串口通信線程、實(shí)時(shí)控制線程、運(yùn)行日志線程、數(shù)據(jù)上送服務(wù)線程、定時(shí)服務(wù)線程等)。最后啟動(dòng)仿真控制定時(shí)器，完成仿真控制子系統(tǒng)的啟動(dòng)流程。其中，在仿真控制定時(shí)器中，首先仿真產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)、云臺(tái)、電源硬件控制板卡的版本號(hào)；然后仿真產(chǎn)生機(jī)器人正常運(yùn)行中驅(qū)動(dòng)、云臺(tái)、電源、巡檢模塊的運(yùn)行數(shù)據(jù)(驅(qū)動(dòng)控制模式、左右輪速度、電池電壓、電流、電量、充電狀態(tài)、云臺(tái)坐標(biāo)、云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)、巡檢任務(wù)狀態(tài)等)。

(2) 巡檢任務(wù)仿真處理流程

圖4給出巡檢任務(wù)仿真處理的流程，具體步驟如下：

步驟1：?jiǎn)?dòng)巡檢任務(wù)。后臺(tái)系統(tǒng)發(fā)送啟動(dòng)T-ID對(duì)應(yīng)巡檢任務(wù)的命令給仿真測(cè)試系統(tǒng)，T-ID為巡檢任務(wù)ID。仿真測(cè)試系統(tǒng)收到啟動(dòng)命令之后，完成巡檢任務(wù)啟動(dòng)，生成T-ID對(duì)應(yīng)巡檢任務(wù)綁定的停靠點(diǎn)列表，初始化當(dāng)前S-ID=0，S-ID為?？奎c(diǎn)ID。

步驟2：仿真測(cè)試系統(tǒng)模擬機(jī)器人行走。

步驟3：仿真測(cè)試系統(tǒng)執(zhí)行模擬行走定時(shí)。定時(shí)結(jié)束后模擬?？奎c(diǎn)到位停車，給后臺(tái)系統(tǒng)反饋停靠點(diǎn)到位事件以及S-ID，后臺(tái)系統(tǒng)根據(jù)S-ID通過(guò)事項(xiàng)顯示停靠點(diǎn)相關(guān)的信息。

步驟4：仿真測(cè)試系統(tǒng)生成S-ID對(duì)應(yīng)停靠點(diǎn)綁定的檢測(cè)點(diǎn)列表，初始化當(dāng)前C-ID=0，C-ID為檢測(cè)點(diǎn)ID。

步驟5：仿真測(cè)試系統(tǒng)準(zhǔn)備執(zhí)行C-ID對(duì)應(yīng)檢測(cè)點(diǎn)的命令。

步驟6：仿真測(cè)試系統(tǒng)模擬云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，執(zhí)行模擬轉(zhuǎn)動(dòng)定時(shí)。模擬云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，給后臺(tái)系統(tǒng)反饋云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)事件以及C-ID，后臺(tái)系統(tǒng)從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取C-ID對(duì)應(yīng)檢測(cè)點(diǎn)的可見(jiàn)光變倍值和紅外調(diào)焦值，然后給仿真測(cè)試系統(tǒng)發(fā)送可見(jiàn)光變倍和紅外調(diào)焦命令。仿真測(cè)試系統(tǒng)收到命令后，完成可見(jiàn)光變倍和紅外調(diào)焦操作。

步驟7：仿真測(cè)試系統(tǒng)模擬云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)定時(shí)結(jié)束后，模擬云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)到位，給后臺(tái)系統(tǒng)反饋云臺(tái)到位事件以及C-ID。后臺(tái)系統(tǒng)收到云臺(tái)到位事件后，給仿真測(cè)試系統(tǒng)發(fā)送抓取可見(jiàn)光圖片和抓取紅外熱圖的檢測(cè)命令。仿真測(cè)試系統(tǒng)收到檢測(cè)命令后，完成可見(jiàn)光圖片和紅外熱圖的抓取操作。

圖4 巡檢任務(wù)仿真處理流程圖

步驟8：仿真測(cè)試系統(tǒng)將檢測(cè)抓取到的可見(jiàn)光圖片和紅外熱圖文件反饋給后臺(tái)系統(tǒng)，后臺(tái)系統(tǒng)收到后將檢測(cè)結(jié)果存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，然后給仿真測(cè)試系統(tǒng)發(fā)送檢測(cè)結(jié)束命令，結(jié)束C-ID對(duì)應(yīng)檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)流程。

步驟9：仿真測(cè)試系統(tǒng)判斷S-ID對(duì)應(yīng)?？奎c(diǎn)綁定的檢測(cè)點(diǎn)列表是否為空，如果不為空，C-ID++，然后執(zhí)行步驟5；如果為空，執(zhí)行下一步。

步驟10：仿真測(cè)試系統(tǒng)判斷T-ID對(duì)應(yīng)巡檢任務(wù)綁定的?？奎c(diǎn)列表是否為空，如果不為空，S-ID++，然后執(zhí)行步驟2；如果為空，執(zhí)行下一步。

步驟11：結(jié)束巡檢任務(wù)。仿真測(cè)試系統(tǒng)給后臺(tái)系統(tǒng)反饋巡檢任務(wù)結(jié)束事件，后臺(tái)系統(tǒng)收到后，生成T-ID對(duì)應(yīng)的巡檢任務(wù)報(bào)告，存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

3.3 擴(kuò)展支持

仿真測(cè)試系統(tǒng)支持功能擴(kuò)展，這里主要介紹檢測(cè)子系統(tǒng)仿真擴(kuò)展和硬件模塊擴(kuò)展兩個(gè)方案。

(1) 檢測(cè)子系統(tǒng)仿真擴(kuò)展

第3.1節(jié)中介紹的檢測(cè)子系統(tǒng)沒(méi)有進(jìn)行仿真，因此后臺(tái)系統(tǒng)測(cè)試中就需要引入檢測(cè)設(shè)備，然而，在特殊情況下軟件測(cè)試人員可能需要進(jìn)行純仿真測(cè)試，這就需要通過(guò)軟件模塊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)仿真檢測(cè)子系統(tǒng)。這樣，仿真控制子系統(tǒng)和仿真檢測(cè)子系統(tǒng)可以部署在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，并通過(guò)進(jìn)程間通信方式或者本地網(wǎng)絡(luò)通信方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，從而不再需要通信子系統(tǒng)。

仿真檢測(cè)子系統(tǒng)的仿真方法是引入變電站現(xiàn)場(chǎng)具有機(jī)器人巡檢結(jié)果的數(shù)據(jù)庫(kù)，使用數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的可見(jiàn)光圖片和紅外熱圖模擬檢測(cè)設(shè)備抓取可見(jiàn)光圖片和抓取紅外熱圖操作生成的文件，然后把可見(jiàn)光圖片和紅外熱圖文件發(fā)給后臺(tái)系統(tǒng)。

(2) 硬件模塊擴(kuò)展

后臺(tái)系統(tǒng)測(cè)試中，軟件測(cè)試人員可能需要針對(duì)變電站巡檢機(jī)器人的某個(gè)硬件模塊進(jìn)行測(cè)試，例如云臺(tái)模塊。這就需要仿真控制子系統(tǒng)支持?jǐn)U展接入硬件模塊設(shè)備，因?yàn)榉抡婵刂谱酉到y(tǒng)具有串口通信服務(wù)和以太網(wǎng)通信服務(wù)，所以通過(guò)串口或者串口服務(wù)器即可接入硬件模塊設(shè)備，然后通過(guò)在仿真控制子系統(tǒng)中增加相應(yīng)的配置，從而可以實(shí)現(xiàn)仿真硬件模塊和實(shí)際硬件模塊的功能切換。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了變電站巡檢機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)及其后臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并針對(duì)后臺(tái)系統(tǒng)現(xiàn)有測(cè)試環(huán)境中存在的不足，提出變電站巡檢機(jī)器人的控制檢測(cè)仿真測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是針對(duì)變電站巡檢機(jī)器人的控制子系統(tǒng)進(jìn)行的仿真模擬。本文描述了該系統(tǒng)的需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以及擴(kuò)展方案，并重點(diǎn)論述了巡檢任務(wù)仿真處理流程。通過(guò)該系統(tǒng)可以提高后臺(tái)系統(tǒng)的測(cè)試效率，減少機(jī)器人資源的使用，延長(zhǎng)測(cè)試時(shí)間，擴(kuò)大測(cè)試規(guī)模，降低測(cè)試成本，使后臺(tái)系統(tǒng)的測(cè)試更加完備。

[1] 李向東,魯守銀,王宏,等.一種智能巡檢機(jī)器人的體系結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)[J].機(jī)器人,2005,27(6):502-506.

[2] 魯守銀,錢慶林,張斌,等.變電站設(shè)備巡檢機(jī)器人的研制[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2006,30(13):94-98.

[3] 楊旭東,黃玉柱,李繼剛,等.變電站巡檢機(jī)器人研究現(xiàn)狀綜述[J].山東電力技術(shù),2015,42(1):30-34.

[4] 董吉文,馮立強(qiáng),魯守銀.變電站巡檢機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].微計(jì)算機(jī)信息,2009,25(5):220-222.

[5] 肖鵬,王海鵬,曹雷,等. 變電站智能巡檢機(jī)器人云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 制造業(yè)自動(dòng)化,2012,34(1):105-108.

[6] 楊墨,王仕榮,孫大慶,等.變電站巡檢機(jī)器人電源系統(tǒng)研究[J]. 機(jī)電信息,2013,13(6):127-129.

[7] 劉凌,韓國(guó)政.變電站巡檢機(jī)器人軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].山東電力技術(shù),2009,36(2):44-47.

[8] 周立輝,張永生,孫勇,等.智能變電站巡檢機(jī)器人研制及應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2011,35(19):85-88.

The Simulation Test System of the Control and Detection of Substation Inspection Robot

Xiong Zequn1, Huang Shilei1, Li Yongxi1, Sun Kai2, Jia Tonghui2

(1. Maintenance Company, Anhui Electric Power Company, State Grid Corporation of China, Hefei Anhui 230000, China;2. Shandong Luneng Intelligence Technology Co.,Ltd., Jinan Shandong 250101, China)

The background system of substation inspection robot need perfect test, but deficiencies exist in current test environment. Aimed at these deficiencies, the simulation test system of the control and detection of substation inspection robot was proposed. The system includes a simulation control subsystem and a detection subsystem. The system is mainly simulating the control subsystem of the substation inspection robot. In the implementation of the system this paper describes the boot process of the simulation control subsystem and focuses on the simulation process of the patrol task. The practical application shows that the simulation test system improves the test efficiency of substation inspection robot, reduces test cost, and supports the long time test, the large scale test, the limit test.

inspection robot; substation; simulation test; control; detection

10.3969/j.issn.1000-3886.2016.04.016

TP24

A

1000-3886(2016)04-0049-05

熊澤群(1980-)，男，安徽安慶人，工程師，本科，研究方向：主要從事繼電保護(hù)及控制系統(tǒng)方面的研究，現(xiàn)從事技術(shù)生產(chǎn)管理工作。

定稿日期: 2016-01-24