张永涛,于倩倩,肖智彬,孙秋芹,张轲,徐雯俐
ZHANG Yongtao,YU Qianqian,XIAO Zhibin,SUN Qiuqin,ZHANG Ke,XU Wenli

• 1:国网河南省电力公司周口供电公司
• 2:国网湖南省电力有限公司检修公司
• 3:湖南大学电气与信息工程学院
• 4:国网山西省电力公司晋城供电公司

摘要(Abstract)：

全局巡检路线优化是变电站巡检机器人完成巡检任务的基础工作,也是其核心技术之一。巡检路线优化可分为构造欧拉图和求解欧拉回路两部分。考虑到巡检机器人巡检路线图中度为奇数节点的组合规律以及现有优化算法的不足,采用枚举法对待配对节点进行匹配,并利用Fleury算法得到变电站全站全巡最佳路线。与分设备区进行巡检的原始巡视方案相比,优化后的巡视路线长度减少了18.3%。对于待配对节点较多的情形,先采用K-means聚类算法将奇度节点根据其所在空间位置进行聚类分析,再利用枚举法对待配对节点分区域进行匹配优化,并采用判优准则对上述优化结果进行验证。研究成果为变电站巡检机器人全局巡检路线优化提供了一种有效方法。
Global inspection route optimization, as the basic work of substation inspection robot to complete inspection tasks, is also one of its core technologies. The optimization of inspection route can be divided into two parts: constructing Euler diagram and solving Euler circuit. Taking into account the combination rule of the odd-numbered degree nodes in the patrol roadmap and the shortcomings of the existing optimization algorithms, this paper uses the enumeration method to match the nodes and uses the Fleury algorithm to get the optimal patrol route of substation. Compared with the original patrol route that sequentially inspects different equipment areas, the length of the optimized patrol route is reduced by 18.3%. For the situation where there are many nodes to be paired, this paper uses the K-means clustering algorithm to classify the nodes according to their locations and then uses the enumeration method to match and optimize the nodes in different regions sequentially. Finally, the matching results of the nodes are verified by the arbitration criterion. The research results provide an effective method for the optimization of the global inspection route of the substation inspection robot.

关键词(KeyWords)： 变电站;巡检机器人;巡视路线;节点配对;枚举法;聚类分析
substation;inspection robot;inspection route;node pairing;enumeration method;cluster analysis

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金资助项目（52077068）

作者(Author): 张永涛,于倩倩,肖智彬,孙秋芹,张轲,徐雯俐
ZHANG Yongtao,YU Qianqian,XIAO Zhibin,SUN Qiuqin,ZHANG Ke,XU Wenli

DOI: 10.19585/j.zjdl.202101002

参考文献(References)：

• [1]杨俊，黄礼华，张立平.变电站巡检机器人关键技术及其适用性研究[J].湖北电力，2017,41(1):20-24.
• [2]毛琛琳，张功望，刘毅.智能机器人巡检系统在变电站中的应用[J].电网与清洁能源，2009,25(9):30-32.
• [3]国网浙江省电力有限公司温州供电公司.变电站智能巡检机器人[M].北京：中国电力出版社，2019.
• [4]牛志华，石炎.巡检机器人在超特高压变电站的应用[J].山东电力技术，2018,45(6):74-77.
• [5]蔡焕青，邵瑰玮，胡霁，等.变电站巡检机器人应用现状和主要性能指标分析[J].电测与仪表，2017,54(14):117-123.
• [6]钱金菊，王柯，王锐，等.变电站智能机器人巡检任务规划[J].广东电力，2017,30(2):143-149.
• [7]尹琪，殷军，屠楚明，等.提升变电站机器人巡视作业率的方案探究[J].电力安全技术，2020,22(2):75-78.
• [8]彭向阳，金亮，王锐，等.变电站机器人智能巡检技术及应用效果[J].高压电器，2019,55(4):223-232.
• [9]王倩，王奉冲，谢云岩，等.特高压变电站智能机器人巡检方案优化研究[J].电工技术，2017(12):79-80.
• [10]冯正伟，孟宪华，黄浩林，等.变电站智能巡检机器人应用提升研究[J].浙江电力，2019,38(8):23-29.
• [11]彭光超.基于邮递员问题的深圳供电局变电站巡视路线研究[D].天津：天津大学，2013.
• [12]于洋洋.中国邮递员问题解决物流最优化方案的探索[J].内蒙古煤炭经济，2012(1):28-32.
• [13]汪海森，林耿，卓彩娥.中国邮递员问题的匹配算法[J].长江大学学报（自科版），2013,10(25):10-11.
• [14]张东翰，赵锐.快递员最优送货路线研究[J].商洛学院学报，2019,33(6):4-8.
• [15]王邦兆，陈永清，王海军，等.中国邮递员问题奇偶点图上作业法最优标准的商榷[J].价值工程，2018,37(36):258-259.
• [16]宋江华.变电站智能巡检机器人应用问题及解决方法[J].电力安全技术，2020,22(1):73-75.
• [17]徐炫东，池燕清，杜舒明.贝叶斯统计学习在变电站巡检图像预处理中的应用[J].广东电力，2020,33(9):138-146.
• [18]白利军，燕伯峰，郭东东，等.室内电力巡检机器人在智能配电站的应用[J].内蒙古电力技术，2020,38(3):67-69.
• [19]谢晓娜，刘曦，常政威，等.电力机器人的自主导航与视觉辅助定位融合方法[J].四川电力技术，2020,43(3):48-52.
• [20]谢林枫，蒋超，孙秋芹，等.基于AMC算法的变电站巡检机器人地图创建与定位[J].电力工程技术，2019,38(5):16-23.
• [21]韩军，马佳豪，李晓军，等.基于数据挖掘的变电站告警数据分析和巡检策略研究[J].电力大数据，2019,22(7):20-26.
• [22]胡金，韩东，刘静，等.多元信息集成巡检系统在电网设备故障处理时的辅助应用[J].内蒙古电力技术，2019,37(3):64-66.