淺談機(jī)器人在重載運(yùn)輸線牽引變電所的應(yīng)用與發(fā)展

于國(guó)旺

（朔黃鐵路公司原平分公司，山西 原平 034100）

重載貨物運(yùn)輸線上面的牽引變電所，是重載貨物運(yùn)輸?shù)闹匾╇娭袠兴?，只有這些牽引變電所在正常運(yùn)行的狀態(tài)下，才能保證所有貨物的運(yùn)輸處于一個(gè)合理、科學(xué)的運(yùn)行線上，并且保證正確的貨物運(yùn)輸及信息的記錄和追蹤。因此實(shí)現(xiàn)牽引變電所的正常運(yùn)行，其意義極為重要。

本論文正是在這種背景下，對(duì)智能機(jī)器人在重載貨物運(yùn)輸線上牽引變電所的重要意義做了簡(jiǎn)要探討，以智能機(jī)器人的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及控制過(guò)程來(lái)推進(jìn)重載貨物運(yùn)輸牽引線變電所合理運(yùn)行的角度，總結(jié)了重載貨物運(yùn)輸線牽引變電所智能機(jī)器人的發(fā)展方向。

1 重載運(yùn)輸線牽引變電所的隱患分析

重載運(yùn)輸線貨物列車(chē)通過(guò)會(huì)產(chǎn)生瞬間設(shè)備過(guò)載的情況，導(dǎo)致高壓輸配電線路、電纜連接點(diǎn)的溫度瞬間升高，由于電纜含有易燃材料，當(dāng)溫度過(guò)熱時(shí)，容易導(dǎo)致火災(zāi)隱患的發(fā)生。由于牽引變電所時(shí)提供電力動(dòng)力的中樞，高壓設(shè)備布置較為密集，容易加劇火情蔓延，導(dǎo)致整條輸送線上的貨物運(yùn)輸停運(yùn)，造成無(wú)法估量的財(cái)產(chǎn)損失。

重載運(yùn)輸線牽引變電所的分布較為分散、位置處于人煙稀少和交通不便之處，巡檢人員的勞動(dòng)強(qiáng)度較大，高壓設(shè)備環(huán)境對(duì)人員安全防范的要求較高，人員長(zhǎng)時(shí)間處于精神緊張的環(huán)境下，容易出現(xiàn)巡檢過(guò)程遺漏、忽視隱患點(diǎn)的問(wèn)題。由于人員巡檢周期的限制，無(wú)法在重載貨物運(yùn)輸經(jīng)過(guò)時(shí)進(jìn)行設(shè)備瞬間過(guò)載的智能巡檢。通過(guò)以上分析，亟待解決重載運(yùn)輸過(guò)程中牽引變電所設(shè)備隱患的智能檢測(cè)問(wèn)題。

2 智能機(jī)器人遠(yuǎn)程智能巡測(cè)系統(tǒng)

2.1 智能巡測(cè)概述及范圍

智能機(jī)器人遠(yuǎn)程智能巡測(cè)系統(tǒng)可以采集牽引變電所環(huán)境、安防、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和故障診斷、報(bào)警。變電站智能化改造通過(guò)對(duì)變電站綜合環(huán)境和設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、危險(xiǎn)預(yù)警、異常告警以及智能互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)變電站系統(tǒng)自動(dòng)化與智能化的全面升級(jí)。

圖1 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

2.2 智能巡測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（如圖1）

智能機(jī)器人巡測(cè)系統(tǒng)包括以下3部分：①智能移動(dòng)巡測(cè)機(jī)器人本體系統(tǒng)；②安防監(jiān)控系統(tǒng)；③本地及遠(yuǎn)程集控多級(jí)監(jiān)控平臺(tái)；④附屬設(shè)備。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。實(shí)現(xiàn)監(jiān)控監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和圖像經(jīng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳回本地后臺(tái)，后臺(tái)實(shí)時(shí)對(duì)巡視檢測(cè)的數(shù)據(jù)和圖像進(jìn)行分析判斷，發(fā)現(xiàn)異常情況立即報(bào)警。智能移動(dòng)機(jī)器人巡測(cè)系統(tǒng)同時(shí)具備實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析、夜間巡測(cè)、噪聲識(shí)別報(bào)警、自主充電和遠(yuǎn)程控制等功能。

2.3 遠(yuǎn)程巡測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（如圖2）

圖2 智能巡測(cè)系統(tǒng)軟件架構(gòu)

智能巡測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信可分3層體系架構(gòu)，通過(guò)工業(yè)級(jí)無(wú)線AP與本地監(jiān)控端的無(wú)線AP建立網(wǎng)絡(luò)連接。分別為在線監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、本地監(jiān)控后臺(tái)及遠(yuǎn)程集控后臺(tái)。在線監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)通過(guò)局域網(wǎng)將每個(gè)牽引變配電所巡視所得的巡檢報(bào)表、圖像以及視頻等數(shù)據(jù)與本體監(jiān)控后臺(tái)進(jìn)行交互，遠(yuǎn)程集控后臺(tái)對(duì)本體監(jiān)控后臺(tái)、車(chē)載子系統(tǒng)進(jìn)行任務(wù)下派、狀態(tài)監(jiān)控及數(shù)據(jù)管理。

3 智能機(jī)器人重載運(yùn)輸線牽引變電所的應(yīng)用

3.1 保障人員安全、降低勞動(dòng)強(qiáng)度

就智能機(jī)器人的具體應(yīng)用來(lái)說(shuō)，在重載貨運(yùn)變電所的應(yīng)用方面，其最大的價(jià)值及效用，就是對(duì)人力資源的解放，將人力資源從一些枯燥、死板的工作里面解放出來(lái)，從而將更多的人力以及物力，投入到更加靈活、操作性更強(qiáng)的工作里面，從而有效實(shí)現(xiàn)勞動(dòng)力的解放。而且從當(dāng)前的重載貨運(yùn)牽引線變電所方面智能機(jī)器人的應(yīng)用，尤其是檢測(cè)工作上面，可以將一些多余的人手解放出來(lái)，應(yīng)用對(duì)具體數(shù)據(jù)的分析，以及創(chuàng)新性的進(jìn)行機(jī)器人應(yīng)用工作的研究上，從而推進(jìn)智能機(jī)器人在當(dāng)前領(lǐng)域的應(yīng)用拓展。

3.2 提升管理效率、降低安全風(fēng)險(xiǎn)

智能機(jī)器人只要設(shè)定好了程序，就能夠?qū)⑵浞胖糜诟黝?lèi)生產(chǎn)或服務(wù)的一線，因?yàn)闄C(jī)器人本身不需要對(duì)于體力的因素考慮，而且設(shè)定程序后，智能機(jī)器人會(huì)依照程序進(jìn)行任務(wù)執(zhí)行，只要還有電力，那么機(jī)器人就不會(huì)停止工作，其效率也是人力的數(shù)倍，將有效提升工作效率。從當(dāng)前重載貨運(yùn)牽引線的變電所智能機(jī)器人的應(yīng)用來(lái)看，可以大幅度提升檢測(cè)的效率，并且將所有的檢測(cè)結(jié)果都進(jìn)行綜合全面的記錄，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)的缺漏情況。

3.3 實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理、降低失誤風(fēng)險(xiǎn)

由于人工進(jìn)行處理，會(huì)因?yàn)槭苤饔^因素或者一些體力等客觀因素的影響，導(dǎo)致在實(shí)際生產(chǎn)服務(wù)時(shí)，難免出現(xiàn)一些錯(cuò)誤的情況，而且在一些危險(xiǎn)系數(shù)較高或者安全性比較缺乏的環(huán)境及地區(qū)，在人工處理上的難度也不少，但是智能機(jī)器人的應(yīng)用，可以有效的緩解與處理此類(lèi)問(wèn)題，因此可以有效實(shí)現(xiàn)安全性及正確率的提升。

3.4 節(jié)省控制成本、降低物質(zhì)浪費(fèi)

由于人工處理方面，需要對(duì)員工的情緒進(jìn)行考慮，而且要開(kāi)展綜合管理才能更好地發(fā)揮人工價(jià)值，因此其投入的成本必定要比單純的智能機(jī)器人應(yīng)用來(lái)的多得多，應(yīng)用智能機(jī)器人僅需進(jìn)行定期的維護(hù)以及電量的應(yīng)用等，所以能夠有效實(shí)現(xiàn)成本的控制和節(jié)約。

4 結(jié)語(yǔ)

重載貨運(yùn)專(zhuān)線牽引變電所方面的智能機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域，主要是將智能機(jī)器人應(yīng)用到設(shè)備的檢測(cè)方面，實(shí)現(xiàn)早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)警，避免因?yàn)樵O(shè)備老化或者使用磨損等情況，導(dǎo)致設(shè)備失靈或者短暫性的線路問(wèn)題，從而對(duì)整個(gè)貨運(yùn)專(zhuān)線的具體運(yùn)營(yíng)及使用造成的嚴(yán)重問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的測(cè)試，并且及時(shí)對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題的故障部分進(jìn)行報(bào)警，從而將其反映給主機(jī)，以提示設(shè)備的維修和操作。智能機(jī)器人所處的環(huán)境，往往是未知的，很難預(yù)測(cè)。智能機(jī)器人所要完成的工作任務(wù)也越來(lái)越復(fù)雜;對(duì)智能機(jī)器人行為，進(jìn)行人工分析和設(shè)計(jì)也變得越來(lái)越困難。因此，未來(lái)我國(guó)的智能機(jī)器人在具體應(yīng)用上，將會(huì)越來(lái)越深入，也越來(lái)越寬廣。

[1]陳紀(jì)綱,王思文.智能防誤操作系統(tǒng)在客運(yùn)專(zhuān)線牽引變電所的應(yīng)用[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2014，04 (5) :121-123.

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