智能机器人巡检技术在油田无人值守机房的应用研究

王炜 金改莉

摘要：随着信息技术的快速发展，长庆油田已迈向数字化管理模式，實现了办公系统的自动化、生产指挥的信息化、远程控制的数字化。这些应用系统背后强大的支撑平台就是通信网络，通信网络的运行质量，是油田数字化管理的关键。为了确保通信网络畅通，通常情况下通信机房实行24小时值守，并定时对机房环境安全和各设备运行进行巡检。传统的机房巡检依靠人力完成，容易出现纰漏，随着智能机器人的出现，由智能机器人进行巡检，实现通信机房无人值守，不仅提高了巡检效率，同时还节省了人力。本文对机器人巡检技术的应用进行分析研究，为无人值守机房实现机器人巡检提供可行性方案。

关键词：无人值守机房;智能机器人;巡检

1 引言

现代通信技术发展日新月异，长庆油田在数字化管理方面与时俱进。近年来随着生产规模的不断扩大，人员紧缺矛盾日益突出，智能化管理在长庆油田显得尤为重要，通过智能化管理模式，减少日常设备运维的工作量进而减少对用工的需求，是缓解人员减少的一种有效措施。安全巡检是保障通信机房正常运行的重要手段，传统模式依靠人力进行巡检，由于技术水平、责任心、工作经验、工作环境因素，特别是夜间，很容易发生巡视不到位、不定时、漏巡漏检等现象，当通信机房出现环境安全隐患或设备运行故障时不能及时发现，给企业造成一定的损失。随着智能机器人的诞生，由智能机器人对通信机房进行巡检已经成为现实，智能机器人不仅提高了巡检效率，同时能及时发现潜在安全隐患，及时发现通信设备运行故障，为通信系统的安全、稳定运行奠定基础。本文对如何利用机器人巡检技术进行研究，为无人值守机房的建设提供参考。

2 机器人巡检的必要性

（1）信息技术发展的需求。随着现代信息技术的发展，通信规模及网络环境不断扩大，对机房的配套设施也提出了更高的要求，基于现代信息技术的生产调度指挥和办公自动化系统，一旦发生故障，其后果将十分严重。人工值守存在巡检不及时、巡检不到位，无法及时发现所存在的潜在隐患等诸多弊端。因此，运用智能机器人代替人工巡检，实现机房无人值守是信息技术发展的必然趋势。

（2）提高工作效率的需要。通信机房巡检是实现安全运行的重要前提，传统的人工巡检存在周期长，一般规定为两小时巡检制度，值班人员由于工作量饱和，很难在第一时间发现运行中的隐患，造成重大通信阻断，可能会对安全生产造成损失。通过智能机器人巡检对于提高巡检效率、全面降低巡检误差、节约人力资源，降低运营成本具有重要意义。

（3）对历史运营数据分析的需要。传统人工巡检方式的巡检记录均为纸质材料，并且数据量较大，如果需要对某一点的历史数据进行分析，不仅不便于查找，在分析中极易产生误差，给机房安全运行造成潜在隐患。不利于对运行故障质量进行统计分析。而智能机器人巡检实现了自动记录、自动分析，自动统计功能，可为管理决策提供数据支撑。

3 无人值守机房智能机器人巡检技术应用设计

（1）智能巡检机器人。智能机器人巡检要集日常巡检、设备监控、机房环境、火灾预警、市电情况、故障预警和报警等数据采集及传输与一体，实时向控制中心传输巡检数据并接收控制发出的巡检指令，当出现险情时向录入手机传递信息。智能机器人应具备设计简单、维护方便、操作灵活、智能充电等功能，能够满足巡检、数据采集、数据存储、数据分析、数据传输等功能。智能巡检机器人必须具备直行、转弯、停止、巡视角度变换及自动充电等功能。

（2）寻址多维数字化。寻址多维数字化构建主要是基于定位导航和路径规划系统、同步定位于地图构建系统、定位系统辅助功能等功能模块构成，通过上述系统模块的构建，使智能机器人能够实现无轨行走及按照规划设定的时间和路线行走开展巡查工作，在寻址多维数字化系统设计中，应采用电子标签辅助定位系统，实现无人值守机房智能机器人巡检行走的精准定位。

（3）设备状态识别与报警系统。对智能巡检进行精准定位后，要对机柜内部服务器及运行设备不同高度的报警指示灯进行视觉识别设计，巡检智能机器人巡检时可通过所携带摄像头角度变化进行全方位的监测扫描，当发生与系统设计不相符的异常灯光图像时，智能巡检机器人通过数据传输系统将信号传送至控制中心、自动存储并发出报警信号，同时以短信的形式自动输出故障信息，以利于维护人员快速反应。设计中，要将烟雾传感器、温度控制器与报警装置实施联动，在一定条件下自动开启并报警，以保证通信设备的安全稳定运行及机房环境安全。

（4）智能巡检。智能巡检机器人对无人值守机房的定时巡检，主要包括：巡检计划、巡检内容、巡检方式、巡检间隔时间、巡检线路、数据传输方式等。智能巡检机器人可按照设计的巡检路线及巡检方式对机房进行全方位、无死角的动态巡检，对巡检数据实时回传并存储，实现通信机房全过程的数字化、网络化管理。

（5）数据统计分析。按时间区间显示各监测数据折线图：展示定义时间内所采集到的数据信息的走势，可按设备、检测点、时间筛选不同展示项目，绘制关键设备运行、设备报警、温度报警、环境报警等数据统计图表。

（6）声音识别。机器人内置的声音传感器可以监测空调压缩机、PDU配电柜、UPS报警声、室内变压器等设备异常声音。包括监测机房内环境的高频和低频声音。

（7）温度识别。自动检测设备表面温度分布，判定设备工作状态。包括机房环境温度以及设备表面温度。当局部温度超出设定值时，系统发出告警信息，防止过热引起的设备损坏及环境温度过高引起火灾。

（8）自动充电功能。充电是实现智能机器人自动完成巡检工作的基础，智能巡检机器人是移动设备，需要有电源作动力支撑，根据智能巡检机器人的工作环境和工作性能，要求必须具有稳定的电源电压、供电传感器模块要求能量密度高、重量轻、内阻小并可多次反复充电。如果电源能量不足时，服务器会发出充电指令，智能巡检机器人能够自动行走到充电桩进行自主充电，电量饱和后自动断开充电装置，完全实现自主化管理。

综上所述，对通信机房实施无人值守和智能机器人巡检，既可以降低运行维护成本、提高巡检工作效率和巡检准确率，同时由于实时监测报警，实现了机房维护工作的快速反应。试验证明，无人值守机房智能机器人巡检系统的建立，可以有效缩短巡检周期，巡检效率是人工巡检的10倍以上，漏检率为零，具有广泛的应用推广价值。

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