2025（第十届）变电智能运检创新发展大会：“立体协同+智能驱动”-变电智巡解决方案

“立体协同+智能驱动

”---变电智巡解决方案讲解人：北京四方继保工程技术有限公司变电站智能巡视产品经理--石元2025/8/25北京四方继保工程技术有眼公司BEJING

SI

FANG

ENGINEERING

CO.

,LTD.密级：

□核心商密□普通商密

□对内公开

■对外公开目录/CONTENTS北京四方继保工程技术有限公司01

背景与解决思路03

典型案例02

立体智巡关键技术

四方BEJING

SIFANG

ENGINEERING

CO.

,LTD.背景与解决思路14

提前预警难，设备早期隐患不易发现人工巡检难以及时发现设备早期隐患，导致设备发生故障，传统巡检模式缺乏预测性维护手段，无法提前预知设备潜在问题，影响电力供应可靠性。单一巡视模式下，摄像机维护工作量大随着变电站设备数量增加，人工巡检工作量和运维成本不断攀升，且在单一摄像机巡检模式下，摄像机数量众多，在厂区内部施工安装不便，设备维护工作量大、成本高。人工巡检空间受限传统人工巡检依赖肉眼观察，高空设备巡检存在较大盲区，巡视范围受限。且人工巡检受天气、时间等因素影响大，难以实现全天候、无死角巡视。变电站传统巡视模式下，巡视空间、安全性、经济效益等方面存在多重挑战，局限性较多1.1

传统巡检模式困境

四方5场区固定维度红外及可见光全方位监测

摄像机巡视高、中、低空维度无人机从空中检测设备状态

无人机巡视机器人检测二次设备状态

机器人巡视构建“高清视频+无人机+机器人

”全方位智能巡视新模式，实现全方位监控，为班组减负1.2

解决思路

四方变电站室内维度6系统框架图（单站型）基于单站、区域巡视系统架构，进一步构建立体巡视解决方案系统框架图（区域型）1.3

立体巡视依据

四方变电站区域智能巡视系统7无人机、机器人、摄像机协同作业：开展“

室内外

+

空天地

”联合巡视联合巡视

系统集成功能应用多翼无人机空中巡检简易机器人室内巡检高清摄像机场区巡检三相比对静默监视实时监视智能联动运维统计……1.4

立体巡视方案概述

四方立体智巡关键技术291.

自主飞行，根据任务计划自动采集数据并回传，无需人工干预飞行。2.有效检测，搭载高清检测镜头，充电能够在25分钟充至90%，飞行器有效作业时间30分钟左右。3.信息安全，私有化部署，接入立体巡视系统进行统一管理控制。4.无线组网，通过对频方式实现飞行器与机场无线连接。5.一体化部署，整机重约34KG，空间占用不足1㎡

，可轻松安装。突破传统单一巡检模式，提升设备状态感知与行动效能应用优势

无人机适配多翼飞行器、多种型号机场适配2.1无人机

四方10无人机航线自动规划航线规划，在线建立巡视点位，无人机巡视点位模型主动同步至巡视系统，根据运维需要可灵活挑选巡视点，巡视系统即时生成安全航线。相较人工规划，航线规划效率提升60%

创建变电站三维模型三维建模，高精度采集变电站设备坐标信息，观测点位可离线标定。且航点标注过程中，支持红外、可见光的观测范围同时预览，避免航线重复规划，有效提升巡视效率。建立变电站三维虚拟交互模型，快速标注航点，基于上云API开发航线管理，即时生成巡视航线2.2

无人机-变电站三维建模与航线标定

四方11航线安全设计安全飞行，针对不同电压等级的飞行作业区域，智能识别空间安全性并自动规划路径，避免因离带电设备过近而产生炸机风险。

气象约束气象约束，建立作业过程气象安全约束机制，对自主飞行作业提供安全可信的约束条件，避免因人工误判天气而导致的飞行安全事故。基于机场微气象，约束极端飞行任务；采用安全检测算法，

自动识别碰撞区域并可视化飞行路线2.3

无人机-气象分析与安全预警

四方121.全屏采集：采用多颗1600W像素高清摄像头，高精度完整采集屏柜信息。2.路径规划：基于激光雷达技术实现精确定位与自主导航，具备避障、爬坡、防碰撞等功能，灵活应对小室道路环境。3.差速驱动：底盘配置差速驱动结构，可满足室内复杂移动巡视需求，覆

盖更多的巡视点位。4.模块化设计：结构化设计，满足24小时全天候巡视需求。5.安装便利：机器人本体的底盘尺寸435mm

×405mm

(长×宽)

，重量42.5kg。减少非必要运动部件，优化机器人结构，实现经济简易应用目标变电室内简易机器人开发四方CSN-63-SSR简易机器人应用优势2.4

简易机器人

四方13机器人拍照取样激光导航定位，构建巡视地图，设定屏柜独立巡视坐标，实现高精度定位导航激光扫描屏柜坐标信息，向上级系统同步屏柜坐标数据。针对巡视系统给出的巡视任务，机器人自动规划作业路径，极大提高作业效率。2.5

简易机器人-路径规划及定点巡视摄像头分段拍摄屏柜，巡视点位分类更细，巡视任务下达更精准，设备巡视拍照精度更高，实现指哪巡哪。02

定点巡视01

路径规划

四方室内地图扫描14l极窄边框屏柜，提升巡检范围：常规屏柜柜门较宽，易遮挡把手、按钮等设备部件。采用极窄边框柜门，提升透明玻璃面积，可大幅提升二次设备装置可视化范围。l硬压板状态监测，减少运维工作量：对二次设备室进行硬压板状态监视，对压板状态与设定状态是否一致进行检查，确保硬压板投退正常，替代人工专项巡查。拓展可视化范围，采集硬压板状态，为巡视人员提供有效的便利支持，提升变电站巡检效率2.6

简易机器人-屏柜优化及二次硬压板监测巡视任务创建/执行巡视结果汇总输出屏柜玻璃边框优化装置可视化范围

提升30%

四方15AI

算法优化样本收集标注算法模型更新进行动态参数匹配、克服算法识别不准确问题，加大典型缺陷场景的专项技术研究自动识别表计读数、检测发热点、异物入侵等。提升设备运行的稳定性和可靠性。满足设备在各种场景环境下的缺陷识别精度。监控和收集现场调试数据，

自动标注样本数据框，持续优化和升级系统。同时参与国网变电专业智能实用化提升工作。自主研发一体化训练平台，为算法的探索更新，实验和验证平台提供模型训练环境，支持站端智能巡视模型自动训练。2.7

算法调优专项研究

四方16类别参照素材原图像生成图像表计表盘模糊毛玻璃表计表盘破损破损玻璃观察窗模糊毛玻璃充分利用已有素材样本进行训练，大幅度提升巡视系统缺陷识别准确率巡视系统融合图像增强处理、基于对抗网络图像生成、模型迁移学习技术，生成复合样本。同时，立体巡视系统提供单类算法识别效果验证功能。

解决方案

缺陷样本或目标状态样本少、缺陷特征多变，难以统一描述，训练难度大2.8

样本复合生成技术

四方自然图像生成图像17

.

95.45

63.38

13.33

克服表计类型多样等干扰因素，准确识别各类变电站仪表，优化效果显著变电站表计类型多样，包括单指针表、多指针表、数字表、指针数字混合表、油位计等，存在颜色变化、外观变化、拍摄角度多变、反光等痛点。基于深度学习目标检测与传统图像处理相结合的方法进行指针仪表自动识别，包括克服光照、拍摄角度畸变、多类型等问题，提升算法配置效率及识别准确率。

解决方案

仪表表盘自动定位指针与刻度

线区域识别表计读数计算XXX站表计读数准确率（%）

优化前

优化后97

18

100

1002.9

免配置表计识别

四方六氟化硫

泄露电流表

油温表

油温计1009080706050403020100

.

36367618判断拍摄图片是否处于原始位置，

自动对偏移的图像进行识别，避免预置位偏移的影响通过改进SIFT算法图像纠偏技术，实现旋转、光照、噪声等多因素干扰的偏差图像自动纠偏，纠偏效果在传统算法90.23%基础上提升了1.94%，同时，立体巡视系统还开发了基于相机PTZ参数的预置位纠偏功能。

解决方案

预先设定的预置位发生偏移，

导致摄像机图像采集偏差，影响设备部件状态识别结果2.10

图像纠偏及预置位纠偏1

生成关键描述子3

匹配图像4

校准图像2

提取特征点

四方3典型案例20无人机、机器人、高清摄像机协同作业，实现变电站全方位综合巡视综合立体巡视任务管理无人机空中巡视解决设备顶部空间巡检难题，简易机器人深入小室内部拍照，摄像机专注场区设备状态变3.1

立体联合巡视

四方化21

无人机通过实时传输高空影像数据，可快速覆盖避雷针、设备构架、高跨引流线等受传统人工巡检视野和空间限制的设备。

红外测温采用测温矫正算法

，采集设备真实温度

，减少测温距离影响

，红外测温为故障定位和原因分析提供更准确的依据。立体巡视画面的多维度展示

立体巡视任务监视画面

3.2

立体巡视任务监控01

无人机空中巡视

四方22立体巡视画面的多维度展示3.2

立体巡视任务监控

四方02

机器人继保小室巡视

03

摄像机变电站场区巡视简易机器人承担继保室二次设备运行状态、压板、装置指示灯状取样工作，图片回传数据至巡视系统，保障业务运行可靠性与准确性。固定摄像机负责仪表盘智能读数、设备状态识别，同时采用红外及外观检查，联合无人机，对大型充油设备形成多方位状态监测。23支持按设备类型、不同现场需求配置生成定制报表，报表排版格式灵活。当前根据运行巡视需求，制定专项巡视任务卡，巡视结果可自动填充至巡视任务卡中，巡视汇报工作效率提升80%3.3

巡视结果报告及巡视任务卡定制巡视任务卡巡检任务审核完成后自动生成巡视报告

四方XXX24建设“旗帜

”

工程，深化变电站智能化运维应用

减少巡视点位维护工作量空中补点增强，完成变电站无死角立体化巡视，覆盖约3000个巡视点位通过趋势预警分析、智能算法分析，提前发现设安全问题和潜在隐患，减少设设备故障发生的概率现场识别所用变架构鸟巢无人机的应用，替代部分摄像头，降低建设成本，缩短建设周期摄像机数量下降超50%，巡视设备维护工作量大幅减小3.4

应用成效

四方设备参数趋势预警分析某线路SF6压力低告警某线路C相

SF6表盘破损

提高点位覆盖率

降低建设成本所用变外观生锈

四方

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