基于足式机器人的变电站智能巡检方案-提高了设备故障识别的准确性,降低了运维成本

变电站是电力基础设施的核心环节，通常分布于地理环境复杂的地区，包括 山区、城市边缘、偏远地区等。该类地区变电站内部环境复杂且多样化，常常包 含楼梯、台阶、不规则路面等。特殊地形对传统轮式机器人巡检提出了严峻挑战。 现有的轮式机器人由于其设计限制，无法有效应对垂直或不平整的地面，导致巡 检覆盖面受限，无法高效多面地检查设备。此外，许多“一带一路”共建位 于极端地理和气候条件下，复杂环境更是加剧了巡检任务的难度。

晨星足式机器人智能巡视系统通过引入先进的机器人技术和人工智能，解决 了传统电力巡检中的多项难题。先，方案克服了轮式机器人在复杂地形中的局 限性，足式机器人能够在楼梯、台阶、不规则路面等各种复杂环境中自由行走， 实现全地形适应，确保对变电站内外设备的多面巡检。其次，传统人工巡检面临 安全隐患，尤其在高压、危险区域，操作人员的安全难以保证。足式机器人代替 人工进入高风险区域，减少了事故发生率。Z后，方案提升了设备故障识别的精度，避免了人工巡检的误报和漏报问题，通过智能分析实时监控设备状况，及时 发现设备异常，确保设备的高效稳定运行。

方案的应用显著提升变电站和电力设施的巡检效率和安全性。在电力设备管 理中，方案大幅度降低了人工成本，特别是在高风险区域，通过机器人代替人工巡检，确保了人员安全。同时，方案提高了设备故障识别的准确性，减少了因漏 报和误报造成的设备损坏风险。通过实时数据分析和智能故障预警，方案帮助电 力公司降低了运维成本，提升了设备的稳定性和运行时间。结合数字孪生技术和 多机协同作业，该方案在实际应用中取得了优异的成绩，为智能电网和电力行业 的数字化转型提供有力支持。

1. 技术架构

足式机器人智能巡视系统的技术架构采用分层设计，包含业务层、平台层和 网络层三个核心部分：业务层包括机器人部署工具、设备自检、远程遥控、安全作业管控等功能；平台层提供数据的统一管理，包括数据采集、智能识别、告警 管理、任务调度等，确保数据流畅传递和处理；网络层基于高效的通信协议（如 DDS 协议、5G/WIFI 等）和 Mesh 组网技术，确保机器人与控制系统之间的稳定通信，提供强大的网络支持。

该架构能够支持机器人在复杂场景中的应用，确保机器人与其他设备的互联互通，形成一个高效的巡检系统。

2. 技术路线

技术路线主要基于人工智能（AI）、机器人技术、数据分析和数字孪生等先 进技术。

足式机器人：作为核心硬件，通过高精度的激光雷达和深度相机进行地图构建、路径规划和实时导航，具有优异的全地形适应性。

智能识别与分析：集成的 AI 算法能够处理和分析机器人采集的海量数据， 进行设备缺陷识别、设备状态监测以及环境安全监控。

数字孪生技术：将机器人与变电站的物理环境进行数字化映射，使得巡检数 据在虚拟环境中得以重建，提高了任务的准确性和实时性。

多机协同作业：通过多个机器人之间的协调合作，任务调度能够自动优化， 减少了巡检任务的重复性和盲区。

3. 核心技术

全地形适应：足式机器人通过其强大的灵活性，通过高精度的激光雷达和深 度相机进行地图构建、路径规划和实时导航，能够在不规则地形如碎石、草地、 楼梯等环境中进行稳定移动，完成多角度、多数据源的巡检任务。

多模态识别技术：结合红外与可见光图像，通过 AI 算法进行多模态特征提 取与融合，分析机器人采集的海量数据，进行设备缺陷识别、设备状态监测以及 环境安全监控，尤其是在光照条件较差的环境下，确保高效巡检。

三维路径规划与数字孪生：机器人利用三维地图和定位服务进行路径规划与 实时导航，确保设备巡视的多面性与高效性。数字孪生技术能够实时反映机器人 的状态与任务进度，提升任务调度的智能化。

应急响应能力：通过系统的远程控制与视频双确认技术，机器人能够在发生紧急故障时迅速响应，执行操作，避免设备损坏和大规模停电。通过多个机器人 之间的协调合作，任务调度能够自动优化，减少巡检任务的盲区。

足式机器人变电站巡检方案具有显著的示范性，充分满足了技术成熟度要求， 并且在实际应用中已展现出强大的技术能力与稳定性。该方案基于人工智能（AI） 与机器视觉（CV）技术的深度融合，成功实现了变电站全地形、全设备的智能 化覆盖突破了传统智能巡检设备在地形适应性和任务覆盖范围上的局限，能够灵 活应对楼梯、台阶、不规则路面等复杂环境，确保变电站内外设备的高效、多面 巡检。

该技术路线清晰且完整，通过自主导航与智能分析，足式机器人能够准确识 别设备故障、进行实时监控与数据反馈，大幅提高了巡检的准确性和效率。机器 狗的自主充电系统保证了其长时间稳定运行，避免了传统设备因电量不足中断任 务的问题，进一步提升了巡检任务的连续性与可靠性。

目前，该方案已在多个变电站的实际应用中取得了可喜的应用成果，展示了 显著的经济效益和社会影响力。在降低人力成本提升巡检效率、安全性与准确性 的同时，推动了电力行业向智能化、自动化和数字化方向的转型。通过对该方案 的成功实施，已对智能电网建设、标准化推进及产业协同产生了积极的示范效应， 为电力行业技术升J与产业发展提供了有力支撑。此外该方案的成功应用为未来 类似项目的推广和普及提供了宝贵经验，具备广泛的复制性和应用前景。