CN115297302B - 一种铁路变电所无人化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种铁路变电所无人化系统，包括：监控模块，用于对铁路变电所进行监控，确定监控数据；报警模块，用于对所述监控数据进行分析，并当所述铁路变电所中存在异常状况时，进行报警操作；运维管理模块，用于对所述监控数据以及报警操作进行运维管理。通过对铁路变电所进行无人监控，报警以及运维管理，实现了对铁路变电所设备全场景可视化监控，并实现数据交互，从而提高了对铁路变电所进行监控的智能性，准确性，以一个铁路变电所运维人员的角度作为一个整体来分析和处理数据，实现数据的高度统一。

Description

一种铁路变电所无人化系统
技术领域
本发明涉及铁路变电监控管理技术领域，特别涉及一种铁路变电所无人化系统。
背景技术
目前，目前国内外电力供电系统已进入无人化值守模式，变电所设备实现了远程监测及操作。随着铁路牵引供电行业用工、经济等深化改革，对与牵引变电所的无人化值守模式要求，越来越迫切。为实现无人化值守，必须能够实时监测感知现场设备运行情况；
然而，目前重点监测的重点都放集中在变压器、SF6开关及户内外高压设备、电力电缆等关键设备上，基本上实现对牵引变电所内主要核心设备的无人化管理，但作为牵引变电所辅助设备的环境监控、视频监控等辅助监控运行设备还没有实现无人化，主要原因是各种辅助监控子系统厂家较多，接口规约难以统一；
因此，为了克服上述弊端，本发明提供了一种铁路变电所无人化系统，通过对铁路变电所进行无人监控，报警以及运维管理，实现了对铁路变电所设备全场景可视化监控，并实现数据交互，从而提高了对铁路变电所进行监控的智能性，准确性，以一个铁路变电所运维人员的角度作为一个整体来分析和处理数据，实现数据的高度统一。
发明内容
本发明提供一种铁路变电所无人化系统，用以通过对铁路变电所进行无人监控，报警以及运维管理，实现了对铁路变电所设备全场景可视化监控，并实现数据交互，从而提高了对铁路变电所进行监控的智能性，准确性，以一个铁路变电所运维人员的角度作为一个整体来分析和处理数据，实现数据的高度统一。
一种铁路变电所无人化系统，包括：
监控模块，用于对铁路变电所进行监控，确定监控数据；
报警模块，用于对所述监控数据进行分析，并当所述铁路变电所中存在异常状况时，进行报警操作；
运维管理模块，用于对所述监控数据以及报警操作进行运维管理。
优选的，一种铁路变电所无人化系统，所述监控模块，包括：
视频监控单元，用于对所述铁路变电所的布局以及铁路变电所中的运行设备进行视频监控；
安全监控单元，用于对所述铁路变电所中的安防报警系统以及人脸门禁系统进行安全监控；
环境监控单元，用于基于目标传感器对所述铁路变电所的环境进行环境监控；
变压器监控单元，用于对所述铁路变电所的变压器进行变压器油色谱监控；
高压电缆监控单元，用于对所述铁路变电所中高压电缆进行在线监控；
机器人监控单元，用于对所述铁路变电所中的机器人的运行状态、网络连接状态以及机器人的工作数据进行监控。
优选的，一种铁路变电所无人化系统，所述安全监控单元，包括：
安防报警系统监控子单元，用于基于电子地图方式监控所述铁路变电所中的感应探头的工作状态；
人脸门禁监控子单元，用于实时监控门禁卡进出数据、刷卡时间、持卡人、刷卡状态以及门状态信息，并基于监控结果生成报表数据。
优选的，一种铁路变电所无人化系统，所述环境监控单元，包括：
气象检测子单元，用于监控所述铁路变电所的气象数据；
室内环境检测子单元，用于基于机器人以及设定传感器对所述铁路变电所的环境数据进行监控，其中，对所述环境数据中的温度数据进行采集，包括：第一采集方式、第二采集方式；
所述第一采集方式包括：基于机器人中的第一红外摄像头以及传感器对所述铁路变电所中的运行设备进行温度数据采集；
所述第二采集方式包括：基于在所述铁路变电所中的目标位置点安装第二红外摄像头，并基于所述第二红外摄像头在所述铁路变电所中进行拍摄，并基于拍摄结果输出所述铁路变电所的温度数据。
优选的，一种铁路变电所无人化系统，所述机器人监控单元，包括：
机器人状态监控子单元，用于对当前所述机器人的运行状态进行监控，并确定运行状态数据；
网络连接监控子单元，用于监控所述网络连接状态，其中，所述网络连接状态包括：站内服务器连接状态、机器人连接状态；
工作监控子单元，用于对所述机器人的工作过程进行监控，并确定所述机器人所监控的数据，其中，所述机器人所监控的数据包括：采集数据与巡检数据。
优选的，一种铁路变电所无人化系统，所述报警模块，包括：
设备报警单元，用于当所述铁路变电所中的运行设备中存在运行异常时，生成第一报警指令，并基于所述第一报警指令向用户终端进行第一报警操作，同时，生成第一报警信息；
火灾报警单元，用于当所述铁路变电所中出现火灾情况时，生成第二报警指令，基于所述第二报警指令向所述用户终端进行第二报警操作，并调取所述监控模块中的摄像装置实时获取所述铁路变电所中的视频画面，同时，生成第二报警信息；
报警管理单元，用于将所述第一报警信息与所述第二报警信息传输至所述运维管理模块进行数据处理。
优选的，一种铁路变电所无人化系统，所述运维管理模块，包括：
数据监控单元，用于基于物联网实时读取所述监控数据以及报警数据；
控制单元，用于基于读取结果向所述铁路变电所中的机器人发送工作控制指令，并基于所述控制指令控制所述机器人对所述铁路变电所进行监控；
显示单元，用于实时对所述监控数据以及所述报警数据进行可视化显示。
优选的，一种铁路变电所无人化系统，所述运维管理模块，还包括：
数据读取单元，用于对所述监控数据进行读取，并在所述监控数据中摘取对铁路变电所的运行设备进行监控的设备运行数据，并获取所述设备运行数据所对应的目标数据阈值；
临界区段获取单元，用于基于所述目标数据阈值设定数据临界区段，其中，所述数据临界区段的取值范围小于或等于所述目标数据阈值；
判断单元，用于当所述设备运行数据小于所述目标数据阈值时，将所述设备运行数据与所述数据临界区段进行比较，判断所述铁路变电所中是否存在运行不稳定的设备；
其中，当所述设备运行数据小于所述数据临界区段时，则判定所述铁路变电所中不存在运行不稳定的设备；
当所述监控数据在所述数据临界区段内时，则判定所述铁路变电所中存在运行不稳定的设备；
目标设备获取单元，用于当所述铁路变电所中的运行设备中存在运行不稳定设备时，基于所述设备运行数据锁定目标设备，其中，所述目标设备为所述铁路变电所的运行设备中存在运行不稳定的设备；
指令生成单元，用于获取目标设备的设备型号，并基于设备型号生成设备监控指令，同时，基于物联网将所述设备监控指令传输至所述铁路变电所中的机器人；
执行任务确定单元，用于基于所述机器人对所述设备监控指令进行读取，确定所述设备监控指令的指令关键词，同时，基于所述指令关键词生成关于所述机器人的执行任务；
定位单元，用于基于所述执行任务通过机器人对目标设备进行定位，并确定所述目标设备的位置数据；
位置点确认单元，用于将所述目标设备的位置数据作为结束位置点，同时，确定所述机器人的初始位置点，并基于所述机器人在所述初始位置点开始对所述铁路变电所进行障碍物扫描，并根据扫描结果确定障碍物的中间位置点；
地图生成单元，用于基于所述初始位置点、中间位置点以及结束位置点自动生成所述机器人到达所述目标设备的飞行地图；
路线确认单元，用于对所述飞行地图进行读取，并在所述飞行地图中选择最佳飞行路线，并基于所述最佳飞行路线控制所述机器人飞行至所述目标设备，对所述目标设备的运行状况进行数据采集。
优选的，一种铁路变电所无人化系统，所述路线确认单元，包括：
地图读取子单元，用于对所述飞行地图进行读取，确定所述飞行地图的地理分布特征，并基于所述飞行地图的地理分布特征，确定所述机器人飞行至所述目标设备的目标路线，其中，所述目标路线的条数等于或大于一条；
执行子单元，用于当所述目标路线只有一条时，则基于所述目标路线控制所述机器人飞行至所述目标设备，对所述目标设备的运行状况进行数据采集；
路线评估单元，用于当所述目标路线大于一条时，则获取路线评估因子，同时，基于所述评估因子对所述目标路线进行评估，确定评估分值；
最佳路线获取单元，用于摘取最大评估分值所对应的目标路线作为最佳飞行路线；
所述执行子单元，还用于所述目标路线大于一条时，基于所述最佳飞行路线控制所述机器人飞行至所述目标设备，对所述目标设备的运行状况进行数据采集。
优选的，一种铁路变电所无人化系统，所述运维管理模块，还包括：
数据收集区块构建单元，用于获取对所述铁路变电所进行监控的监控种类，并基于所述监控种类，分别构建数据收集区块；
监控数据读取单元，用于对所述监控数据进行读取，确定所述监控数据的数据类型，同时，将所述数据类型与所述监控种类进行匹配，并基于匹配结果将所述监控数据进行划分，获得子监控数据，并将所述子监控数据输入至与所述监控种类所对应的数据收集区块；
数据分析单元，用于在所述数据收集区块中，对所述子监控数据按照时间顺序进行分析，确定所述子监控数据的数据变化趋势；
学习网络生成单元，用于在所述数据变化趋势中确定所述数据变化趋势的转折点所对应的子目标监控数据，并将所述子目标监控数据作为样本数据在所述数据收集区块中进行数据学习，并基于学习结果生成关于所述数据收集区块中的子学习网络；
综合网络生成单元，用于将每一个子学习网络作为网络支路进行综合，生成关于所述监控数据的综合学习网络；
报警阈值获取单元，用于确定每一子监控数据中的报警阈值，并将所述报警阈值分别输入至所述综合学习网络中的目标网络支路；
网络更新单元，用于基于所述目标网络支路对所述报警阈值进行学习分析，并输出报警条件，并基于所述报警条件对所述综合学习网络进行更新；
分析单元，用于将所述监控数据输入至更新后的所述综合学习网络中进行综合分析，并输出所述铁路变电所的综合运行状态。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种铁路变电所无人化系统结构图。
图2为本发明实施例中安全监控单元结构图；
图3为本发明实施例中机器人监控单元结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
本实施例提供了一种铁路变电所无人化系统，如图1所示，包括：
监控模块，用于对铁路变电所进行监控，确定监控数据；
报警模块，用于对所述监控数据进行分析，并当所述铁路变电所中存在异常状况时，进行报警操作；
运维管理模块，用于对所述监控数据以及报警操作进行运维管理。
该实施例中，监控数据包括视频监控数据、安全监控数据、环境监控数据、变压器监控数据、高压电缆监控数据以及机器人监控数据。
该实施例中，对监控数据进行分析可以是基于大数据等方式确定监控阈值，并当监控数据不符合监控阈值时进行报警操作，其中，报警操作根据具体的监控类型确定的，可以是声光的形式在报警模块中进行显示。
该实施例中，铁路变电所中存在异常状况中包括两种异常状况，第一为铁路变电所的运行设备存在异常状况、第二为铁路变电所的
上述技术方案的有益效果是：通过对铁路变电所进行无人监控，报警以及运维管理，实现了对铁路变电所设备全场景可视化监控，并实现数据交互，从而提高了对铁路变电所进行监控的智能性，准确性，以一个铁路变电所运维人员的角度作为一个整体来分析和处理数据，实现数据的高度统一。
实施例2：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种铁路变电所无人化系统，所述监控模块，包括：
视频监控单元，用于对所述铁路变电所的布局以铁路变电所中的运行设备进行视频监控；
安全监控单元，用于对所述铁路变电所中的安防报警系统以及人脸门禁系统进行安全监控；
环境监控单元，用于基于目标传感器对所述铁路变电所的环境进行环境监控；
变压器监控单元，用于对所述铁路变电所的变压器进行变压器油色谱监控；
高压电缆监控单元，用于对所述铁路变电所中高压电缆进行在线监控；
机器人监控单元，用于对所述铁路变电所中的机器人的运行状态、网络连接状态以及机器人的工作数据进行监控。
该实施例中，铁路变电所的布局和及设备的视频监控方式，研究接口技术，通过接口对接摄像机api和红外监控api等后，通过安装监控摄像头实现对设备的实时拍摄监控，拍摄到的视频流信息传输到视频服务器，然后服务器通过rtsp视频流模式进行传输，从而能实时查看到监控摄像头查看的图像。
该实施例中，目标传感器包括：湿度传感器、温度传感器、红外传感器等。
该实施例中，研究牵引变电所的安防相关的需求点，研究安防设备的接口，通过该安防报警系统和人脸门禁系统接口，采集数据到平台后，数据融入系统。
该实施例中，研究牵引变电所需要在线测温的设备范围，研究红外在线测温的接口及数据采集技术，对采集后的数据进行分析和融入系统。
该实施例中，研究牵引变电所的变压器油色谱在线监测系统的接口和数据采集方式。通过Restful APi等形式获取油色谱系统采集对象的实时数据，历史数据等。
该实施例中，研究牵引变电所的高压电缆在线监测系统的接口和数据采集方式。
该实施例中，铁路变电所的机器人巡视系统的接口和数据采集方式，主要研究一是控制命令：任务下达、云台操作、移动、停止、获取机器人状态（充电中、巡视中、电量、续航状态、轮速、机器人温度、风速）、网络连接状态（站内服务器连接状态、机器人连接状态）和机器人上的可见光。二是红外图谱、声音、气体等的数据采集。通过机器人提供的接口集成机器人状态（续航状态、工作状态、位置数据、网络连接状态等数据）、采集数据（内置可见光、红外图谱、声音、气体传感器）、巡检数据（视频、图片、巡检路线等）。
上述技术方案的有益效果是：铁路变电所通过视频监控、变压器油色谱在线监测、电缆头在线测温以及安防，同时，加入了红外热成像测温、可视摄像、门禁、巡检机器人等在线监测系统，为确保无人化值守后相关设备安全可靠运行。
实施例3：
在实施例2的基础上，本实施例提供了一种铁路变电所无人化系统，如图2所示，所述安全监控单元，包括：
安防报警系统监控子单元，用于基于电子地图方式监控所述铁路变电所中的感应探头的工作状态；
人脸门禁监控子单元，用于实时监控门禁卡进出数据、刷卡时间、持卡人、刷卡状态以及门状态信息，并基于监控结果生成报表数据。
该实施例中，安防系统通过串口或网络通信协议进行互联，以电子地图方式管理所有的感应探头状态，并可配置为视频监控系统的联动，可以预设报警管理系统各感应点周围摄像机的动作；在接收到报警管理系统的报警信息后进行相应的联动；并及时进行报警，报警可以以声光的形式在系统主界面上显示。报警管理系统提供设备的故障信息，运行状态，报警信息给数据处理软件。
该实施例中，门禁管理系统采用WEBAPI或数据库共享建立与集成系统平台通讯。门禁系统的系统刷卡信息由IBMS系统整理后发送给中控系统，以使系统信息共享，可以实时显示刷卡进出数据，查询历史数据，刷卡时间、持卡人、刷卡地点、门状态等信息。自定义查询设置，生成报表数据。
上述技术方案的有益效果是：安防报警监控以及人脸门禁监控提高了对铁路变电所无人监控的安全性。
实施例4：
在实施例2的基础上，本实施例提供了一种铁路变电所无人化系统，所述环境监控单元，包括：
气象检测子单元，用于监控所述铁路变电所的气象数据；
室内环境检测子单元，用于基于机器人以及设定传感器对所述铁路变电所的环境数据进行监控，其中，对所述环境数据中的温度数据进行采集，包括：第一采集方式、第二采集方式；
所述第一采集方式包括：基于机器人中的第一红外摄像头以及传感器对所述铁路变电所中的运行设备进行温度数据采集；
所述第二采集方式包括：基于在所述铁路变电所中的目标位置点安装第二红外摄像头，并基于所述第二红外摄像头在所述铁路变电所中进行拍摄，并基于拍摄结果输出所述铁路变电所的温度数据。
该实施例中，气象数据可以是包括：气象中的风、雨、雷电等，有利于为雷雨季节的应急预案演练及事故预想提供依据。
该实施例中，环境数据可以是包括：铁路变电所的环境相关的要求，如湿度、温度和风速等。
上述技术方案的有益效果是：通过确定环境数据以及气象数据，从而有利于实现对铁路变电所环境信息的监控，不仅有利于给铁路变电所提供环境基础数据，也有利于为雷雨季节的应急预案演练及事故预想提供依据。
实施例5：
在实施例2的基础上，本实施例提供了一种铁路变电所无人化系统，所述机器人监控单元，如图3所示，包括：
机器人状态监控子单元，用于对当前所述机器人的运行状态进行监控，并确定运行状态数据；
网络连接监控子单元，用于监控所述网络连接状态，其中，所述网络连接状态包括：站内服务器连接状态、机器人连接状态；
工作监控子单元，用于对所述机器人的工作过程进行监控，并确定所述机器人所监控的数据，其中，所述机器人所监控的数据包括：采集数据与巡检数据。
该实施例中，采集数据可以是包括机器人内置可见光、红外图谱、声音、气体传感器等。
该实施例中，巡检数据可以是机器人的巡检视频、巡检图片以及巡检路线等。
该实施例中，运行状态数据可以是包括：机器人的充电中、巡视中、电量、续航状态、轮速、机器人温度、风速等。
上述技术方案的有益效果是：通过对机器人运行状态、网络连接状态、以及工作监控，实现对机器人的无人监控，进而提高了机器人工作状态的准确获取，从而也有利于实现对机器人的保护。
实施例6：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种铁路变电所无人化系统，其特征在于，所述报警模块，包括：
设备报警单元，用于当所述铁路变电所中的运行设备中存在运行异常时，生成第一报警指令，并基于所述第一报警指令向用户终端进行第一报警操作，同时，生成第一报警信息；
火灾报警单元，用于当所述铁路变电所中出现火灾情况时，生成第二报警指令，基于所述第二报警指令向所述用户终端进行第二报警操作，并调取所述监控模块中的摄像装置实时获取所述铁路变电所中的视频画面，同时，生成第二报警信息；
报警管理单元，用于将所述第一报警信息与所述第二报警信息传输至所述运维管理模块进行数据处理。
该实施例中，第一报警指令可以是当铁路变电所中的设备存在运行异常时生成的报警指令，且第一报警操作例如可以是通过铁路变电所无人化系统中的可视化场景中通过特效、音效以及弹窗预警提示告知。
该实施例中，第一报警信息可以是：报警时间、设备名称、故障等级、故障代码等信息。
该实施例中，第二报警指令可以是当铁路变电所中出现火灾情况时生成的指令，且第二报警操作可以是以声光的形式在系统的主界面进行显示。
该实施例中，第二报警信息可以是火灾发生的位置以及火势大小等信息。
上述技术方案的有益效果是：通过第一报警操作与第二报警操作可以让运维人员及时掌握铁路变电所的异常状况，且通过第一报警信息以及第二报警信息可以让运维人员及时掌握铁路变电所的具体异常信息，进而提高了铁路变电所无人监控的安全性，保障了铁路变电所的正常运行。
实施例7：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种铁路变电所无人化系统，所述运维管理模块，包括：
数据监控单元，用于基于物联网实时读取所述监控数据以及报警数据；
控制单元，用于基于读取结果向所述铁路变电所中的机器人发送工作控制指令，并基于所述控制指令控制所述机器人对所述铁路变电所进行监控；
显示单元，用于实时对所述监控数据以及所述报警数据进行可视化显示。
该实施例中，可视化显示是基于数字孪生三维可视化平台。
该实施例中，在铁路变电所无人系统中，设置三维场景，并在三维场景中点击设备，显示运行状态数据，同时可通过弹出按钮或交互行为，进入该设备或传感器的详细监测数据页面，一般数据来源于工控机或采集设备，根据设定的采集间隔时间，以分时列表或图表形式，展示实时采集的运行数据，记录采集时间，设备运行状态等信息。
上述技术方案的有益效果是：通过控制管理等方法有利于实现实时采集的运行数据、设备运行状态等信息，从而打造了虚实结合的数据孪生运用。
实施例8：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种铁路变电所无人化系统，所述运维管理模块，还包括：
数据读取单元，用于对所述监控数据进行读取，并在所述监控数据中摘取对铁路变电所中的运行设备进行监控的设备运行数据，并获取所述设备运行数据所对应的目标数据阈值；
临界区段获取单元，用于基于所述目标数据阈值设定数据临界区段，其中，所述数据临界区段的取值范围小于或等于所述目标数据阈值；
判断单元，用于当所述设备运行数据小于所述目标数据阈值时，将所述设备运行数据与所述数据临界区段进行比较，判断所述铁路变电所中的运行设备中是否存在运行不稳定的设备；
其中，当所述设备运行数据小于所述数据临界区段时，则判定所述铁路变电所中的运行设备中不存在运行不稳定的设备；
当所述监控数据在所述数据临界区段内时，则判定所述铁路变电所中的运行设备中存在运行不稳定的设备；
目标设备获取单元，用于当所述铁路变电所中的运行设备中存在运行不稳定设备时，基于所述设备运行数据锁定目标设备，其中，所述目标设备为所述铁路变电所的运行设备中存在运行不稳定的设备；
指令生成单元，用于获取目标设备的设备型号，并基于设备型号生成设备监控指令，同时，基于物联网将所述设备监控指令传输至所述铁路变电所中的机器人；
执行任务确定单元，用于基于所述机器人对所述设备监控指令进行读取，确定所述设备监控指令的指令关键词，同时，基于所述指令关键词生成关于所述机器人的执行任务；
定位单元，用于基于所述执行任务通过机器人对目标设备进行定位，并确定所述目标设备的位置数据；
位置点确认单元，用于将所述目标设备的位置数据作为结束位置点，同时，确定所述机器人的初始位置点，并基于所述机器人在所述初始位置点开始对所述铁路变电所进行障碍物扫描，并根据扫描结果确定障碍物的中间位置点；
地图生成单元，用于基于所述初始位置点、中间位置点以及结束位置点自动生成所述机器人到达所述目标设备的飞行地图；
路线确认单元，用于对所述飞行地图进行读取，并在所述飞行地图中选择最佳飞行路线，并基于所述最佳飞行路线控制所述机器人飞行至所述目标设备，对所述目标设备的运行状况进行数据采集。
该实施例中，由于监控数据中包含多类型的监控数据，如气象数据等，因此，需要在监控数据中摘取对设备监控的设备运行数据。
该实施例中，设备运行数据可以是包括：设备在运行监测时的功率值、温度值以及消耗能量，以及在对设备进行监控时，设备对应的设备型号等数据。
该实施例中，目标数据阈值可以是根据设备的性能确定的，如变压器的额定功率等。
该实施例中，数据临界区段可以是接近目标数据阈值且小于目标数据阈值的数值区间，例如可以是当目标数据阈值为10，则数据临界区段可以是（8，10]。
该实施例中，不稳定的设备可以是当设备运行数据在临界区段时的设备，此时，设备接近目标数据阈值，因此可能即将存在运行异常等状况。
该实施例中，设备监控指令可以是用来控制机器人对不稳定的设备进行监控的指令。
该实施例中，指令关键词可以是控制机器人要对设备进行监控的操作，如：定位目标设备，对目标设备中的具体部位进行监控，生成到达目标设备位置的路线等。
该实施例中，中间位置点可以是用来对障碍物的位置点，且障碍物可以是在目标设备与机器人中间除目标设备与机器人以外的物体。
该实施例中，最佳飞行路线可以是机器人飞行消耗最小，障碍物最少，拐弯最少的路线。
上述技术方案的有益效果是：通过确定数据临界区段，从而可以知道在铁路变电所中设备的运行是否存在不稳定状况，进而当存在不稳定状况时，确定目标设备的设备型号，进而生成设备监控指令控制机器人进行定位并选取最佳飞行路线对飞行至目标设备中进行监控，提高了数据交互的智能性，也提高了当设备运行不稳定时的及时了解，从而保障了设备的正常运行。
实施例9：
在实施例8的基础上，本实施例提供了一种铁路变电所无人化系统，所述路线确认单元，包括：
地图读取子单元，用于对所述飞行地图进行读取，确定所述飞行地图的地理分布特征，并基于所述飞行地图的地理分布特征，确定所述机器人飞行至所述目标设备的目标路线，其中，所述目标路线的条数等于或大于一条；
执行子单元，用于当所述目标路线只有一条时，则基于所述目标路线控制所述机器人飞行至所述目标设备，对所述目标设备的运行状况进行数据采集；
路线评估单元，用于当所述目标路线大于一条时，则获取路线评估因子，同时，基于所述评估因子对所述目标路线进行评估，确定评估分值；
最佳路线获取单元，用于摘取最大评估分值所对应的目标路线作为最佳飞行路线；
所述执行子单元，还用于所述目标路线大于一条时，基于所述最佳飞行路线控制所述机器人飞行至所述目标设备，对所述目标设备的运行状况进行数据采集。
该实施例中，地理分布特征可以是包括障碍物的地理分布情况。
该实施例中，评估因子可以是包括：如飞行消耗，障碍物的数量，拐弯的数量以及飞机执行的难易程度等。
上述技术方案的有益效果是：通过选取最佳飞行路线，从而提高了机器人飞行的效率，进而快速了解到目标设备的运行状况，提高了无人监控效率。
实施例10：
在实施例1的基础上，本发明提供了一种铁路变电所无人化系统，所述运维管理模块，还包括：
数据收集区块构建单元，用于获取对所述铁路变电所进行监控的监控种类，并基于所述监控种类，分别构建数据收集区块；
监控数据读取单元，用于对所述监控数据进行读取，确定所述监控数据的数据类型，同时，将所述数据类型与所述监控种类进行匹配，并基于匹配结果将所述监控数据进行划分，获得子监控数据，并将所述子监控数据输入至与所述监控种类所对应的数据收集区块；
数据分析单元，用于在所述数据收集区块中，对所述子监控数据按照时间顺序进行分析，确定所述子监控数据的数据变化趋势；
学习网络生成单元，用于在所述数据变化趋势中确定所述数据变化趋势的转折点所对应的子目标监控数据，并将所述子目标监控数据作为样本数据在所述数据收集区块中进行数据学习，并基于学习结果生成关于所述数据收集区块中的子学习网络；
综合网络生成单元，用于将每一个子学习网络作为网络支路进行综合，生成关于所述监控数据的综合学习网络；
报警阈值获取单元，用于确定每一子监控数据中的报警阈值，并将所述报警阈值分别输入至所述综合学习网络中的目标网络支路；
网络更新单元，用于基于所述目标网络支路对所述报警阈值进行学习分析，并输出报警条件，并基于所述报警条件对所述综合学习网络进行更新；
分析单元，用于将所述监控数据输入至更新后的所述综合学习网络中进行综合分析，并输出所述铁路变电所的综合运行状态。
该实施例中，监控种类可以是温度、湿度等监控种类。
该实施例中，数据收集区块可以是用于存储不同监控种类对应的监控数据。
该实施例中，数据类型可以是用于表征监控数据的类型，与监控种类相对应，且至少为一种。
该实施例中，子监控数据可以是将监控数据进行分类后，每一类对应的数据。
该实施例中，子目标监控数据可以是每一类监控数据中数值变化趋势发生明显变化的点，具体为数值骤降点以及数值骤升点。
该实施例中，子学习网络可以是用于对监控数据进行训练，从而确定各子监控数据的数据状态。
该实施例中，综合学习网络可以是将每个子学习网络进行综合后的得到的网络，用于对获取到的整体监控数据进行分析。
该实施例中，报警阈值可以是每一类子监控数据在达到一定数值时，会造成变电所中运行设备发生损坏或是异常情况时对应的具体取值。
该实施例中，目标网络支路与子学习网络相对应，分别用于对不同种类的数据进行分析处理。
该实施例中，报警条件可以是当每一类数据中存在数据取值达到报警阈值时，即达到报警要求。
该实施例中，综合运行状态可以是铁路变电所的运行状况，具体为是否良好或是否存在异常等。
上述技术方案的有益效果是：通过将不同监控种类对应的监控数据进行分类，且在分类后选取每一类监控数据的样本数据，实现对学习网络的构建，其次，通过确定每一类监控数据的报警阈值，并将报警阈值与学习网络相结合，实现对监控数据进行整体分析，最终得到铁路变电所的综合运行状态，确保了对铁路变电所运行状态分析的准确率，同时保障了铁路变电所的正常运行。
实施例11：
在实施例2的基础上，所述变压器监控单元，还包括：
变压器损耗监控子单元，用于监控所述铁路变电所中变压器的变压器损耗，并对所述铁路变电所中变压器的工作性能进行评估，具体过程为：
获取所述变压器铁芯的重量，并基于所述变压器铁芯的重量计算所述变压器的空载损耗；
Figure SMS_1
其中，
Figure SMS_2
表示所述变压器的空载损耗；/>
Figure SMS_3
表示所述变压器空载时的损耗影响系数，且取值范围为（1.2，1.5）；/>
Figure SMS_4
表示在所述变压器中对应于铁芯磁通密度的单位损耗；/>
Figure SMS_5
表示所述变压器铁芯的重量；
获取所述变压器绕组导线的总重量，并基于所述变压器绕组导线的总重量计算所述变压器的负载损耗；
Figure SMS_6
其中，
Figure SMS_8
表示所述变压器的负载损耗；/>
Figure SMS_10
表示所述变压器的负载系数，且与绕组导线材料有关，当所述绕组导线为铜线时，则/>
Figure SMS_12
取2.4，当所述绕组导线为铝线为，则/>
Figure SMS_9
取13.22；/>
Figure SMS_11
表示在/>
Figure SMS_13
时，所述变压器的绕组导线的电流密度；/>
Figure SMS_14
表示所述变压器绕组导线的总重量；/>
Figure SMS_7
表示放大倍数，且取值范围为（1.05，1.15）；
基于所述变压器的空载损耗与所述变压器的负载损耗，计算所述变压器的电能损耗；
Figure SMS_15
其中，
Figure SMS_18
表示所述电压器的电能损耗；/>
Figure SMS_19
表示所述变压器输出的有功电量；/>
Figure SMS_22
表示所述变压器输出的无功电量；/>
Figure SMS_17
表示平均电流；/>
Figure SMS_21
测量计时小时数；/>
Figure SMS_24
表示所述变压器的工作分接头电压；/>
Figure SMS_26
表示所述变压器工作时的日最大电流；/>
Figure SMS_16
表示对所述变压器工作时的日整点实测电流；/>
Figure SMS_20
表示当前时刻，且取值范围为（1，24），且/>
Figure SMS_23
，/>
Figure SMS_25
表示整数；
将所述变压器的电能损耗与基准电能损耗进行比较，判断所述变压器的工作性能；
当所述变压器的电能损耗小于所述基准电能损耗时，则判定所述变压器的工作性能优；
当所述变压器的电能损耗等于所述基准电能损耗时，则判定所述变压器的工作性能良；
否则，则判定所述变压器的工作性能差；
同时，当所述变压器的工作性能差时，基于所述变压器的电能损耗与所述基准电能损耗的差值生成优化因子，并基于所述优化因子对所述变压器的工作性能进行优化。
该实施例中，基准电能损耗可以是提前设定好的，用来衡量变压器的工作性能。
该实施例中，优化因子可以是用来对变压器的工作性能进行优化。
上述技术方案的有益效果是：通过确定变压器的空载损耗以及负载损耗，从而准确确定变压器的电能损耗，从而提高了对变压器工作性能进行评估的准确性以及监控的合理性，进而间接提高了铁路变电所中变压器的工作效率。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种铁路变电所无人化系统，其特征在于，包括：
监控模块，用于对铁路变电所进行监控，确定监控数据；
报警模块，用于对所述监控数据进行分析，并当所述铁路变电所中存在异常状况时，进行报警操作；
运维管理模块，用于对所述监控数据以及报警操作进行运维管理；
所述运维管理模块，包括：
数据收集区块构建单元，用于获取对所述铁路变电所进行监控的监控种类，并基于所述监控种类，分别构建数据收集区块；
监控数据读取单元，用于对所述监控数据进行读取，确定所述监控数据的数据类型，同时，将所述数据类型与所述监控种类进行匹配，并基于匹配结果将所述监控数据进行划分，获得子监控数据，并将所述子监控数据输入至与所述监控种类所对应的数据收集区块；
数据分析单元，用于在所述数据收集区块中，对所述子监控数据按照时间顺序进行分析，确定所述子监控数据的数据变化趋势；
学习网络生成单元，用于在所述数据变化趋势中确定所述数据变化趋势的转折点所对应的子目标监控数据，并将所述子目标监控数据作为样本数据在所述数据收集区块中进行数据学习，并基于学习结果生成关于所述数据收集区块中的子学习网络；
综合网络生成单元，用于将每一个子学习网络作为网络支路进行综合，生成关于所述监控数据的综合学习网络；
报警阈值获取单元，用于确定每一子监控数据中的报警阈值，并将所述报警阈值分别输入至所述综合学习网络中的目标网络支路；
网络更新单元，用于基于所述目标网络支路对所述报警阈值进行学习分析，并输出报警条件，并基于所述报警条件对所述综合学习网络进行更新；
分析单元，用于将所述监控数据输入至更新后的所述综合学习网络中进行综合分析，并输出所述铁路变电所的综合运行状态。
2.根据权利要求1所述的一种铁路变电所无人化系统，其特征在于，所述监控模块，包括：
视频监控单元，用于对所述铁路变电所的布局以及铁路变电所中的运行设备进行视频监控；
安全监控单元，用于对所述铁路变电所中的安防报警系统以及人脸门禁系统进行安全监控；
环境监控单元，用于基于目标传感器对所述铁路变电所的环境进行环境监控；
变压器监控单元，用于对所述铁路变电所的变压器进行变压器油色谱监控；
高压电缆监控单元，用于对所述铁路变电所中高压电缆进行在线监控；
机器人监控单元，用于对所述铁路变电所中的机器人的运行状态、网络连接状态以及机器人的工作数据进行监控。
3.根据权利要求2所述的一种铁路变电所无人化系统，其特征在于，所述安全监控单元，包括：
安防报警系统监控子单元，用于基于电子地图方式监控所述铁路变电所中的感应探头的工作状态；
人脸门禁监控子单元，用于实时监控门禁卡进出数据、刷卡时间、持卡人、刷卡状态以及门状态信息，并基于监控结果生成报表数据。
4.根据权利要求2所述的一种铁路变电所无人化系统，其特征在于，所述环境监控单元，包括：
气象检测子单元，用于监控所述铁路变电所的气象数据；
室内环境检测子单元，用于基于机器人以及设定传感器对所述铁路变电所的环境数据进行监控，其中，对所述环境数据中的温度数据进行采集，包括：第一采集方式、第二采集方式；
所述第一采集方式包括：基于机器人中的第一红外摄像头以及传感器对所述铁路变电所中的运行设备进行温度数据采集；
所述第二采集方式包括：基于在所述铁路变电所中的目标位置点安装第二红外摄像头，并基于所述第二红外摄像头在所述铁路变电所中进行拍摄，并基于拍摄结果输出所述铁路变电所的温度数据。
5.根据权利要求2所述的一种铁路变电所无人化系统，其特征在于，所述机器人监控单元，包括：
机器人状态监控子单元，用于对当前所述机器人的运行状态进行监控，并确定运行状态数据；
网络连接监控子单元，用于监控所述网络连接状态，其中，所述网络连接状态包括：站内服务器连接状态、机器人连接状态；
工作监控子单元，用于对所述机器人的工作过程进行监控，并确定所述机器人所监控的数据，其中，所述机器人所监控的数据包括：采集数据与巡检数据。
6.根据权利要求2所述的一种铁路变电所无人化系统，其特征在于，所述报警模块，包括：
设备报警单元，用于当所述铁路变电所中的运行设备中存在运行异常时，生成第一报警指令，并基于所述第一报警指令向用户终端进行第一报警操作，同时，生成第一报警信息；
火灾报警单元，用于当所述铁路变电所中出现火灾情况时，生成第二报警指令，基于所述第二报警指令向所述用户终端进行第二报警操作，并调取所述监控模块中的摄像装置实时获取所述铁路变电所中的视频画面，同时，生成第二报警信息；
报警管理单元，用于将所述第一报警信息与所述第二报警信息传输至所述运维管理模块进行数据处理。
7.根据权利要求1所述的一种铁路变电所无人化系统，其特征在于，所述运维管理模块，包括：
数据监控单元，用于基于物联网实时读取所述监控数据以及报警数据；
控制单元，用于基于读取结果向所述铁路变电所中的机器人发送工作控制指令，并基于所述控制指令控制所述机器人对所述铁路变电所进行监控；
显示单元，用于实时对所述监控数据以及所述报警数据进行可视化显示。
8.根据权利要求1所述的一种铁路变电所无人化系统，其特征在于，所述运维管理模块，还包括：
数据读取单元，用于对所述监控数据进行读取，并在所述监控数据中摘取对铁路变电所中的运行设备进行监控的设备运行数据，并获取所述设备运行数据所对应的目标数据阈值；
临界区段获取单元，用于基于所述目标数据阈值设定数据临界区段，其中，所述数据临界区段的取值范围小于或等于所述目标数据阈值；
判断单元，用于当所述设备运行数据小于所述目标数据阈值时，将所述设备运行数据与所述数据临界区段进行比较，判断所述铁路变电所中的运行设备中是否存在运行不稳定的设备；
其中，当所述设备运行数据小于所述数据临界区段时，则判定所述铁路变电所中的运行设备中不存在运行不稳定的设备；
当所述监控数据在所述数据临界区段内时，则判定所述铁路变电所中的运行设备中存在运行不稳定的设备；
目标设备获取单元，用于当所述铁路变电所中的运行设备中存在运行不稳定设备时，基于所述设备运行数据锁定目标设备，其中，所述目标设备为所述铁路变电所的运行设备中存在运行不稳定的设备；
指令生成单元，用于获取目标设备的设备型号，并基于设备型号生成设备监控指令，同时，基于物联网将所述设备监控指令传输至所述铁路变电所中的机器人；
执行任务确定单元，用于基于所述机器人对所述设备监控指令进行读取，确定所述设备监控指令的指令关键词，同时，基于所述指令关键词生成关于所述机器人的执行任务；
定位单元，用于基于所述执行任务通过机器人对目标设备进行定位，并确定所述目标设备的位置数据；
位置点确认单元，用于将所述目标设备的位置数据作为结束位置点，同时，确定所述机器人的初始位置点，并基于所述机器人在所述初始位置点开始对所述铁路变电所进行障碍物扫描，并根据扫描结果确定障碍物的中间位置点；
地图生成单元，用于基于所述初始位置点、中间位置点以及结束位置点自动生成所述机器人到达所述目标设备的飞行地图；
路线确认单元，用于对所述飞行地图进行读取，并在所述飞行地图中选择最佳飞行路线，并基于所述最佳飞行路线控制所述机器人飞行至所述目标设备，对所述目标设备的运行状况进行数据采集。
9.根据权利要求8所述的一种铁路变电所无人化系统，其特征在于，所述路线确认单元，包括：
地图读取子单元，用于对所述飞行地图进行读取，确定所述飞行地图的地理分布特征，并基于所述飞行地图的地理分布特征，确定所述机器人飞行至所述目标设备的目标路线，其中，所述目标路线的条数等于或大于一条；
执行子单元，用于当所述目标路线只有一条时，则基于所述目标路线控制所述机器人飞行至所述目标设备，对所述目标设备的运行状况进行数据采集；
路线评估单元，用于当所述目标路线大于一条时，则获取路线评估因子，同时，基于所述评估因子对所述目标路线进行评估，确定评估分值；
最佳路线获取单元，用于摘取最大评估分值所对应的目标路线作为最佳飞行路线；
所述执行子单元，还用于所述目标路线大于一条时，基于所述最佳飞行路线控制所述机器人飞行至所述目标设备，对所述目标设备的运行状况进行数据采集。
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