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少人巡檢，無人值守是現(xiàn)代電力工業(yè)的發(fā)展趨勢，使用機(jī)器人代替人工巡檢，可以提高巡檢效率、巡檢頻次，在危險(xiǎn)氣體區(qū)域發(fā)生泄露時(shí)，靠機(jī)器人確定泄露布位，判斷濃度范圍，可以降低人員暴露在危險(xiǎn)區(qū)域的工作風(fēng)險(xiǎn)，避免人員及財(cái)產(chǎn)損失。項(xiàng)目有效解決了天然氣場站內(nèi)天然氣泄露這一隱患風(fēng)險(xiǎn)比較大、管控難度比較高的行業(yè)痛點(diǎn)難點(diǎn)問題，同時(shí)也為危險(xiǎn)氣體區(qū)域應(yīng)用智能巡檢機(jī)器人提供了示范，提高了行業(yè)在天然氣場站巡檢方面的自動(dòng)化、智能化水平，也提高了安全管理的水平。

——北京京橋熱電有限責(zé)任公司熱控專業(yè)主管石磊

4月27日，華北電力大學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化中心與中關(guān)村華電能源電力產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟聯(lián)合主辦的2021年智慧電廠論壇（第一期）在廣東深圳成功舉辦。在4月28日舉辦的《大數(shù)據(jù)+5G賦能智慧電廠》分論壇上，北京京橋熱電有限責(zé)任公司熱控專業(yè)主管石磊做《智能危險(xiǎn)氣體探測巡檢機(jī)器人的研究及應(yīng)用》為主題的演講。

直播專題:2021年智慧電廠論壇（第一期）

文字實(shí)錄如下：

尊敬的各位來賓，各位專家，大家好！我是北京京橋電熱的石磊，非常榮幸和大家一起學(xué)習(xí)和交流，下面由我為大家介紹我們的項(xiàng)目，項(xiàng)目名字叫智能危險(xiǎn)氣體探測巡檢機(jī)器人的研究與應(yīng)用。

我準(zhǔn)備分企業(yè)簡介、項(xiàng)目背景、項(xiàng)目介紹、項(xiàng)目效率、科技成果這五個(gè)部分來介紹這個(gè)項(xiàng)目。

首先是企業(yè)簡介，北京能源集團(tuán)成立于2004年，是北京市政府出資設(shè)立的國有獨(dú)資企業(yè)，目前有電、熱、房地產(chǎn)等五大板塊，承擔(dān)著首都及能源項(xiàng)目的投資建設(shè)，運(yùn)營管理等重要任務(wù)，本項(xiàng)目承擔(dān)責(zé)任京橋熱點(diǎn)有限公司是北京能源集團(tuán)旗下的所屬企業(yè)。

第二部分是項(xiàng)目背景，首先跟大家分享一組國家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)，這是2015年-2020年我國天然氣國內(nèi)產(chǎn)量和進(jìn)口量，可以看出我國天然氣無論是國內(nèi)產(chǎn)量還是進(jìn)口量或者二者之和，我國的天然氣消耗量都是逐年增長的，這說明天然氣行業(yè)近年來因?yàn)檎撸貏e是環(huán)保政策的推動(dòng)在飛速發(fā)展。

這里跟大家分享兩張圖片，在天然氣輸送、分配過程中，天然氣閥站起著類似變電站的重要作用，但是管路會(huì)出現(xiàn)老化、松動(dòng)等現(xiàn)象，就會(huì)出現(xiàn)輕微的天然氣泄露，如果工作人員未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄露點(diǎn)，進(jìn)而未能消除泄露，很可能就會(huì)造成隱患進(jìn)一步擴(kuò)大，引起火災(zāi)、爆炸，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。從保障天然氣安全生產(chǎn)的角度來說，我們要防范于未然，要做好天然氣調(diào)壓站的巡檢工作。從企業(yè)和員工自身訴求角度出發(fā)，我們可以看到企業(yè)希望避免事故發(fā)生，降低企業(yè)成本，維護(hù)企業(yè)聲譽(yù)。員工則希望保障生命安全，從工作中獲得幸福感，我們尋找二者之間的集合，及時(shí)巡檢到位，人員安全、設(shè)備安全、成本管控、工作效率，與時(shí)俱進(jìn)，將這七項(xiàng)提煉一下，就是我們這個(gè)項(xiàng)目的出發(fā)點(diǎn)，安全、高效、智能的解決天然氣調(diào)壓站的巡檢工作。

下面進(jìn)行第三部分，項(xiàng)目介紹。我準(zhǔn)備從這幾項(xiàng)展開：研究目標(biāo)、技術(shù)路線、設(shè)計(jì)架構(gòu)、項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)、最后是視頻演示。

首先我們確立了一個(gè)研究目標(biāo)，開發(fā)一款可以應(yīng)約于調(diào)壓站內(nèi)的防爆性危險(xiǎn)氣體巡檢機(jī)器人，危險(xiǎn)氣體巡檢機(jī)器人要能夠自主完成巡檢任務(wù)，危險(xiǎn)氣體巡檢機(jī)器人能夠探測到調(diào)壓站的天然氣泄露情況，并且在發(fā)生泄露時(shí)，判斷泄露的位置以及爆炸極限濃度區(qū)域的大小，輔助人員決策是否能入場進(jìn)行處置。

在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，我們選擇了這樣的技術(shù)路線，我們將危險(xiǎn)氣體探測巡檢機(jī)器人按照系統(tǒng)功能分為了機(jī)器人本體、自主巡航、無線網(wǎng)絡(luò)通訊信息、綜合管控平臺(tái)、智能分析五大部分，他們的作用分別是：機(jī)器人本體是所有功能的載體，自主巡航定位系統(tǒng)是保證機(jī)器人在地圖巡檢的基礎(chǔ)上進(jìn)行自主巡航定位，無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)施是保障機(jī)器人在工作范圍內(nèi)在任意位置實(shí)現(xiàn)無線通訊，首先是防爆通訊，綜合管控平臺(tái)是監(jiān)視機(jī)器人的狀態(tài)，能夠下達(dá)巡檢任務(wù)，查詢歷史數(shù)據(jù)，智能分析系統(tǒng)是分析機(jī)器人采集的數(shù)據(jù)，判斷是否有泄露存在，這五大部分的分工協(xié)作組成了我們的系統(tǒng)。

在控制架構(gòu)上，我們梳理了機(jī)器人與所有的輸入輸出設(shè)備之間的傳輸方式，保證了上位機(jī)和機(jī)器人的有效控制，以及機(jī)器人對(duì)上位機(jī)數(shù)據(jù)的及時(shí)傳輸。

下面介紹我們項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)，在項(xiàng)目實(shí)施階段，創(chuàng)新采用整體防爆與部分防爆相結(jié)合的設(shè)計(jì)方式進(jìn)行防爆設(shè)計(jì)，這是機(jī)器人的防爆結(jié)構(gòu)示意圖，可以看到機(jī)器人的各個(gè)模塊都是防爆設(shè)計(jì)，給大家舉一個(gè)最簡單的例子，包括機(jī)器人小車的輪胎都是采用了防靜電設(shè)計(jì)，整體采用隔爆設(shè)計(jì)。我們的機(jī)器人及機(jī)器人充電樁均經(jīng)過了國家防爆認(rèn)證。

給大家介紹我們的檢測技術(shù)，在檢測方面我們創(chuàng)新采用了光學(xué)傳感器、電化學(xué)傳感器，并提出了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)天然氣管道泄露的多傳感器融合檢測，這是上位機(jī)的操作界面，主要包括左邊機(jī)器人的參數(shù)以及報(bào)警顯示區(qū)域，將機(jī)器人發(fā)送的區(qū)域進(jìn)行高效準(zhǔn)確的解析，對(duì)機(jī)器人的實(shí)際狀態(tài)信息，傳感器的檢測信息進(jìn)行顯示，并且利用傳感器的數(shù)據(jù)判斷甲烷氣體是否超出警戒值，在報(bào)警的時(shí)候，會(huì)在這個(gè)區(qū)域會(huì)有紅色的報(bào)警顯示，第二頁是導(dǎo)航地圖顯示區(qū)域，用戶可以在導(dǎo)航區(qū)域利用上位機(jī)軟件對(duì)機(jī)器人進(jìn)行巡檢路徑的規(guī)劃，使機(jī)器人按照設(shè)定的路徑以及巡檢點(diǎn)進(jìn)行氣體檢測，使檢測過程和目標(biāo)更詳，檢測更加迅速。右邊是高清攝像頭的圖像顯示區(qū)域，高清攝像頭區(qū)域和云臺(tái)控制區(qū)域，這兩個(gè)協(xié)作可以完成的功能是用戶可以利用云臺(tái)的控制，對(duì)機(jī)器人所處的環(huán)境進(jìn)行查看，同時(shí)將高清攝像畫面以視頻方式展現(xiàn)給用戶，使用戶詳細(xì)了解現(xiàn)場的情況。下面是檢測參數(shù)顯示區(qū)域，利用實(shí)時(shí)曲線圖的方式，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，使用戶可以更加直接了解數(shù)據(jù)當(dāng)前及歷史狀態(tài)。最后是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制區(qū)域，它是在判斷泄露位置后，可以將機(jī)器人解除自動(dòng)導(dǎo)航，手動(dòng)控制機(jī)器人移動(dòng)，判斷爆炸極限范圍，為是否派人員進(jìn)入作為判斷依據(jù)。

項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)三，在機(jī)器人自主導(dǎo)航方面我們利用了不同的聲源定位方法，采取了四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)與結(jié)點(diǎn)導(dǎo)航方式，提高了機(jī)器人自主巡檢能力，給大家播放一下視頻?？梢钥吹轿覀兊臋C(jī)器人是四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)獨(dú)立專項(xiàng)，可以360度轉(zhuǎn)向，使機(jī)器人能夠更加適應(yīng)狹窄復(fù)雜空間的巡檢任務(wù)，最后給大家展示機(jī)器人的檢測過程，這是去年12月份，我們?cè)谡{(diào)壓站站內(nèi)模擬一個(gè)天然氣的泄露，機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)巡檢，在掃描的紅點(diǎn)是掃描位置，掃描到泄露發(fā)生后，會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警，值得一提的是，現(xiàn)場發(fā)出報(bào)警的通知，上位機(jī)在單元控制時(shí)也會(huì)發(fā)出報(bào)警，并且上位機(jī)還會(huì)收到一張機(jī)器人高清攝像機(jī)在報(bào)警同時(shí)自動(dòng)截取泄露點(diǎn)的照片，紅點(diǎn)位置就是發(fā)生泄露的位置。

下面給大家介紹項(xiàng)目效益。少人巡檢，無人值守是現(xiàn)代電力工業(yè)的發(fā)展趨勢，本項(xiàng)目實(shí)施正是順應(yīng)這一趨勢，使用機(jī)器人代替人工巡檢，可以提高巡檢效率、巡檢頻次，在危險(xiǎn)氣體區(qū)域發(fā)生泄露時(shí)，靠機(jī)器人確定泄露布位，判斷濃度范圍，可以降低人員暴露在危險(xiǎn)區(qū)域的工作風(fēng)險(xiǎn)，避免人員及財(cái)產(chǎn)損失。項(xiàng)目有效解決了天然氣場站內(nèi)天然氣泄露這一隱患風(fēng)險(xiǎn)比較大、管控難度比較高的行業(yè)痛點(diǎn)難點(diǎn)問題，同時(shí)也為危險(xiǎn)氣體區(qū)域應(yīng)用智能巡檢機(jī)器人提供了示范，提高了行業(yè)在天然氣場站巡檢方面的自動(dòng)化、智能化水平，也提高了安全管理的水平。

最后介紹我們項(xiàng)目取得的科技成果。目前項(xiàng)目已經(jīng)取得了實(shí)用新型專利一項(xiàng)，發(fā)表了論文四篇，項(xiàng)目的方案還獲得了第六屆中國信息優(yōu)秀解決方案，目前還有兩項(xiàng)發(fā)明，兩項(xiàng)外觀專利。以上就是我的全部匯報(bào)內(nèi)容，感謝大家的聆聽，歡迎大家到我們公司參觀交流，謝謝大家。