大立红外技术探讨研究 变电站数字化智能巡视系统（1）

  数字化智能巡视系统是集数字化、智能化为一体的技术形态，采用高清视频、机器人、无人机等手段进行设备外观和红外巡视，同时利用在线监测和数字化表计进行设备内部运作时的状态检测，确保安全、质量和效率。

  电力建设对社会经济有着明显的拉动作用，是一项重要基础产业和支柱产业，是我们国家的国民经济稳定发展的重要保障和前提。近年来，中国电力行业快速地发展，行业规模大幅度增长，在5G、物联网等高新技术的影响下，中国电力行业进入了转变发展方式与经济转型的新时期。

  随着“双碳”政策目标的提出，能源结构向清洁低碳转型，电力供给侧结构性改革加速——火电进一步实施“上大压小”，淘汰落后产能；水电加强全流域管理，发挥蓄能价值，保持平稳增长。与此同时，国家继续全力发展风电、光伏，提高新能源消纳和存储能力，构建以新能源为主体的新型电力系统。

  数字化智能巡视系统是将数字化、智能化与变电站巡检业务融合一体的技术形态，是兼顾安全、质量和效率，以“高清视频+机器人+无人机”开展设备外观和红外巡视，以“在线监测+数字化表计”开展设备内部运作时的状态检测，构建设备“外部状态可观、内部状态可测”的全方位智能巡视体系。其实质是通过引入传感、通信和数字化等技术，研发高效的检测装备，提高巡检的有效性与准确性；通过研发红外热像仪、巡检机器人、无人机等自主化巡检装备，开发机器代人的有关技术，提高巡检工作安全性和时效性；通过开展人机协同、信息互通和人工智能，建立智能化的巡检系统，提高巡检工作的综合效率。

  通过多维数据展示与管理，统一监管站内各种软硬件系统和设备，提供直观、高效便捷、节能的管理环境。三维立体展现更具有嵌入效应且数据更直观体现在空间部分，以虚拟现实全景仿线°旋转、多角度切换、高空视角、第一人称视角、自动漫游与巡检，全方位总览数据中心全貌及状态。同时能在日常工作环境中，对各种设备微环境进行相对有效全景监测。

  利用红外在线系统、机器人系统、高清视频系统、声纹采集装置等方式联合采集巡视数据，完成变电站全面运行数据采集，构建数字化变电站数据基础。

  表计识别、设备外观识别功能完成30类电力设备工作状态分析，25类图像识别典型缺陷识别，另具备设备工作时候的温度状态巡视及声纹分析功能，有效代替人工完成现场巡视工作。

  行为分析功能：人员奔跑/聚集/激烈运动/倒地，越界侦测，区域入侵，进入/离开区域；

  安全帽检测（关联人脸）：人脸检测、人脸对比（50万名单库）、未戴安全帽、抽烟检测等。

  数字化智能巡视系统部署在变电站站端，完善站内全面感知手段，主要由巡视主机、轮式机器人、挂轨机器人、高清摄像机、无人机及声纹监测装置等组成，集设备状态感知、环境动力、图像采集、声纹采集等功能于一体。

  正常工作状态下，巡视主机下发控制、巡视任务等指令，由机器人、摄像机和无人机开展室内外设备联合巡视作业，对现场设备状态和环境信息进行实时采集，并将巡视数据、采集文件等上送到巡视主机；巡视主机与智能分析主机对采集的数据来进行智能分析，开展健康状态评估、趋势变化分析，由阈值判别提升为趋势追踪，大幅度提高设备缺陷发现的及时率和准确率，实时诊断设备状态并形成巡视结果和巡视报告。

  巡视系统具备获取与巡视相关的状态监测数据与动力环境数据、与主辅设备监控系统智能联动等功能，有效替代人工巡视，减少了主设备过度检修的管理弊端，大幅度提高了设备的运行寿命。

  微气象设备采集室外大气温度、大气湿度、风速、风向、雨量、气压等微气象数据；

  机器人、无人机、摄像机、声纹监测、设备状态检测等方式联合采集可见光视频及图像、红外图像、声纹等巡视数据；

  通过系统采集机器人/无人机/摄像机/硬盘录像机的状态信息，摄像机/硬盘录像机包括工况信息，设备在线状态、存储状态，机器人及无人机（运行信息/任务执行信息/工作状态/异常告警信息等）数据。

  根据巡视要求自由设置检修区域、巡视点位、巡视周期、巡视类型，并可设置立即执行/定时执行/周期执行三种方式；

  设置视频识别（静默监视）任务在非巡视任务执行期间对制定设备或通道按照不大于2min/次的频率进行监视，并对不正常的情况进行及时告警；

  存在多个任务并行时，系统能根据设置的人物类型，判断执行优先度。在新任务执行完毕后，恢复之前暂停任务继续执行。

  视频画面上能实现云台控制、可见光视频控制、红外视频控制、声纹控制等控制功能，能够正常的使用1/4/9/16/全屏以及多画面轮巡等多种方式显示；

  摄像机能够设置守望位，在一段时间内未收到人工控制命令时，自动回归守望位，同时监视数据存档并可查询和回放。

  巡视完毕后，数字化智能巡视系统会对巡视数据来进行整体分析，形成巡检报告，展示巡视整体情况、告警内容、缺陷或异常图像，同时实时链接监控画面。经人工审核确认后，生成最终版巡视报告，并将巡视数据上传至上级系统相应记录。系统可按照运维人员要求对历史巡视数据来进行指标统计、对比分析，最终根据自身的需求生成分析报表。

  系统获取主辅设备监控系统监测数据，整合主辅设备监控信息，出现异常时自动调用相关装备进行工作，减轻运维人员工作负担。主设备出现遥控预置信号、主设备变位信号、越限信号和告警信号时，辅助设备出现报警信号/越限信号/状态变化信号时，系统将自动联动摄像机进行观察确认；出现水浸监测报警、水位状态越限时，自动启动对应抽水装置，以此来实现主辅设备与巡视系统的联动功能。

  系统配置功能 -配置告警阈值、巡视计划、标准巡视点位等信息，配置角色管理权限；

  算法增量式更新功能 -上级系统下发算法镜像/模型/程序和配置文件等更新信息，巡视主机自动接收信息并转发给智能分析主机，由智能分析主机对本地算法进行增量式更新，不同源算法之间具有可替换性，且算法替换后不影响系统正常运行；

  系统自检功能 -对系统整体和各个组件进行自检，确保设备状态良好，点位预置位无偏移。