隨著我國科學技術不斷發展，鐵路相關技術和水平也越來越受到人們的重視，當前，我國正處在一個自動化不斷發展和前進的時期，鐵路變配電所的無人值守化運行也成為了時代發展過程中的一個非常重要的趨勢，因為這種運行方式能夠節約變配電所電力生產過程中的人力、物力和財力投入，有效提升電力巡檢的管理效率。從實現方式上來分，目前主要有兩種：無人值守遠程視控系統、無人值守智能巡檢機器人。本文就這兩種無人值守運行方式，從設備自身特點、環境適應性、系統改造要求、巡檢實時性、系統功能、安全性、投資成本等方面進行分析，比較各自的優勢與不足。
1、巡檢速度
智能巡檢機器人無論是輪式、足式、履帶式、混合式，其平均行駛速度大約為1.5M/S，巡檢速度低于1.0M/S，以400個巡檢場景來算，運行一次完整的巡視作業大約需要3小時左右。
無人值守遠程視控系統采用智能高清球型、云臺型攝像機進行智能巡檢，每個場景之間的切換時間低于200毫秒，每個場景的巡檢時間可自定義長短，同樣以400個巡視場景、每個場景停留5秒來計算，完成一次變電所巡檢大約需要35分鐘。
2、續航時間
目前應用于供電系統的智能巡檢機器人均采用電池供電，受限于電池容量的因素，其續航時間普遍不高，有些機器人充滿電后甚至不能夠完成一次完整的巡視作業，需要二次充電后才能完成巡視任務。
無人值守遠程視控系統所有信息采集終端（包括溫濕度、煙霧、水浸、SF6等環境量監測設備；燈光、空調、風機等智能控制設備；IC卡/指紋/人臉識別門禁等身份識別設備；電子圍欄、紅外對射、聲光報警器等周界安防設備；智能高清監控攝像機、拾音器等智能巡視設備；紅外熱像儀、無線測溫儀等智能測溫設備）均使用集中供電，不存在續航時間的問題， 可以24小時全天候在線保障變電所的運行安全，隨時可對變配電所一次、二次設備進行巡視、巡檢、監測、監控、遠程遙控等。
3、環境適應性
智能巡檢機器人是以移動機器人作為載體，以可見光攝像機、紅外熱成像儀、及其它檢測儀器作為載荷系統，通過自動或人工兩種控制方式完成變電所內的巡視作業，當遇到雨雪、霧霾、臺風、大霧等惡劣天氣情況時，機器人在室外的巡檢效率有可能會降低，甚至完不成巡檢任務。（沿海地區經常會面臨臺風、雷暴等惡劣天氣的襲擾，機器人若是配重不夠，或是因風力、地形等原因有可能會發生傾倒、側翻等情況。）
無人值守遠程視控系統在室外部門采用紅外高清攝像機，在夜晚和光線較暗的情況下也能采集到高清圖像，IP66以上防護等級確保沙塵、雨天也能正常運行，攝像機內置散熱風扇和加熱器完成能夠滿足冬、夏季、高低溫環境下的正常運行，其它室外設備均采用固定安裝方式，按照相關規范、標準進行可靠安裝。
4、系統建設要求
智能巡檢機器人對變電所的地形要求比較高，變電所室內/外場地的坡度一般不能大于10°，智能巡檢機器人如果要進入室內，需要改造樓梯，需要拆除現有擋鼠板，需要將主控室/高壓室門改造成自動感應門，在感應到機器人靠近時自動打開相應大門，而對于地下線纜層的巡檢工作，就有些“力不從心”。
無人值守遠程視控系統不需要對變配電所內建筑設施進行改造，僅需要增加若干終端信息采集設備即可實現變電所的智能巡視、監測、遠程遙控等。甚至可以采用利舊、補強、對接的方式，對變電所即有設備加以利用、完善，最大程度的降低建設成本。
5、實時性、及時性
采用巡檢機器人進行變電所的無人值守，其部署數量一般不會大于2套。而每一套巡檢機器人因安裝空間、負載、電力驅動等性能原因，不會搭載過多的攝像機及其它傳感器，這就會導致以下幾個問題：
1)不能夠實現變電所全場景、24小時實時監測。
2)充電時無法進行巡檢：雖然巡視機器人已具備自動充電功能，但由于其充電樁位置固定，就必然會導致充電期間無法進行巡檢與監測。
3)監測A點時，無法了解B點情況：由于機器人搭建的攝像機及傳感器較少，而變電所內需要巡檢的場景卻非常多，當機器人在對A場景進行巡視時，遠程值守人員需要查看B場景的設備運行情況，此時，機器人要么不能完成場景切換，要么只能人工控制機器人前去指定的場景。
4)待機時無法快速奔赴監測點：機器人在非巡檢時間內（充電、維修、待機）無法對變電所設施進行監測。若調度中心值守人員需要查看某場景裝置運行情況，此時，機器人要么按預定的指令運動，要么通過人工控制到達現場，而無論哪種操作，在到達目標監測點時都會有個行走過程，考慮到機器人的行走速度，這必然會延長值守人員進行事件查看的時效性，不能夠及時查看指定場景。
5)設備維護、保養時間長，設備一旦停用，整個變電所將面臨無“人”值守的情況。
無人值守遠程視控系統，不論是哪一類終端傳感器，攝像機，均能夠實現變電所的全場景覆蓋，且設備24小時全天在線，能夠實現變電所的實時監測，多個場景之間快速切換。某一個設備出現故障，不會影響整個變電所的無人值守監測。
6、業務功能
無論是智能巡檢機器人還是遠程視控系統，其最終目標是要實現牽引變電所的無人值守，而要實現真正無人值守，就需要在功能上盡可能的豐富，業務上盡可能的覆蓋變電所的方方面面。
智能巡檢機器人主要具備智能巡檢、智能測溫、部分環境量（溫濕度、風力、聲音）監測等功能，對室外設備的外觀、運行狀態、主要部位的溫度進行監測，同時能夠生成相應的巡檢報告，但不能跟變電所其它子系統（諸如周界安防、門禁、對講、消防、風機、空調等）進行聯動。
而無人值守遠程視控系統，除了能夠實現機器人所具備的以上功能外，還可以實現:
1)溫濕度、煙感、水浸、SF6氣體泄露監測；
2)室外風力、聲音、降雨量、地震等環境監測；
3)室內燈光、風機、空調、窗簾等的遠程控制與智能聯動；
4)設備內部、屏柜內部設備遠程無線測溫；
5)周界安全防范及告警聯動：對變電所大門及圍墻進行防入侵監測，對非法入侵人員進行告警、警報/語音驅趕，并能夠聯動攝像機，攝像機自動對告警防區抓圖、智能跟蹤、行為分析、軌跡研判等。
6) 變電所進出人員身份識別及智能聯動：對變電所重要門進行監測和控制，對主控室、高壓室人員進出進行管理，實時監測各門的開關狀態，開門動作聯動攝像機抓拍；可實現系統遠程開門；可對變電所各門的進出記錄、人員信息等進行查詢、回溯。
7、安全性
智能巡檢機器人，無論是輪式、足式、履帶式、還是混合式，由于其具備自主行走的功能，在安全性方面，潛存著與變電所電力設施發生觸碰的可能性，尤其在機器人云臺升起的情況下：
1)設備、程序異常導致機器人失靈，存在與電力設施發生觸碰的可能；
2)系統基站異常導致機器人自動巡檢出錯，存在與電力設施發生觸碰的可能；
3)值守人員手動操作機器人時，網絡傳輸故障、操作命令延遲，存在與電力設施發生觸碰的可能；
而相對應的遠程視控系統在變電所無人值守安全性方面，具備以下特點：
1)不接觸、不干擾：系統前端信息采集設備采用固定式可靠安裝，與變電所一次、二次設備均保持有足夠安全的物理距離，不接觸變電所內主要設備；系統網絡信道與供電段指揮調度中心工作站采用獨立網段，不干擾鐵路通訊專網內其它業務系統的數據傳輸；段端控制平臺客戶端采用獨立工作站電腦，電腦內不安裝供電系統其它系統的應用程序，其軟件運行不干擾供電段其它業務系統的運行。
2)不對接、不影響：無人值守遠程視控系統原則上不與變電所現在正在運行的第三方系統進行對接，所有數據均來自本系統進行獨立采集，不影響變電所其它系統的正常運行。
3)只采集、不控制：系統在運行過程中，通過獨立建設的攝像機系統對變電所的音視頻、圖片進行采集；通過獨立建設的動環系統對變電所的環境量、告警信息等數據進行采集；通過獨立建設的門禁系統實現身份識別與管理，不對變電所一次、二次設備進行控制，不會干擾變電所電力設施的正常運行。
8、建設成本
目前市場推出的供電系統智能巡檢機器人系統，其建設成本主要分為：（1）供電段調度平臺成本、（2）變電所平臺成本、（3）場地改造成本、（4）機器人本體、（5）機器人搭配的終端設備成本。若要建設巡視機器人無人值守系統，除了段端平臺建設、所端平臺建設外，變電所建設必須要投入相當比例的資金進行場地建設及機器人采購，可自由搭配的傳感器部分僅占項目投資的一小部分資金，項目資金投入不夠多靈活。
無人值守遠程視控系統，其建設成本主要分為：（1）供電段調度平臺成本、（2）變電所平臺成本、（3）變電所各傳感器子系統模塊。要建設遠程視控無人值守系統，除了段端平臺建設、所端平臺建設外，其余資金完全可以根據變電所需求及資金情況，進行模塊化自由搭配，有選擇性的進行建設，而不必要一次性投入大量資金。
由上圖可以看出：在項目預算有限、資金不足的情況下，建設遠程視控無人值守系統，具有更大的靈活性。在供電段端平臺建設好的情況下，以變電所 150萬資金投入為例，若要進行機器人值守系統建設，有可能只能建設一個變電所；但若以遠程視控系統的功能模塊化方式進行，建設2個、甚至3個變電所都有可能。
公司簡介
廣州洪森科技有限公司作為一家國家級高新技術企業，專注于軌道交通行業的信息化智能化發展，在鐵路供電領域進行深耕細作的同時，通過深入分析鐵路牽引變配電所的運營現狀及業務需求，結合國家鐵總及廣鐵集團公司在變電所無人值守方面的相關標準、規程，憑借多年來在軌交行業智能化、信息化建設方面的經驗及自身技術優勢，推出有洪森牽引變電所無人值守遠程視控系統。
洪森牽引變電所無人值守遠程視控系統將原本傳統的人工巡視 、人工抄表升級為智能巡視、智能遠程監測、智能周界安防、智能身份識別、智能告警/故障診斷、智能輔助決策、智能運維，實現牽引變電所無人值守化運行。該系統能夠切實保障牽引變電所的供電安全與穩定，有效提升變電所運維效率，大大降低人員管理及設備維護成本。
該系統目前在國內多個高鐵、普鐵牽引變電所上線運行，并獲得了包括國家鐵路集團有限公司、18個鐵路局集團公司等在內的多級領導及客戶的廣泛一致好評。2018年，該系統順利通過了廣東省電子信息行業協會組織的新產品（技術）鑒定，認定系統處于國內先進水平。
結束語
隨著我國鐵路事業的不斷發展，傳統的鐵路變配電所值守方式已不能適應現代化的管理模式。隨著新技術、新設備、新工藝在變配電所中的應用，對巡視工具的使用和更新以及巡視人員的綜合能力提出了更高的要求，對部門管理方式也提出了新的挑戰。只有切實提高無人值守變配電所的巡視安全及效率，才能確保鐵路牽引供電的安全可靠運行。
洪森科技依靠在人工智能圖像處理領域的行業前沿優勢，充分把握市場機遇與挑戰，不斷注重探索和創新，努力踐行企業責任，致力于成為軌道交通項目的示范企業，加速推進軌道交通行業更科學、合理的應用實踐，為軌道交通行業信息化、智能化發展提供強有力的支撐。
