智能巡点检技术在智慧电厂中的应用

刘子军 郑红旗 李志刚

[摘    要]智能巡点检管理系统，是基于全面的大数据共享平台（包括生产实时系统数据、监控系统数据和其他信息化系统数据），通过机器人、视频监控、传感器等智能采集终端，实时、自动、快速搜集设备点检数据和影像信息，结合大数据平台获取的大量数据进行数据挖掘和智能化分析，包括故障预测、图像识别、热成像分析等，给出故障超前诊断和预警，实现状态检修，同时根据预警情况提出维修建议和优化指导，形成闭环管理，同时实现三维视频融合可视化监视和指挥，全方位监控设备运行状态，确保设备安全、高效运行。

[关键词]智能巡点检;智能巡检机器人;移动传感设备;智慧电厂

[中图分类号]TM621 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2022）01–00–03

[Abstract]The intelligent spot inspection management system is based on a comprehensive big data sharing platform （including production real-time system data， monitoring system data and other information system data）， and collects equipment spot inspection data and image information in real time， automatically and quickly through intelligent acquisition terminals such as robots， video surveillance and sensors， Combined with a large amount of data obtained by the big data platform， data mining and intelligent analysis are carried out， including fault prediction， image recognition， thermal imaging analysis， etc. advanced fault diagnosis and early warning are given to realize condition based maintenance. At the same time， maintenance suggestions and optimization guidance are formed according to the early warning， closed-loop management is formed， and 3D video fusion， visual monitoring and command are realized. Comprehensively monitor the operation status of the equipment to ensure the safe and efficient operation of the equipment.

[Keywords]intelligent patrol inspection;intelligent patrol robot; mobile sensor equipment;smart power plant

电厂安全生产、保障电力稳定供应的基础是设备安全稳定运行。因此随时关注设备运行参数、监控设备运行状态，及时上报设备的异常情况，并对设备的不健康状态进行及时检修和维护是保障电场安全生产的重要手段。近年来大数据技术、人工智能技术、互联网等技术迅猛发展，为了更好监控设备运行状态，提高设备的运维效率，降低运维成本，保障电厂设备安全可靠运行，智能巡点检成为设备管理发展的必然趨势。

电厂智能巡点检系统的实现主要包括三部分：电脑端网页版实现基础信息的配置、巡点检计划的制订及巡点检结果的统计分析;手机端智能巡检APP配合移动传感设备（巡点检仪）及智能巡点检卡片，完成巡点检结果录入、缺陷提交、工作票开具等环节;对于危险系数比较高、人员巡点检困难的巡点检点（如氢站、油站、变压器等）采用智能巡点检机器人代替人员巡点检，降低巡点检人员人身安全的风险系数，同时可大幅提高巡点检效率。

1 电脑端网页版智能巡点检系统

电脑端智能巡点检系统实现对巡点检工作的管理，使巡点检工作从基础信息配置、计划管理、现场巡点检、巡点检结果上传，到巡点检结果数据统计分析，使巡点检工作得以闭环。基于巡点检操作的管理要求和特点，要确保流程管理顺畅，符合现场的实际管理需求，在此前提下应尽可能简化和优化流程，减少巡点检人员的劳动强度，提高巡点检人员的人身安全系数。

1.1 巡点检计划管理

巡点检系统可以根据设定的路线、周期自动生成巡点检工作任务，并将这些工作分派给预设的负责人，巡点检任务自动同步到智能巡点检APP，巡点检人员可持设备奔赴现场展开巡点检工作。点检结果可从实时或离线的方式上传至系统，并对点检结果进行多维度统计分析，使点检工作闭环，更加高效，如图1所示。

1.2 巡点检数据采集

巡点检系统的数据有三个主要来源，分别是生产实时数据、巡点检人员使用点检仪现场采集的数据、设备的基础资料。

来自生产实时数据的巡点检数据利用通讯接口自动采集;巡点检人员通过手持点检设备对巡点检内容进行检测，巡检机器人通过机载点检设备对巡点检内容进行检测，利用无线网络将检测数据实时同步至工业互联网平台;设备的设计资料可手工录入至点检系统并支持指定格式的批量导入功能。该系统同时支持非结构化数据（音频、视频、图片等），巡点检员可通过手机等工具拍摄照片、视频、音频等，传入巡点检数据库。通过巡点检平台进行巡点检数据的实时展示，巡点检员或管理者只需通过浏览器输入网址即可对全厂设备运行状况进行远程实时监控。对于部分不能由实时采集获得的数据，系统可以开放通过Web页面离线手动录入的接口。还可建立手机查看模式，用户按权限登录，随时随地查看权限内系统内容，如图2所示。

1.3 巡点检过程管理

记录到位时间、人员。系统为每个设施安装NFC电子标签，工作人员只有通过现场读取该电子标签才能得到有效的巡点检信息，包括巡点检的时间和数据等。所以可以最大程度地保证巡点检时间的客观可靠性，并作为巡点检管理的基础。根据巡点检周期的标准，自动计算日巡点检项目。

（1）设备状态。记录设备状态并根据设备状态确定本设备巡点检内容。

（2）项目内容记录。记录巡点检结果内容和时间。

（3）拍照、录像功能。拍照、录像功能是本系统针对巡点检日常工作的需要创新性提出的，用于保存巡点检时设备的图像及视频信息，改变了传统巡点检只依靠点检仪数据和文字叙述展示设备状态的现状。巡点检人员可以使用手机对检查设备进行拍照或者录像，使管理人員直观地看到设备的状态，拍照功能不是孤立的，而是和巡点检模块配合使用。本系统将拍照程序嵌入巡点检功能，在巡点检功能界面选择此功能，进入功能界面进行拍照/录像，系统会将巡点检员确认后的照片/视频保存到本地SD卡，同时将保存路径存入数据库中，上传巡点检数据时会同时上传该次巡点检的照片/视频，并在拍摄/录制时添加上时间戳，以显示照片/视频生成时间，与到位统计、工时统计、漏检统计等联系起来，方便考核管理，如图3所示。

1.4 巡点检统计与分析

对每条巡检路线、巡检点、巡检设备的巡点检结果进行详细记录，并分别对班组和个人的巡点检工作的开展情况进行统计分析，包括巡点检率、总任务数、实际完成数、漏检设备数量、漏检率等指标，对设备异常、设备缺陷数据及时上传系统，可直接在手机端操作提交缺陷，并具备多维度查询、统计功能，按照日、月、年提供统计报表，如图4所示。

2 手机端智能巡检APP及智能传感设备、智能巡点检卡片

手机端智能巡检APP配合移动传感设备（无线蓝牙点检仪）及智能巡点检卡片，完成巡点检结果录入、提交缺陷、开工作票等环节。

利用手机终端在智能巡点检卡处进行NFC打卡签到，系统自动记录巡点检人员轨迹。巡点检人员到达设备现场后，仔细查看设备运行状况，然后根据其实际运转情况，录入设备各巡点检项的巡检结果;对于设备的温度、振动等重要参数，可将移动传感设备置于被测位置处，与手机通过无线蓝牙进行连接，将传感器测得的温度、振动数据实时传输到智能巡点检APP中，便捷记录设备各重要运行参数。巡点检数据通过VPN+4G/5G网络或现场部署的无线网络实时同步到后台服务器。如巡点检过程中发现设备故障，可利用移动终端提交设备缺陷、开据工作票等，通知检修组进行设备维修。

3 智能巡检机器人

智能巡点检机器人系统通常有两种操控方式，包括自主或遥控方式。在电脑端系统中对巡检机器人单独配置巡检计划，定期生成巡检任务，在自主或遥控状态下根据巡检任务的时间要求和路线设备要求，在无人监管的情况下，对室内外的高压、危险设备进行巡点检作业，主要包括红外温度监测、仪表读数人工智能算法图像识别，设备异常自动拍照、录像等工作，替代巡点检人员完成巡点检任务中比较危险、困难和重复性的工作，保证巡点检人员的人身安全，同时提高巡点检效率。

智能巡点检机器人的巡检方式主要有定点巡检、定路径巡检、遥控巡点检等多种方式或其组合，巡检机器人可完成的巡点检内容包括实时视频监控录像、重要设备噪声监测、SF6泄漏检测、红外测温与超温报警、仪表读数智能图像识别等功能，另外在电脑端实现对机器人巡点检结果进行报表分析与历史数据分析等功能，减轻巡点检人员工作量，危险区域彻底替代人工进行巡检，保障巡点检人员的人身安全。

4 结束语

智能巡点检系统利用大数据、人工智能等技术，结合智能移动手机终端APP、移动传感设备、智能巡点检卡及智能巡点检机器人等，改变巡点检工作难以监管、工作无法闭环的工作现状，将所有巡点检工作统一定义，按照计划定时自动派发到移动APP端，并将巡点检人员记录的各设备的巡点检结果自动保存，并汇总统计分析，使业务操作变得更加科学、智能、简单、快捷、安全，从而更大程度上将现场工作人员从信息系统的操作上解放出来，使得现场管理工作更加高效，设备管理更加全面立体。

参考文献

[1] 赵贵林，王艳丽.智能化巡检系统在安全管理中的实践探索[J].煤炭经济研究，2013（5）：61.

[2] 张钧.基于物联网技术的输煤设备巡检管理系统[J].电子世界，2016（10）：17.

[3] 李丹岚.基于点检的设备健康管理方法及软件工具研究[D].长沙：中南大学，2013.