本文摘要：摘要：為了解決管廊人工巡檢的不足，特別是其中電纜管廊，我國正在探索機(jī)器人智能巡檢代替人工巡檢。本人介紹了智能巡檢技術(shù)在電纜管廊水環(huán)境中的應(yīng)用，通過對機(jī)器人現(xiàn)場實(shí)施問題進(jìn)行分析，以及對機(jī)器人智能巡檢系統(tǒng)集控管理進(jìn)行了介紹。工程實(shí)踐表明，智能
摘要：為了解決管廊人工巡檢的不足，特別是其中電纜管廊，我國正在探索機(jī)器人智能巡檢代替人工巡檢。本人介紹了智能巡檢技術(shù)在電纜管廊水環(huán)境中的應(yīng)用，通過對機(jī)器人現(xiàn)場實(shí)施問題進(jìn)行分析，以及對機(jī)器人智能巡檢系統(tǒng)集控管理進(jìn)行了介紹。工程實(shí)踐表明，智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)在地下電纜管廊項(xiàng)目運(yùn)行良好，達(dá)到了預(yù)期要求。
關(guān)鍵詞： 電纜管廊; 智能巡檢; 機(jī)器人
前言
信息技術(shù)的高速發(fā)展，促進(jìn)了新經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來，同時(shí)也為管廊智能化建 設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展提供了更加安全、高效的技術(shù)手段。 信息技術(shù)的應(yīng)用加速了知識的傳遞、加工和更新， 提升了有效利用信息的能力，從而提高了工作效率和生產(chǎn)能力，提高了核心競爭力。
機(jī)械工程師論文投稿刊物：《制造業(yè)自動化》(半月刊)創(chuàng)刊于1979年，由北京機(jī)械工業(yè)自動化研究所主辦，國家機(jī)械工業(yè)局主管。主要刊載制造業(yè)自動化領(lǐng)域所取得的新技術(shù)、新成果、新產(chǎn)品、新方法以及自動化技術(shù)應(yīng)用成果、科技動態(tài)與信息等。
為了更好地完成管廊智能化的巡檢系統(tǒng)優(yōu)化管理，巡檢管理平臺要使生產(chǎn)管理達(dá)到更高的水平改進(jìn)業(yè)務(wù)邏輯處理，以更合理、 更科學(xué)、更貼近實(shí)際需要的方式處理業(yè)務(wù)邏輯， 及時(shí)有效地獲取網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行數(shù)據(jù)，為管廊安全的調(diào)度運(yùn)行提供科學(xué)的依據(jù);及時(shí)、迅速地發(fā)現(xiàn)解決設(shè)備故障和缺陷，提高設(shè)備完好率，降低設(shè)備 故障率，科學(xué)地安排維修、 檢修及生產(chǎn)運(yùn)行管理工作，從而減少不必要的維修檢修費(fèi)用。
管廊智能巡檢技術(shù)介紹
智能巡檢技術(shù)系統(tǒng)——管廊RFID、GIS、WIFI管廊等現(xiàn)代技術(shù)，是結(jié)合智能終端實(shí)現(xiàn)巡線智能化、管廊精細(xì)化管理。為管廊隱患“發(fā)現(xiàn)——上報(bào)——流轉(zhuǎn)”管廊提供高效、便捷的流程支持，管廊為管廊安全管理提供強(qiáng)有力的信息化手段。利用智能巡檢機(jī)器人接收巡檢任務(wù)，管廊并根據(jù)線路管廊--管廊巡檢點(diǎn)管廊--管廊設(shè)備進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化巡檢。管廊支持文字、圖像及實(shí)時(shí)視頻等多記錄方式，管廊實(shí)現(xiàn)對巡檢內(nèi)容的實(shí)時(shí)把控和安全響應(yīng)。管廊有效地滿足了對日常安全設(shè)施的巡視檢查及維修人員的任務(wù)監(jiān)管、管廊管廊實(shí)時(shí)跟蹤、隱患問題匯報(bào)，及調(diào)度派工等信息化管理方面的需求。
依據(jù)管廊智能化建設(shè)的需求分析，采用的管理軟件模式，即：讀取數(shù)據(jù)、巡管廊管廊檢數(shù)據(jù)糾錯(cuò)、數(shù)據(jù)手動考核、查詢考核結(jié)果、歷史巡檢記錄、內(nèi)部交流、在線提管廊管廊醒、統(tǒng)計(jì)匯總、表單定制、界面定制、任務(wù)調(diào)度、系統(tǒng)管理、日志管理等應(yīng)用業(yè)管廊管廊務(wù)處理為中間層，管廊將一些復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理了應(yīng)用以組件或接口的方式提供，完成對一定應(yīng)用規(guī)則的封裝，管廊形成系統(tǒng)的核心層;管廊包括日常業(yè)務(wù)、可視化的報(bào)表設(shè)計(jì)、自定義的查詢統(tǒng)計(jì)等功能在內(nèi)的應(yīng)用作為平臺的前端應(yīng)用層。
管廊智能巡檢系統(tǒng)構(gòu)成
電纜管廊智能機(jī)器人系統(tǒng)集可移動的智能機(jī)器人檢測平臺和在線監(jiān)測設(shè)備于一體，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可分為3層，分別為執(zhí)行層、通訊層和管理層。
(1)執(zhí)行層。包括了智能機(jī)器人本體、自主充電模塊、防火門控制模塊、其他在線輔助設(shè)施等，實(shí)現(xiàn)智能機(jī)器人的數(shù)據(jù)采集、自主充電、自動穿越防火門、應(yīng)急消防等功能。
(2)通訊層�？煞譃闊o線通訊和主網(wǎng)通訊兩大部分，無線通訊滿足管廊內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，保證機(jī)器人在任何位置都能實(shí)現(xiàn)無障礙通信。
(3)管理層。包含了機(jī)器人后臺、監(jiān)控中心(綜合管廊系統(tǒng))和移動客戶端3類，主要功能有大數(shù)據(jù)分析、任務(wù)編排下達(dá)和歷史數(shù)據(jù)查詢等。
環(huán)境檢測系統(tǒng)
巡檢機(jī)器人環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)可對管廊的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行檢測，監(jiān)測范圍包括：可同時(shí)對O2、CO、H2S和CH4等4 種氣體的濃度進(jìn)行檢測和超限報(bào)警;可完成環(huán)境溫度、濕度的檢測，檢測范圍為：溫度-40℃～+123.8℃;濕度為：0%～100%RH;另外可對煙霧、光照度以及火焰進(jìn)機(jī)器人現(xiàn)場巡檢實(shí)施問題分析。
電纜管廊內(nèi)運(yùn)用智能巡檢機(jī)器人，重點(diǎn)考慮如下問題：
(1)機(jī)器人通行空間。管廊截面寬3m，考慮兩側(cè)支架及頂部照明燈、消防設(shè)施等占用空間，且當(dāng)遇見燈和消防設(shè)施等時(shí)需要做變軌處理。為保證機(jī)器人的通行空間并方便操作作業(yè)，需合理定制設(shè)計(jì)小型號外形尺寸的機(jī)器人本體。
(2)巡檢線路規(guī)劃。根據(jù)現(xiàn)場整體情況，所規(guī)劃掛軌機(jī)器人的巡視路線需盡可能達(dá)到100% 覆蓋率或正常通行。對于正常巡檢人員不能進(jìn)入的區(qū)域需要額外注意，保證軌道鋪設(shè)到位，機(jī)器人巡檢到位。
(3)機(jī)器人及附屬配套設(shè)施數(shù)量配置。為滿足巡檢任務(wù)全覆蓋要求，同時(shí)考慮實(shí)施成本問題，需對機(jī)器人及附屬配套設(shè)施數(shù)量進(jìn)行合理配置，達(dá)到設(shè)備數(shù)量最少、覆蓋最全、造價(jià)最低。
(4)穿越防火門。綜合管廊防火門將管廊隔斷成不同分區(qū)，以達(dá)到當(dāng)某一分區(qū)突發(fā)火災(zāi)時(shí)保護(hù)相鄰分區(qū)的目的，但同時(shí)也阻斷了機(jī)器人及軌道的通行。因此如何安全、順暢、快速地通過防火門對于智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)的實(shí)施提出了要求。
(5)穿越其他特殊部位。因綜合管廊存在通風(fēng)口、逃生口、吊裝口、管線分支口等特殊部位，如何設(shè)定軌道路線保證機(jī)器人正常通行的同時(shí)又不影響原有特殊部位的原設(shè)定功能，將是方案設(shè)計(jì)及實(shí)施過程中需要重點(diǎn)考慮并且必須解決的問題。
(6)與綜合管廊運(yùn)維管理系統(tǒng)平臺融合。機(jī)器人系統(tǒng)與當(dāng)前綜合管廊運(yùn)維系統(tǒng)是兩套獨(dú)立的系統(tǒng)，資源無法實(shí)現(xiàn)有效共享，而在智慧管廊建設(shè)過程中，各大子系統(tǒng)往往需要融合應(yīng)用，因此機(jī)器人系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)與綜合管廊運(yùn)維系統(tǒng)無縫融合，是一大難點(diǎn)。
(7)機(jī)器人智能巡檢系統(tǒng)集控管理。如何對多臺機(jī)器人進(jìn)行集控管理及系統(tǒng)融合數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)如當(dāng) 某分區(qū)巡檢機(jī)器人或在線設(shè)備故障時(shí)可由后臺指揮 相鄰分區(qū)機(jī)器人至該故障區(qū)域執(zhí)行臨時(shí)性巡檢任務(wù)， 并探測故障點(diǎn)詳細(xì)情況等，將是需解決的問題。
機(jī)器人智能巡檢系統(tǒng)集控管理
巡檢點(diǎn)標(biāo)定
巡檢點(diǎn)是基于巡檢路線并需要執(zhí)行巡檢任務(wù)的掛軌機(jī)器人�？奎c(diǎn)。綜合巡檢設(shè)備安裝位置、掛軌機(jī)器人拍攝角度、掛軌機(jī)器人正光或背光拍攝等多項(xiàng)因素，初步標(biāo)定巡檢點(diǎn)，而后在試運(yùn)行階段逐步微調(diào)最終到達(dá)最佳的巡檢點(diǎn)標(biāo)定。
巡檢設(shè)備標(biāo)定
掛軌機(jī)器人通過設(shè)置云臺角度預(yù)置位及相機(jī)變倍進(jìn)行巡檢設(shè)備標(biāo)定。
試運(yùn)行
機(jī)器人在日常巡檢過程中，監(jiān)控視頻和智能識別結(jié)果將實(shí)時(shí)傳送到主控室的服務(wù)器中，服務(wù)器將自動生成巡檢報(bào)表;同時(shí)，運(yùn)行人員可以通過服務(wù)器客戶端對機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，包括自動任務(wù)設(shè)定、指定設(shè)備巡視、指定區(qū)域巡檢等，并可對機(jī)器人的巡檢報(bào)表進(jìn)行審核。
結(jié)語
智能巡檢技術(shù)在地下電纜管廊項(xiàng)目運(yùn)營已成功引進(jìn)并進(jìn)行研發(fā)應(yīng)用，智能巡檢機(jī)器人能順利穿越防火門，保證逃生口等特殊部位原有設(shè)備功能正常發(fā)揮，能輕松應(yīng)對垂直爬坡，在管廊大坡道起伏、多彎道處順利運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)自主充電，智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)順利接人管廊智慧中心管理平臺，系統(tǒng)巡檢工作及數(shù)據(jù)傳輸經(jīng)試運(yùn)行達(dá)到預(yù)期。
參考文獻(xiàn)
[1]裴文良，周明靜，李軍偉。綜合管廊智能巡檢機(jī)器人的設(shè)計(jì)[J].制造業(yè)自動化.2017，(01)：91-93
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作者：趙國偉，楊保東，胡昌龍，張翔
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