Tesis İncelemesini Otomatikleştirme: Robotların Güvenilirliği Artırması ve Maliyetleri Azaltması

1. Proje Arka Planı ve Araştırma-Geliştirme Gerekliliği​

Teknolojik ilerlemeler ve elektrik sistem reformlarının derinleşmesiyle, elektrik sistemlerinin otomasyon seviyesi önemli ölçüde artmıştır. Trafo merkezleri "insan gücü gerektirmeyen" veya "az sayıda personel ile çalışan" operasyon modellere doğru evrim geçmektedir. Şu anda, trafo merkezleri genellikle "Dört Telemetry" fonksiyonları (Telemetry, Telesignaling, Telecontrol, Teleregulation) ve SCADA sistemlerini kullanarak ekipman elektrik sinyallerini izlemektedir. Ancak, bu geleneksel yaklaşım ekipmanın saha fiziksel durumunu (örneğin, görünüm, sıcaklık, anormal sesler vb.) gerçek zamanlı olarak algılama ve farkındalığı sağlayamamaktadır.

Mevcut işletme ve bakım modelinde açık eksiklikler bulunmaktadır: bir trafo merkezinde anormallik olduğunda, operatörler önce uzaktaki trafo merkezi işletim ekibini sahaya gitmeye yönlendirmek zorundadır, ardından onarımlar organize edilir. Bu süreç, kusuru ortadan kaldırma süresini önemli ölçüde geciktirir, bu da elektrik sağlamlığını ve hizmet kalitesini etkiler. Ayrıca, geleneksel uzaktan video izleme sadece ses ve görüntü verilerinin dijital aktarımını gerçekleştirebilir, akıllı analiz yeteneklerine sahip değildir ve tek kameraların sabit görüş alanına ve sınırlı ağ bant genişliğine bağlı olarak, büyük ölçekte dağıtım yapmakta zorluk çeker.

​2. Genel Robot Sistemi Yapısı​

Bu sistem, koordineli uzaktan izleme ve saha incelemesi işlemlerini gerçekleştirmek için iki katmanlı "Base Station-Mobile Agent" mimarisini benimsemektedir.

​2.1 Base Station Sistemi​

Base station sistemi, uzaktan izleme merkezinde yerleştirilmiş olup, tüm sistemin insan-makine etkileşimi ve komut merkezi görevini görmektedir.

​2.2 Mobil Ajans Sistemi (Robot Vücudu)​​

Mobil ajans, yüksek derecede özerklik ve çevresel uyum yeteneğine sahip olan saha inceleme görevlerini yürüten akıllı bir terminaldir.

• ​Hareketli Şasi Tasarımı:​​ Dört tekerlekli diferansiyel sürüş yapısını kullanır. İki ön tekerlek bağımsız sürücü tekerlekleridir, her biri ayrı bir motora güç alır, esnek diferansiyel manevra sağlar; iki arka tekerlek ise serbest dönen tekerleklerdir. Bu yapı, düz çizgi hareket istikrarında iyi performans, küçük dönüş yarıçapı (ön tekerleklerin merkez noktasında dönme), güçlü yol uyumluğu, yan kaymasızlık ve basit, güvenilir bir yapı gibi avantajlar sunar.
• ​Hareket Kontrol Alt Sistemi:​​ Donanım çekirdeği, PCL-839 hareket kontrol kartı ve motor sürücüleri ile donatılmış bir PC104 anahtarıdır. Bu alt sistem, robotun tüm hareket davranışından sorumludur. Üst düzey planlayıcıdan komutları alır ve araç dinamik modelini entegre ederek, hız komutlarını her bir sürücü motora doğru şekilde ayrıştırarak, pürüzsüz ve hassas hareket kontrolü sağlar.
• ​Görev Uygulama Alt Sistemi:​​ Robotun "algıları" ve "elleri" görevini görür. Temel fonksiyonları şunlardır:
• ​Veri Toplama:​​ Görünür ışık CCD kamerası, infrakırmızı termal imgeci ve yüksek performanslı yönlendirilebilir mikrofon (MEMS) ile entegre, elektrik ekipmanlarından görüntü (görünür ve infrakırmızı) ve ses verilerini toplar.
• ​Otomatik Şarj:​​ Otomatik olarak şarj doksuna geri dönerek şarj olabilir, 7x24 saat kesintisiz operasyonu sağlar.

​3. Temel Teknolojiler ve Fonksiyonel Uygulama​

​3.1 Akıllı Gerçek Zamanlı Yol Planlama Teknolojisi​

• ​Küresel Yol Planlama:​​ Önceden belirlenmiş trafo merkezi elektronik haritasına dayanarak, inceleme görevi sırasında ziyaret edilecek ekipman durak noktalarının en iyi sırasını ve "en kısa yol", "en az dönüş" veya "kapsamlı optimum" gibi stratejilere göre uygulanabilir yolları hesaplar.
• ​Yerel Yol Planlama:​​
• ​Engel Atlatma:​​ LiDAR gibi sensör verileriyle birleştirilmiş VFF (Sanal Kuvvet Alan Histogram) algoritmasını kullanarak, dinamik ortamlarda güvenli gezinme için gerçek zamanlı atlatma komutları üretir.
• ​Çizgi İzleme:​​ Klasik PID kontrol algoritması kullanılarak, robotun önceden belirlenen rotaları doğru bir şekilde takip etmesini sağlar.
• ​Çevresel Uyum:​​ EM algoritması ve kümeleme algoritmalarını kullanarak sensör verilerini işleyerek, yol sınırlarını etkili bir şekilde uygunlaştıracak ve konum sapmalarını aşacaktır.

​3.2 Çok Modal Ekipman Tespiti ve Tanı Sistemi​

1. ​Uzaktan Infrakırmızı İzleme ve Tanı Sistemi​
• ​Yapılandırma:​​ Çevrimiçi infrakırmızı termal imgeci, görüntü alma, işleme, gösterim, depolama ve rapor oluşturma modüllerini içerir.
• ​Fonksiyonlar:​​ Ekipman yüzey sıcaklıklarını otomatik olarak tespit eder, önceden belirlenmiş eşik değerleriyle karşılaştırır ve anormallik tespit edildiğinde hemen sesli/görüntülü alarm tetikler; ekipman sıcaklık gradyan haritaları, sıcaklık-zaman eğrileri gibi yardımcı olacak hata analizine yardımcı olur; görüntü sıkıştırma teknolojisini kullanarak, birden fazla trafo merkezinden gerçek zamanlı infrakırmızı akışları aynı anda izleme merkezinde izlemeyi destekler.
2. ​Uzaktan Görüntü İzleme ve Tanı Sistemi​
• ​Yapılandırma:​​ Görünür ışık CCD kamerası ve video sunucusu.
• ​Fonksiyonlar:​​ Base station sistemi, geri dönen görünür ışık görüntüleri üzerinde akıllı analiz (örneğin, fark görüntü analizi, korelasyon analizi) gerçekleştirerek, elektrik ekipmanlarının ve alet okumalarının görünüm durumunu otomatik olarak tanımlar. Normalde, otomatik olarak izleme noktalarını değiştirir; anormallik tespit edildiğinde sadece görüntüleri saklar ve alarm tetikler, bu da kanal kullanımını ve izleme etkinliğini önemli ölçüde artırır.
3. ​Uzaktan Ses İzleme ve Tanı Sistemi​
• ​Yapılandırma:​​ Yüksek performanslı yönlendirilebilir MEMS mikrofonu.
• ​Fonksiyonlar:​​ Ekipman çalışma gürültüsünü gerçek zamanlı olarak toplar, sıkıştırır ve geri gönderir. Sistem, gerçek zamanlı gürültüyü geçmiş normal verilerle karşılaştırarak, dönüşüm cihazları gibi ekipmanların çalışma durumu ve anormal tipi (örneğin, gevşeme, salınım) hakkında akıllı bir şekilde değerlendirme yapar ve bakım personeli için sorgulama ve analiz etkileşimli bir arayüz sağlar.
4. ​Hareket Eden Nesne İlgili Tespit ve Alarm Sistemi​
• ​Prinsip:​​ Video akışı hareket hedef tespit algoritmalarına dayanarak, videoda arka plana göre hareket eden nesneleri otomatik olarak tespit eder ve çıkarır.
• ​Fonksiyonlar:​​ Yasal olmayan giris gibi anormal hareket hedefi tespit edildiğinde, sistem hemen alarm tetikler ve saha görüntülerini kaydeder, güvenlik izleme için kanıt sağlar, gerçek anlamda insansız güvenlik izlemesini mümkün kılar.

​4. Sahada Operasyon ve Uygulama Sonuçları​

​Temel Uygulama Değeri:​​ Bu robot sistemi, mevcut "temaslı sabit izleme" ile "temassız mobil tespit"i yenilikçi bir şekilde entegre ederek, hem uzay hem de durumu kapsayan kapsamlı bir izleme sistemini oluşturur, geleneksel inceleme modellerinin eksikliklerini etkili bir şekilde telafi eder.

​Operasyon Sonuçları:​​

• ​Güvenliği ve Güvenilirliği Ani Artırma:​​ Ekipmanda potansiyel arızalar, yüzey yabancı nesneler, yağ sızıntıları ve ses anormalliklerini zamanında tespit edebilir, hasarlardan erken kurtulmayı sağlar.
• ​İşletme ve Bakım Etkinliğini Artırma:​​ Manuel tekrarlayan ve sıkıcı rutin incelemeleri yerine getirir, operatörlere saha koşullarına ilişkin gerçek zamanlı ve doğru geri bildirim sağlar, acil karar alma için kritik veri desteği sağlar, arıza ele alma süresini önemli ölçüde azaltır.
• ​İşletme Maliyetlerini Azaltma:​​ "İnsansız" trafo merkezi modelinin gerçekleştirilmesinde kilit teknoloji ekipmanı olarak hizmet eder, elektrik kuruluşlarına insan kaynağı tahsisatını optimize etme ve uzun vadeli işletme maliyetlerini azaltma konusunda yardımcı olur.