Dəmiryolu stansiyasının avtomatlaşdırılması: Robot texnikası nə qədər etibarlılığı artırır və maliyyətə təsir edir

1. Layihənin Foni və İZM Rəhbərliyinin Zəruriyyəti

Teknoloji inkişaf və elektrik sistemlərinin reformunun gəzintisi ilə, elektrik sistemlərinin avtomatlaşdırma səviyyəsi ciddi dərəcədə artıb. Podstansiyalar "naməlum" və ya "az əməkdaşlı" operasiya modelinə evrilir. Hazırda, podstansiyalar təsirli cihazların elektrik siqnallarını nəzarət etmək üçün əsasən "Dörd Tələqit" funksiyalarına (Tələölçmə, Tələişarə, Tələidarə, Tələregulyasiya) və SCADA sistemlərinə yaranır. Amma bu tradisional üsul, təchizatın sahədəki fiziki vəziyyətinin (görünüş, temperatur, anormal səslər və s.) real vaxtla nəzarətini və məlumatlandırmasını asla təmin edə bilmir.

Mövcud idarəetmə və texniki xidmət modelində açıq zəifliklər var: bir podstanstiyada anormal hallar baş verdiyi zaman, dispeçerlər ilk öncə uzaqdan podstanstiya komandasını sahəyə getmək üçün bildirməlidirlər, sonra isə təmir təşkil etməlidirlər. Bu proses, qidalanma zamanını ciddi dərəcədə geciktirir, elektrik təchizi məhdudluğunu və xidmət keyfiyyətini təsirləyir. Daha da, tradisional uzaqdan video nəzarəti yalnız səs və video materialının rəqəmsal çatışmasını təmin edir, intellektual təhlil imkanlarına malik deyil və tək kameraların sabit görüş sahəsinə və limitli şəbəkə kanal genişliyinə məhdudlaşır, bu da geniş ölçülü tətbiqin çətin olmasına səbəb olur.

2. Bütöv Robot Sistemi Strukturu

Bu sistem, uzaqdan nəzarət və sahədə nəzarət etmək üçün iki qatlı "Baza Stansiya - Hareketli Agent" arxitekturasını tətbiq edir.

2.1 Baza Stansiya Sistemi

Baza stansiya sistemi uzaqdan nəzarət mərkəzində quraşdırılır və bütün sistemin insan-maşın interfeysi və idarəetmə mərkəzi kimi fəaliyyət göstərir.

2.2 Hareketli Agent Sistemi (Robot Bedeni)

Hareketli agent, sahədə nəzarət tapşırığı yerinə yetirmək üçün bir intellektual terminaldır, yüksək dərəcədə öz-özünü idarə etmə və mühitə uyğunlaşma imkanına malikdir.

• Hareketli Şasi Dizaynı: Dörd tekerli diferensial sürüş strukturusundan istifadə edir. İki ön teker hər biri ayrı motorla gücü olan sürüş tekerləridir, bu, esasən fleksibil diferensial idarəetməni təmin edir; iki arxa teker, direksiyon tekerləridir. Bu struktur, düz xəttli hərəkətin istiqrarlılığı, kiçik dönüb keçmə radiusu (ön tekerlərin mərkəzi nöqtəsi ətrafında dönmək), güclü yol adaptivliyi, yan slipsiz və sadə, etibarlı struktur kimi üstünlüklərə malikdir.
• Hərəkət İdarəetmə Alt-Sistemi: Hardver əsası PC104 ana kartıdır, PCL-839 hərəkət idarəetmə kartı və motor sürücüləri ilə donanıblır. Bu alt-sistem, robotun bütün hərəkət davranışlarından sorumludur. Üst səviyyə planlayıcı tərəfindən verilən emrləri alır, və maşının dinamika modelini birləşdirir, sürət emrlərini hər bir sürüş motora dəqiqliklə bölgü edir, dolayısıyla pürüzsüz və dəqiq hərəkət idarəetməsi təmin edir.
• Tapşırıq İcra Alt-Sistemi: Robotun "hissləri" və "əlləri" kimi fəaliyyət göstərir. Əsas funksiyalar şunlardır:
• Verilənlər Götürməsi: Görünən işıq CCD kamerası, infrakırmızı istilik imajlayıcısı və yüksək performanslı istiqaməli mikrofon (MEMS) ilə entegre edilir, elektrik təchizatının şəkilli (görünən və infrakırmızı) və səs verilənlərini toplayır.
• Avtomatik Zəng: Avtomatik olaraq zəng panelinə qayıdıb, zəng almağa və 7x24 saat bezmətnən işləməyə imkan verir.

3. Əsas Texnologiyalar və Funksiyalarda Tətbiq

3.1 İntellektual Real Vaxt Yol Planlaşdırma Texnologiyası

• Qlobal Yol Planlaşdırma: Pre-set podstanstiya elektron xəritəsinə əsasən, nəzarət tapşırığında ziyarət edilə biləcək təchizat dayanacaqlarının ən yaxşı ardıcıllığını və "ən qısa marşrut", "ən az dönüb keçmə" və ya "kompleks optimum" kimi strategiyalara əsasən mümkündürsə, izlənilə biləcək yolları hesablayır.
• Lokal Yol Planlaşdırma:
• Barrieradan Uzaqlaşma: LiDAR kimi sensor məlumatları ilə birləşdirilən VFF (Virtual Force Field Histogram) alqoritmi, real vaxtda uzaqlaşma emrləri yaratır, dinamik mühitlərdə təhlükəsiz navigasiya təmin edir.
• Xətt İzləmə: Klassik PID idarəetmə alqoritmi, robotun əvvəlcədən müəyyən edilmiş marşrutları dəqiq izləməsinə imkan verir.
• Mühitə Uyum: EM alqoritmi və klasterləşmə alqoritmləri, sensor məlumatlarını emal edərək, yol sərhədlərini effektiv olaraq uyğunlaşdırır və pozisyonlama fərqlərini aşır.

3.2 Multi-Modal Təchizat Axtarışı və Diaqnostik Sistemi

1. Uzaqdan İnfrakırmızı Nəzarət və Diaqnostik Sistemi
• Konfiqurasiya: Onlayn infrakırmızı istilik imajlayıcı, şəkilli məlumatların alınması, emalı, göstərilən, saxlanılması və hesabatların hazırlanması modulları daxildir.
• Funksiyalar: Təchizatın səth temperaturunu avtomatik olaraq axtarır, onu əvvəlcədən müəyyən edilmiş limitlərlə müqayisə edir və anormal halların aşkarlandığı anda səsli/görüntü alarmını aktivləşdirir; təchizatın temperatur gradient xətləri, temperatur-zaman xətləri və s. yaratmaq, xətanın analizində kömək edir; şəkilli sıxıştırma texnologiyasından istifadə edərək, dispeçer mərkəzində bir neçə podstanstiyanın real vaxt infrakırmızı axınına eyni zamanda nəzarət etməyə imkan verir.
2. Uzaqdan Görünən İşıq Nəzarət və Diaqnostik Sistemi
• Konfiqurasiya: Görünən işıq CCD kamerası və video serveri.
• Funksiyalar: Baza stansiya sistemi, qaytarılan görünən işıq şəkillərini (məsələn, fərq şəkilli analiz, korrelyasiya analizi) intellektual analiz edir, elektrik təchizatının və instrümentlərin göstəricilərinin görünüş vəziyyətini avtomatik olaraq müəyyən edir. Normalda, avtomatik olaraq nəzarət nöqtələrini dəyişir; anormal halların aşkarlandığı zaman yalnız şəkilləri saxlayır və alarmı aktivləşdirir, bu da kanal istifadəsini və nəzarət etmə effektivliyini ciddi dərəcədə artırır.
3. Uzaqdan Səs Nəzarət və Diaqnostik Sistemi
• Konfiqurasiya: Yüksək performanslı istiqaməli MEMS mikrofonu.
• Funksiyalar: Təchizatın işləmə səsini real vaxtla toplayır, sıxışdırır və geri göndərir. Sistem, təchizatın (transformatorlar kimi) işləmə vəziyyətini və anormal halların növünü (məsələn, ləngələnmə, buraxılış) təsadüfi səs məlumatlarını tarixi normal məlumatlarla müqayisə edərək intellektual olaraq qiymətləndirir və texniki xidmət işçilərinin sorğu və analiz etməsi üçün interaktiv interfeys təmin edir.
4. Hareketli Obje İdarəetmə və Alarm Sistemi
• Prinsip: Video axınındaki hareketli məqsəd axtarış alqoritmlərinə əsasən, videodakı fon nisbətən hareket edən obyektləri eyni zamanda müəyyən edir və çıxarır.
• Funksiyalar: Anormal hareketli məqsəd, məsələn, qəsdən daxil olma aşkarlandığı zaman, sistem həyatə keçirir ancaq alarmı aktivləşdirir və sahədəki şəkilləri saxlayır, təhlükəsizlik üçün sübut təmin edir, hakim olmayan təhlükəsizlik nəzarətini təmin edir.

4. Sahədə İşləmə və Tətbiq Nəticələri

Əsas Tətbiq Qiyməti: Bu robot sistemi, podstanstiyalarda mövcud olan "əlaqəli sabit nəzarət" ilə "əlaqsız mobil axtarış" arasında innovativ olaraq entegrasiya edir, hemin sahə və vəziyyəti daxil edən kompleks nəzarət sistemini yaradır, tradisional nəzarət modellərinin zəifliklərini effektiv olaraq təkmilləşdirir.

İşləmə Nəticələri:

• Sigorta və Güvəncə Ciddi Dərəcədə Yüksəltilmiş: Təchizatın potensial xətalı hallarını, məsələn, istilik defekt, səthdə qabaqcıl maddə, yağ axını və səs anormalılarını vaxtında aşkarlaya bilir, bu da xətaların başlanğıc stadiyasında ortadan qaldırılmasına imkan verir.
• İdarəetmə və Texniki Xidmət Effektivliyi Artıq: El ilə təkrarlanan və təcrid edici rutin nəzarətləri əvəz edir, dispeçerlərə sahə vəziyyəti haqqında real vaxt və dəqiq geri bildirim təmin edir, acil qərarlar üçün vacib məlumat dəstəyi təmin edir, bu da xəta idarəetmə zamanını ciddi dərəcədə azaldır.
• İşləmə Xərcləri Azaldılır: "Naməlum" podstanstiya modelinin realizasyonu üçün əsas texniki təchizat kimi xidmət edir, elektrik şirkətlərinin insani resursların optimal paylanmasını təmin edir və uzunmüddətli işləmə xərclərini azaldır.