一种能源站、园区用智能巡检设备及其自适应环境的方法与流程

本发明涉及智能巡检，特别是涉及一种能源站、园区用智能巡检设备及其自适应环境的方法。

背景技术：

1、能源站和园区为城市基础设施提供支持，如供水、排水、通讯、交通等，它们的正常运行直接影响到城市的正常运转和居民的生活质量；巡检能够及时发现设备的损坏、磨损、老化或者故障，有助于预防可能导致事故或安全隐患的问题；因此，对于能源站和园区来说，巡检是非常必要的；

2、目前的能源站和园区主要采用固定路线定期巡检的方式，固定路线巡检往往按照预设的路线和时间进行，不能灵活地根据实际情况进行调整；这种巡检方式单一且不具备灵活性，巡检效率低下且存在无法及时发现问题的风险，增加能源站和园区安全风险；

3、传统的固定路线巡检往往受限于预设路线和时间，不能灵活地适应实际运行状态的变化，容易导致漏检或重复检查，从而降低了巡检效率。此外，固定路线巡检也存在无法及时发现问题的风险，尤其是对于设备运行状态波动较大或者环境变化频繁的场景，这种单一方式的巡检效果不佳。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述背景技术提到的问题，提供一种能源站、园区用智能巡检设备及其自适应环境的方法。

2、为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种能源站、园区用智能巡检设备，该设备包括：信息采集模块、风险监测模块、环境监测模块和巡检规划模块；

3、信息采集模块通过与各类型传感器进行通信连接以获取区域信息、空间信息和各设备的位置，并据此进行虚拟建模得到能源站或者园区地图；依据地图将能源站或者园区划分为若干个区域，其中区域信息包括设备信息和环境信息；

4、风险监测模块基于区域内各设备的设备信息对设备的运行状态进行分析以提取设备的运行参数，其中运行参数包括热效应风险评估值和老化风险评估值；

5、环境监测模块基于区域内的环境信息对环境进行干扰分析以提取环境干扰值；

6、巡检规划模块通过各区域内的运行参数和环境干扰值进行综合分析以得到区域的巡检值，并据此进行巡检规划；其中巡检规划的具体步骤为：

7、步骤一：各区域均安装有巡检打卡装置，当巡检值大于设定的巡检阈值时，则将该区域记为巡检点，并控制巡检点处的巡检打卡装置的显示灯颜色为红色警示灯；由此可得能源站或园区内的各巡检点；

8、步骤二：依据各巡检点的对应的巡检值从大至小的顺序进行排序，选取其中巡检值最大的巡检点为目标巡检点；

9、步骤三：以目标巡检点为圆心，以固定距离为半径画圆得到目标巡检点的呼叫范围；获取指令以获取各巡检人员的位置，将处于呼叫范围内的巡检人员的移动端记为初步呼叫端；将初步呼叫人员的位置与目标巡检点的位置进行距离差值计算得到呼叫距离记为u1；

10、步骤四：获取各初步呼叫端的巡检次数以及每次巡检对应的巡检值和巡检时长，将巡检值vd和巡检时长x通过设定的公式进行计算得到每次巡检对应的巡检效能值xf，其中f1、f2分别为设定的比例系数，将初步呼叫端的各巡检次数对应的巡检效能值进行均值计算得到效能均值记为；

11、步骤五：获取各初步呼叫端的待巡检数量记为u2，并将其与呼叫距离u1、效能均值入设定的公式进行计算得到初步呼叫端的呼叫值uf，其中f3、f4、f5分别为设定的比例系数，选取其中呼叫值最大的初步呼叫端为目标呼叫端，并将目标巡检点的巡检任务分配至目标呼叫端，由此该目标呼叫端的待巡检数量增加一；

12、步骤六：重复上述步骤二至步骤五，直至将所有巡检点分配完毕；

13、步骤七：当巡检人员达到巡检点，并使用移动端靠近巡检点的巡检打卡装置进行感应签到，则记录此时刻为巡检开始时刻；当巡检人员完成巡检时，使用移动端靠近巡检点的巡检打卡装置进行感应签退，则记录此时刻为巡检结束时刻；由此该巡检人员的待巡检数量减一，且巡检次数累计增加一次，将巡检开始时刻和巡检结束时刻进行时间差值计算得到此次巡检的巡检时长，并将其更新至步骤四。

14、在一些实施例中，通过各区域内的运行参数和环境干扰值进行综合分析的具体过程为：

15、调取各区域于各采集时刻对应的热效应风险评估值lq、老化风险评估值hq和环境干扰值tpq，并将其通过设定的公式进行的得到各区域于各采集时刻对应的需求指数lpq，其中d1、d2、d3分别为设定的比例系数，q=1,2,3……q，q取值为正整数，q表示的是采集时刻的总数，q表示的是其中任意一个采集时刻的序号；

16、以时间为横坐标，以区域的需求指数为纵坐标构建需求指数随着时间变化曲线图；于各需求点处作曲线的切线，利用数据拟合计算得到各需求点处的切线导数记为yq；将大于零的切线导数进行求和计算得到需求单增度记为v1，并将小于零的切线导数进行求和并取绝对值计算得到需求单降度记为v2，利用设定的公式进行计算的得到区域的巡检值vd，其中d4、d5、d6分别为设定的比例系数。

17、在一些实施例中，对设备的运行状态进行分析以提取运行参数的具体过程为：

18、调取各采集时刻对应的设备信息，其中设备信息包括温度分布图、外观图像；基于设备的温度分布图对设备进行温度状态监测以得到热效应风险评估值；

19、基于设备的外观图像对设备进行老化状态监测以得到老化风险评估值。

20、在一些实施例中，温度状态监测的具体过程为：

21、401：设定设备各部位分别对应一个影响系数，将设备各部位与设定的所有部位进行比对以匹配到对应的影响系数记为si，其中i=1，2,3……i，i取值为正整数，i表示的是设备各部位的总数，i表示的是设备中任意一个部位的序号；

22、402：将设备的各部位进行放大处理以形成若干个像素格，直至像素格内只存在一种颜色值，识别像素格的颜色值记为hji，其中j=1,2,3……j，j取值为正整数，j表示的是各部位内像素格的总数量，j表示的是各部位内其中任意一个像素格的序号；对像素格的颜色值进行比较分析得到各部位的温度系数记为gai；

23、403：将各部位的所有像素格的颜色值进行均值计算得到各部位的颜色均值记为，通过设定的公式计算得到温度效应值ghi；其中a4、a5分别为设定的比例系数，其取值由本领域技术人员依据需要自行设定；

24、404：当温度效应值大于设定的效应阈值时，则将该部位记为热效应风险部位，该部位所属的设备记为热效应风险设备；识别区域内存在热效应风险设备的数量，并将热效应风险设备的热效应风险部位对应的温度效应值进行均值计算得到效应均值，再将效应均值和热效应风险设备的数量进行加权计算得到该区域关于设备的热效应风险评估值。

25、在一些实施例中，对像素格的颜色值进行比较分析的具体步骤为：

26、将像素格的颜色值与设定的色值区间进行比较分析以将颜色值对应的像素格分为高度热格、中度热格和低度热格；分别统计高度热格、中度热格和低度热格的数量，并将其分别记为g1i、g2i、g3i；

27、将高度热格的数量g1i、中度热格的数量g2i和低度热格的数量g3i代入设定的公式进行计算得到各部位的温度系数gai，其中a1、a2、a3分别为设定的比例系数，且a1＞a2＞a3＞0，其取值由本领域技术人员依据需要自行设定，具体的a1取值可以为2.722，a2取值可以为1.914，a3取值可以为1.047。

28、在一些实施例中，老化状态监测的具体过程为：

29、601：调取各采集时刻对应的外观图像，利用神经网络识别纹裂部位以及各纹裂对应的长度、腐蚀部位以及各腐蚀部位对应的腐蚀面积；

30、602：将外观图像中的各纹裂部位和各腐蚀部位对应的纹裂长和腐蚀面积分别进行纹裂程度和腐蚀程度分析得到纹裂系数和腐蚀系数，并将其分别记为rα和rβ；

31、603：设定不同的设备类型对应一个老化影响系数，提取设备类型并将其与设定的所有设备类型进行比对以匹配到对应的老化影响系数，并将其记为λ；

32、将外观图像中的各纹裂部位和各腐蚀部位对应的纹裂长度和腐蚀面积分别进行求和计算得到纹裂总长度和腐蚀总面积，并将其分别记为m1和m2；获取设备使用年限记为m3，利用设定的公式进行计算得到设备老化值mb，其中b7、b8、b9分别为设定的比例系数；

33、604：当设备老化值大于设定的老化阈值时，则将该设备记为老化风险设备；统计区域内存在老化风险设备的数量，并将各老化风险设备对应的设备老化值进行均值计算得到老化均值，再将老化均值和老化风险设备的数量进行加权计算得到该区域关于设备的老化风险评估值。

34、在一些实施例中，纹裂程度和腐蚀程度分析的具体过程为：

35、将各纹裂长度和设定的长度区间进行比较分析以将纹裂长度对应的纹裂部位分为一级纹裂、二级纹裂和三级纹裂，分别统计外观图像中存在的一级纹裂、二级纹裂和三级纹裂的数量，并将其分别记为r1、r2、r3，利用设定的公式进行计算得到外观图像对应的纹裂系数rα，其中b1、b2、b3分别为设定的比例系数，且b1＞b2＞b3＞0；并将其进行公式化计算分析得到纹裂系数；

36、同理，将各腐蚀面积和设定的面积区间进行比较分析以将腐蚀面积对应的腐蚀部位分为一级腐蚀、二级腐蚀和三级腐蚀，分别统计外观图像中存在的一级腐蚀、二级腐蚀和三级腐蚀的数量，并将其分别记为r4、r5和r6，利用设定的公式进行计算得到外观图像对应的纹裂系数rβ，其中b4、b5、b6分别为设定的比例系数，且b4＞b5＞b6＞0。

37、为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种能源站、园区用智能巡检设备的自适应环境的方法，该方法包括以下步骤：

38、step1：通过与各类型传感器进行通信连接获取区域信息、空间信息和各设备的位置，并据此进行虚拟建模得到能源站或者园区地图；依据地图将能源站或者园区划分为若干个区域，其中区域信息包括设备信息和环境信息；

39、step2：基于区域内各设备的设备信息对设备的运行状态进行分析以提取设备的运行参数，其中运行参数包括热效应风险评估值和老化风险评估值；

40、step3：基于区域内的环境信息对环境进行干扰分析以提取环境干扰值；

41、step4：通过各区域内的运行参数和环境干扰值进行综合分析以得到区域的巡检值，并据此进行巡检规划；其中巡检规划的具体步骤为：

42、步骤一：各区域均安装有巡检打卡装置，当巡检值大于设定的巡检阈值时，则将该区域记为巡检点，并控制巡检点处的巡检打卡装置的显示灯颜色为红色警示灯；由此可得能源站或园区内的各巡检点；

43、步骤二：依据各巡检点的对应的巡检值从大至小的顺序进行排序，选取其中巡检值最大的巡检点为目标巡检点；

44、步骤三：以目标巡检点为圆心，以固定距离为半径画圆得到目标巡检点的呼叫范围；获取指令以获取各巡检人员的位置，将处于呼叫范围内的巡检人员的移动端记为初步呼叫端；将初步呼叫人员的位置与目标巡检点的位置进行距离差值计算得到呼叫距离记为u1；

45、步骤四：获取各初步呼叫端的巡检次数以及每次巡检对应的巡检值和巡检时长，将巡检值vd和巡检时长x通过设定的公式进行计算得到每次巡检对应的巡检效能值xf，其中f1、f2分别为设定的比例系数，将初步呼叫端的各巡检次数对应的巡检效能值进行均值计算得到效能均值记为；

46、步骤五：获取各初步呼叫端的待巡检数量记为u2，并将其与呼叫距离u1、效能均值代入设定的公式进行计算得到初步呼叫端的呼叫值uf，其中f3、f4、f5分别为设定的比例系数，选取其中呼叫值最大的初步呼叫端为目标呼叫端，并将目标巡检点的巡检任务分配至目标呼叫端，由此该目标呼叫端的待巡检数量增加一；

47、步骤六：重复上述步骤二至步骤五，直至将所有巡检点分配完毕；

48、步骤七：当巡检人员达到巡检点，并使用移动端靠近巡检点的巡检打卡装置进行感应签到，则记录此时刻为巡检开始时刻；当巡检人员完成巡检时，使用移动端靠近巡检点的巡检打卡装置进行感应签退，则记录此时刻为巡检结束时刻；由此该巡检人员的待巡检数量减一，且巡检次数累计增加一次，将巡检开始时刻和巡检结束时刻进行时间差值计算得到此次巡检的巡检时长，并将其更新至步骤四。

49、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

50、1、通过红外热成像技术和外观图像的分析，能够准确评估各区域内各设备的热效应风险和老化程度，有助于提前发现设备可能存在的问题，预防设备因温度异常或老化而引发的安全隐患，进而减少事故发生的可能性；为后续实行智能巡检规划提供重要的数据依据；

51、2、通过分析环境信息包括湿度、温度和噪声振幅等因素，能够准确评估各区域环境对设备运行的干扰程度，为实现智能巡检规划提供数据支持；

52、3、通过综合分析运行参数和环境干扰值，能够动态调整巡检路线和优先级，确保巡检工作能够及时响应设备状况的变化，从而提高了巡检的灵活性和适应性；此外，通过计算巡检效能和呼叫值，能够优化巡检人员的分配，确保巡检资源得到最有效的利用，提高了巡检的资源分配效率；

53、综上所述，本发明实现了动态规划和实时响应，能够及时发现并处理设备问题，从而提高了设备的安全性和可靠性，减少了潜在的安全风险。