项目概述

项目背景

化工企业罐区汽车装卸栈台，承担罐区储罐与汽车罐车之间原料进厂、成品外运作业，包含环氧乙烷上装鹤管、各类介质下装口、鹤位紧急切断阀、拉断阀、气相回收管路、快速接头等关键设备。装卸栈台属于爆炸危险2 区，介质包含环氧乙烷（IIB 类爆炸性气体）、C4、丙烯等易燃易爆有毒危险化学品。

汽车罐车在各鹤位停靠，完成装车、卸车作业，上装口（罐车罐顶环氧乙烷进料对接位置）、下装口（罐车底部液相装卸快速接头）、鹤管密封面、软管、法兰接头为高频泄漏风险点。

图 企业现场照片

传统 “人工巡检 + 固定点气体探测器” 模式存在明显短板：固定式点式气体探测器只能监测探头周边局部位置，无法大范围可视化扫描；当泄漏位置距离探头较远时，无法第一时间发现早期泄漏；人工巡检巡检间隔长、容易出现漏检误检，巡检记录依靠纸质登记，数据滞后，难以满足汽车装卸栈台重大危险源 24 小时动态泄漏监测管控需求。

痛点分析

化工能源汽车装卸栈台介质包含环氧乙烷、丙烯、C4 等易燃易爆有毒介质，目前采用固定气体探测器 + 人工巡检的组合管控模式，受现场作业条件、介质特性、人员能力约束，存在如下核心痛点：

（1）人员安全风险突出

汽车装卸栈台属于爆炸危险 2 区，环氧乙烷具备毒性、易燃易爆特性。人工到栈台现场近距离巡检过程中暴露在高危作业环境，人员走动、工具摩擦、防护装备破损均会带来次生安全风险；上装口位置较高，人工观测需要登高；微量气体早期泄漏肉眼无法识别，隐患不能及时发现，隐性隐患长期累积极易引发燃爆、人员伤亡事故，现场安全管控长期处于被动状态。

（2）巡检效率与隐患识别能力不足

栈台鹤位数量多，罐车进出、装车作业不间断；人工无法做到 24h 不间断高频巡检，夜间、交接班成为巡检薄弱环节；传统点式气体传感器仅能监测探头局部，无法实现大范围可视化遥测；对于上装口、下装口微小泄漏、挥发性气云无法直观成像；仪表读数、阀门状态依靠人工肉眼读取，存在人为疏忽漏检风险。

（3）检测手段存在局限，数据传输滞后

现有固定式气体检测仪为点式检测，看不到气体云扩散过程，只能在气体扩散到探头位置后才报警，预警滞后；人工使用便携仪器现场检测，检测完成后回到中控再录入记录，数据上报存在时间差；无法留存泄漏现场图像、热成像证据，不利于事后回溯分析。

1. 缺少自动化的泄漏预判、数据统计能力

人工纸质台账分散，缺少时序化数据库；无法统计各鹤位泄漏频次、温度变化趋势；不能对鹤管接头、软管老化带来的潜在风险做趋势分析，不满足化工智能化、预测性运维管理要求。

系统总体设计与现场部署规划

系统架构与终端配置

总体架构

采用分层化、模块化的四层架构设计，实现各模块独立运行、协同联动，兼顾系统稳定性与扩展性。

图 系统架构

（1）终端感知层

以巡检机器人为核心，整合可见光、红外摄像机、气云成像摄像机等感知终端，实现现场设备状态与环境数据的全面采集。包含自动充电桩、轨道系统等配套辅助终端，为机器人运行与数据采集提供基础支撑。

（2）网络传输层

构建以工业无线局域网为主通信体系，实现机器人与后台平台的实时数据传输、指令交互。包含数据加密、网络隔离、权限管控等通信安全设计，保障数据传输的安全性与稳定性。

（3）平台层

构建标准化数据库，实现巡检视频、图像、传感器数据、识别结果、告警信息、设备状态数据的结构化存储与备份。提供数据清洗、特征提取、趋势分析等数据处理能力，为上层应用与AI算法提供数据支撑。

（4）交互层

搭建集实时监控、任务管理、AI识别、告警管理、报表分析、系统配置于一体的统一管理平台，实现巡检业务全流程数字化管控。提供可视化大屏、PC客户端等多终端访问能力，同时开放标准化API接口，支持与第三方系统的数据对接与功能联动。

设备清单

序号	名称		单位	数量	备注
1	巡检系统	防爆轨道式机器人	台	1	汽车装卸栈台使用；搭载防爆气云成像单元、可见光 + 红外双视云台；适配环氧乙烷等介质 IIB 爆炸气体环境
2		充电模块	套	1	防爆充电桩
3		通讯模块	套	若干	防爆AP组成局域网，含安装套件
4		防爆网络设备配电箱	台	若干	包含防爆箱体本体、POE供电模块、交换机、导轨式插座、工业光纤收发器、光纤收发器电源、辅材等。
6		轨道模块	米	若干	依据栈台鹤位实际跨度，悬挂安装于栈台顶部钢结构桥架，长度现场复核后确定
7		轨道悬挂吊件组件	根	若干	以3米一段安装估算，最终满足实际长度为准，数量可能略有增减
8	后台软硬件及算法	机器人控制系统	套	1	整体设备接入、任务调度、数据台账查询
9		系统服务器	台	1	满足现场算法需求，提供符合配置要求可由业主
10		AI算法	套	1	介质上、下装口位置识别、装卸车识别、气云成像泄漏识别、跑冒滴漏识别
11		电脑工作站	套	1	工作站+显示器
12	辅材	配套线缆	米	若干	电源线、光缆、网线，以满足现场需求为准
13	实施	安装调试	项	1	厂家负责指导安装
14	运输	运费	项	1	厂家负责运输

巡检设备部署规划

路径规划

轨道悬挂布置在汽车装卸栈台上方既有钢结构桥架，沿一排装车鹤位水平布置；机器人在全部鹤位上方往复巡航。

图 巡检路线示意图

方案概述

栈台部署1 台防爆轨道巡检机器人。 搭载设备：防爆气云成像单元、可见光 + 红外双视云台。

巡检路线：沿栈台桥架轨道水平往复行走，覆盖全部汽车装车鹤位。

重点巡检对象：

• 各鹤位上装口（环氧乙烷罐顶对接鹤管密封位置）；
• 各鹤位下装口（罐车底部液相快速接头、紧急切断阀）；
• 装卸鹤管、紧急拉断阀、气相回收管路、软管、法兰、阀门密封点；

巡检模式：

• 自动全线巡航模式：无罐车停靠装车时，机器人全线巡航扫描全部鹤位，按照预设巡检点位定点停留，云台向下俯扫各上装口、下装口，采集气云成像、可见光、红外热成像数据；
• 作业定点监测模式：当某鹤位有罐车停靠开展装车作业，可手动 / 任务配置，机器人移动至该鹤位上方定点持续监测该作业点位，重点监测装车过程泄漏风险；
• 人工遥控模式：中控人员可远程遥控机器人移动、调节云台角度，对可疑点位做复核确认。

巡检时长参考

轨道总长度根据现场鹤位数量确定；设置对应巡检点位，每个点位云台完成成像扫描；可配置巡检行走速度、每个点位停留观测时长，形成周期性巡检任务。机器人行走速度约0.2m/s，没各巡检点识别时间约50s。

巡检终端与系统功能

防爆轨道式巡检机器人系统

机器人本体

防爆轨道式智能巡检机器人，有主机模块、轨道系统、通信模块、定位模块，后台监控模块等组成。系统集成了七大核心智能监测功能：通过视觉算法实时识别、皮带的撕裂、跑偏、异物、温度异常等，自动检测人员安全帽佩戴合规性，并对现场环境进行精准分析；同时结合气体传感技术，专门针对可燃有毒气体进行全天候监测，从而构建起一套覆盖设备运行状态、人员行为规范及环境安全风险的全方位智能化管控体系。

图 机器人本体示意图

机器人本体特点：

• 防护要求：粉尘、气体、双重防爆
• 防爆等级：EXdDIIGT6Gb/EXdDIIBT4Gb
• 摄像头：配备防爆类高清摄像头和红外摄像头，用于可见光和夜视巡检，红外定点区域测温。
• 传感器：搭载防爆类气体检测传感器。
• 动力系统：电池驱动，具备自动返回充电功能。
• 通信模块：支持Wi-Fi、4G/5G无线通信等方式。
• 导航与避障系统：沿轨道行走、采用霍尔传感器+绝对值编码器+磁铁辅助定位，和超声波传感器，实现精准导航和自动避障。
• 巡检机器人性能参数

项目		技术指标
基本参数	机器人重量	≤45kg
	防爆等级	ExdbIICT6GB/EXdDIIBT4Gb
	防护等级	IP65
	设备尺寸	长654mm*宽344mm*507
	工作环境温度	-25℃～+50℃
	防腐处理	可满足
机器人电源	供电方式	电池
	电池电压	DC24V
运动参数	行走方式	轨道运行
	行走速度	0～1m/s
	默认巡检速度	0.3m/s
	转弯半径	水平转弯0.6米，垂直转弯2米
	爬坡能力	20°
	刹车距离	小于0.5米（最大速度紧急刹车）
通信系统	通信系统	WIFI无线组网通信系统/5g
	通讯速率	大于50Mbps/台
双视云台	云台类型	双视云台，带可见光相机及热成像仪
	转动类型	水平方向360°连续转动，垂直方向±90°转动
	转动速度	水平10°/s，垂直10°/s
	工作温度	-40℃至+60℃

机器人自主巡检能力

无人自主巡检

全自主例行巡检任务：

例行巡检是智能巡检机器人日常运维工作中最常见的应用模式。机器人搭载高清摄像机、红外热成像仪、拾音器、气体传感器、烟雾传感器、温湿度传感器等多种检测设备和检测手段，通过自主导航方式对化工装置区域设备的外观、撕裂、检查、温度诊断等工作，并对整体运行环境状态进行实时监测。并将巡检数据自动保存到系统后台，生成检测分析报告。

对比传统的人工例行巡检，机器人巡检不受高温、噪声等恶劣环境的影响，具有巡检频次高、巡检内容全面、工作量低、安全性可靠高的优势。

人工遥控巡检任务：

除机器人自动进行例行巡检外，还可以通过人工遥控巡检的方式对机器人进行实时遥控。该项应用模式适用于服务人员以及管理单位需要对某类设备的状态进行锁定与监测，尤其对于在机器人自主巡检过程中如检测到设备、环境状态异常并向服务人员告警时，服务人员可以在第一时间调用机器人快速到达设备现场位置，及时对现场设备进行查看并核实报警信息，以便迅速制定响应策略。

服务人员对机器人的遥控操作具有最大的操作优先级。系统进入遥控巡检模式后，机器人将中止正在执行的其他任务，按人工遥控指令实现机器人在可调速度下的前进、后退，云台的全方位旋转以及双视摄像机的镜头变倍调节，可保证系统在第一时间到达指定位置，获取设备与环境的状态数据与可视图像，提供后台进行决策指挥。

任务管理模块包括巡检任务管理。巡检任务管理主要功能就是灵活设置、执行和管理指定的巡检任务，包括全面巡检、定制巡检、定点检测、手动检测等多种任务类型，按要求生成任务报表，支持快速选点建立任务，可完成远程巡检任务的设置与发送操作。

（1）自定义巡检点规划

对巡检业务点进行规划，包括各个巡检点的位置，巡检点可以设置多个设备进行巡检，每个设备对应方向和高低，对应的标准设备的基本信息。

（2）自定义巡检路径规划

根据巡检类型，对巡检路径规划，选择设备的巡检顺序。

（3）自定义巡检计划管理

添加巡检计划，计划名称，开始时间、结束时间、巡检频率等。可选择巡检路径，做到巡检路径复用。增删查改导入导出功能。

（4）全面巡检

全部设备都需要巡检，频率可控，巡检任务管理包括任务启动、暂停、停止、一键返航。具备快速生成全面巡检任务功能，巡检内容包括表计、状态指示、接头温度、外观及辅助设施外观、站场运行环境等。

（5）例行巡检

每日高频率例行巡检，对关键设备进行巡检，巡检任务管理包括任务启动、暂停、停止、一键返航。

（6）特殊巡检-专项巡检

直接执行专项巡检任务:

测温：具备快速生成测温任务功能，巡检内容包括全部测温巡检点。

表计抄录：具备快速生成表计抄录任务功能，巡检内容包括全部对应表计。

智能避障与安全防撞

机器人装有激光雷达和超声波雷达，根据超声反射现象，内置微处理器采用中断方式完成测距计算，得到高精度测距结果，具有较高的实时响应能力，具备2.5米远的障碍物探测能力。在机器人运行过程中能够及时发现障碍物并做出相应动作。运行过程中，一旦发现前进方向2.5米内有障碍物即进行跟踪并发出警告，当障碍物进入0.5米范围内时则立即停车并告警，同时，配合结构上的柔性保护装置，以保障财产和人身安全。

图 机器人安全巡行示意图

智能充电功能

巡检任务结束时，机器人将自动驶向指定充电房/固定充电桩实现自动连接并实施充电。充电完成后，智能防爆机器人自动停止充电，待命或投入正常运行。整个充电过程完全实现自动化，无需人工干预。

1、机器人应具备自动返回充电桩充电，

2、自主充电方式应采用视觉+激光雷达定位结合的方式。

急停功能

机器人在本体显著位置安装红色急停按钮，符合工业安全标准（如IEC60204）。当发生紧急状况（如失控、碰撞、火情等）时，现场人员可手动按下急停按钮，机器人会立即切断动力电源，所有运动机构（行走电机、升降台、云台等）瞬间停止，并保持制动状态。急停触发后，机器人内部逻辑进入安全锁定模式，需手动旋转复位并重新上电或通过软件确认后才能恢复运行。急停状态应实时上报至后台系统。

充电保护

机器人在自主充电或手动充电过程中，底层控制系统和上位机软件共同设置充电保护阈值，防止电池过充。具体包括：

·充电阈值：电池电压或荷电状态达到设定上限（如100%SOC或单体电压4.2V）时，自动切断充电回路。

·保护机制：采用硬件与软件双重保护：BMS（电池管理系统）硬件切断充电MOS管，同时上位机监控到满充后下发停止充电指令。

·均衡充电：对于多串锂电池组，支持被动或主动均衡，防止单体过充。

·异常处理：若充电过程中温度超过安全阈值，立即中止充电并报警。

充电阈值可根据电池特性在后台配置，默认符合电池厂商推荐值。

网络通讯

机器人支持通过工业无线网络接入工厂局域网或互联网，实现与远程监控平台的双向数据交互。支持的通信方式包括：

·Wi-Fi：兼容2.4GHz/5GHz频段，支持802.11ac/ax，适用于室内或短距离高带宽场景。

·4G/5G：内置全网通模块，可接入运营商蜂窝网络，适用于室外或跨厂区的远程巡检，5G支持低延迟、高可靠传输。

·网络互联功能：机器人可上报实时视频、传感器数据、报警信息，并接收平台下发的任务指令、参数配置或固件升级包。通信协议支持MQTT、HTTP、WebSocket等，并可对接工厂的MES、DCS系统。

语音播报

机器人内置扬声器，可进行语音播报，用于提示操作、预警、通知或引导。功能特点：

·预置语音库：出厂内置常用语音提示，如“机器人开始巡检”“请避让”“正在充电”“发现异常”等。

·自定义内容：用户可通过后台软件上传自定义语音文件（MP3/WAV格式）或通过TTS（文本转语音）引擎生成动态语音内容。自定义内容支持中英文及多种语言。

·触发方式：可手动遥控触发、定时任务触发或由AI分析结果自动触发（如检测到未戴安全帽时播报“请佩戴安全帽”）。

·音量可调：支持远程调节音量，适应不同环境噪声等级。

双向语音

机器人配备高灵敏度麦克风与扬声器，结合无线通讯模块，实现现场与监控后台之间的全双工双向语音对讲。功能要求：

·音频采集：麦克风具备降噪和回声消除功能，保证在机器运转噪声下也能清晰拾音。

·音频播放：扬声器音量足够覆盖机器人周围5-10米范围，且不产生刺耳反馈。

·全双工传输：通过4G/5G或高带宽Wi-Fi实现实时双向通话，延迟低于300ms，支持像对讲机一样的自然对话。

·应用场景：后台调度员可向现场人员喊话指导，或现场人员通过机器人向后台报告情况；也可用于远程安全监护。

双向语音功能支持加密传输，防止窃听或干扰。

智能散热

机器人内部（尤其是电机驱动器、工控机、边缘计算模块等发热部件）集成温度传感器和主动散热装置（如风扇、散热片或半导体制冷片）。功能逻辑：

·温度监测：实时检测内部关键点温度（如CPU、电池组、驱动板）。

·阈值启动：当任意温度超过预设阈值（例如50℃或根据器件规格）时，自动启动散热风扇或增大风扇转速。

·分级散热：轻度超温低速散热，严重超温高速散热，并可能联动降低机器人性能（如限制速度或关闭非必要功能）。

·高温保护：若散热全开仍无法抑制温升达到二级阈值（如70℃），机器人应自动停止运动并上报过热故障，防止损坏。

·防爆设计：散热风扇必须采用防爆型或通过正压外壳等方式隔离火花，满足Ex认证要求。

场景AI智能检测与分析

跑冒滴漏识别

（1）多模态感知融合与智能图像预处理

防爆轨道式智能巡检机器人的跑冒滴漏识别功能，依托多模态感知与边缘AI算法，实现对管道、法兰、阀门等设备在易燃易爆环境下发生的液体或气体泄漏的自动化检测。在机器人按照预设路径自主导航至巡检点时，防爆云台自动调整姿态并触发多源同步采集：可见光相机用于捕捉液体泄漏形成的反光、湿痕、积液等表面特征；红外热成像仪则通过温度梯度差异定位高温蒸汽泄漏或低温介质泄漏区域；对于无色气体泄漏，部分机器人集成光学气体成像或激光吸收光谱模块，通过特定波段的红外吸收特征实现气云可视化。采集到的原始数据在机器人本体的边缘计算单元中进行实时预处理，包括基于惯性测量单元数据的电子稳像、自适应光照补偿、多光谱图像配准以及感兴趣区域提取，确保后续分析不受移动巡检过程中的抖动、光照变化或背景杂乱干扰。

（2）AI多模型协同识别与智能预警闭环

完成数据预处理后，系统利用预先训练的深度学习模型（卷积神经网络CNN）对预处理后的图像进行分析，识别出液体泄漏、冒出和滴漏现象。首先，采用改进的目标检测网络对图像中潜在的异常区域进行快速定位，区分正常设备表面与疑似泄漏区域；随后，利用语义分割模型对定位区域进行像素级解析，精确勾勒泄漏源的形态、扩散边界及面积，并结合红外热像图提供的温度分布特征，通过多模态特征融合算法判别泄漏介质的类型（液态或气态）及其相态变化。针对泄漏过程固有的时空连续性，系统引入时序分析模块，通过背景差分法结合光流场估计，分析连续帧间异常区域的运动模式与扩散速率，有效滤除因清洁、冷凝、阴影等造成的虚假信号。最终，融合多帧识别结果与历史背景模型，综合判定泄漏事件的发生、严重等级及动态趋势，并将识别结果连同精确的地理位置坐标，通过无线网络实时推送至远程监控平台，触发分级报警与维护工单。整个识别流程在边缘端闭环完成，实现了对跑冒滴漏从“发现”到“定位”再到“定性”的全自动化智能诊断。

图 设备跑冒滴漏检测

仪表读数智能识别

支持识别常见指针式表计（如压力表、温度表等）、常见数字表计（液晶表、数码表等）、指示灯、开关旋钮、压板、操作手柄等，无需手动设置仪表类型实现了机器人自动适配与识别，并利用机器人的自主移动提高表计识别率。

（1）多模态图像采集与智能预处理

机器人集成了高清可见光相机、热成像仪及自适应补光系统。当机器人通过3D激光SLAM导航到达预设巡检点时，其云台会自动调整俯仰和水平角度，并利用AI目标检测算法对视野中的仪表进行快速定位与锁定。随后，系统根据仪表的反光特性与现场光照条件，自动触发补光或切换至HDR成像模式，克服油污、水雾、逆光等干扰。采集到的图像会立即在机器人本体的边缘计算单元中进行预处理：包括去噪、对比度增强、透视校正和ROI裁剪。

（2）基于深度学习的双模态读数识别算法

系统使用改进的CRNN（卷积循环神经网络）结合CTC损失函数，直接对数字区域进行端到端的识别。该模型对断码、亮度不均、笔画缺失具有极强的鲁棒性，并能够区分小数点、负号和单位符号。对于数码管常见的频闪问题，机器人会自动调整相机曝光时间与LED刷新率同步，确保捕获到完整稳定的数字。两种模型均在防爆边缘计算盒中运行（算力可达10TOPS以上），单表识别时间小于100ms。

（3）识别结果的智能校验、报警与系统集成

AI识别出的原始读数并不会直接上报，而是经过一层智能校验与逻辑处理。系统内置了时间序列一致性校验：将当前读数与前N次的历史读数进行对比，若出现突跳（例如压力从1MPa瞬间跃升至10MPa），会触发二次确认机制——机器人原地重新拍摄并识别，排除运动模糊或镜面反光造成的误读。同时，利用同位置的红外热成像数据辅助判断仪表是否处于正常工作温度区间，交叉验证读数的可信度。

一旦读数超出预设的阈值（如“压力>1.2MPa”或“液位<10%”），机器人会立即执行三联动动作：1）发出本地声光报警（防爆型警灯）；2）通过4G/5G或Wi-Fi实时推送报警信息至远端监控平台（附带报警时刻的图像和识别结果）；3）将异常数据记录到区块链或本地黑匣子，实现不可篡改的追溯。

当巡检过程中检测到表计数据超出预设阈值或出现异常波动时，机器人内置的实时预警模块将立即触发声光报警，同步向机器人管控平台发送异常数据与定位信息。管控平台通过可视化界面实时展示巡检结果数据，以醒目标识标注异常点位，并生成详细的预警报告。用户可通过管控平台便捷查看巡检全流程数据，支持CSV、Excel等多格式数据导出，为工业设备的智能运维与决策分析提供坚实的数据支持。

图 表计仪表识别与分析

设备红外精准测温

红外热成像功能是通过检测物体表面的红外辐射来获取温度分布信息，帮助发现设备和设施的异常温度变化，从而预防故障和安全事故。在机器人巡检系统中，红外热成像功能可以用于设备、生产装置及周围环境的温度情况，提供更为精确和全面的巡检数据。

（1）硬件组成与精准成像

机器人搭载采用非制冷红外探测器的热成像仪，具备-20℃至550℃，甚至更宽的测温范围，足以覆盖绝大多数工业设备的运行温区。其热成像分辨率可达640×512，能清晰呈现设备表面的细微温差。

在实际工作中，机器人首先通过3D激光SLAM技术自主导航至预设的巡检点。到达后，防爆云台会自动调整俯仰和水平角度，精准对准管道法兰、储罐液位等关键被测部位。先进的机器人还支持“光声热”多源数据融合，将高清可见光图像与热成像画面进行像素级对齐，并利用自动变焦功能，确保在不同距离下都能捕获清晰、对焦准确的红外图像，为后续的精确测温奠定数据基础。

（2）AI算法与多维补偿模型

硬件采集到的原始数据会受到环境温度、大气湿度、测量距离以及被测物体自身发射率等多种因素的干扰，因此必须依靠复杂的AI算法和多维补偿模型进行修正。

1. AI目标识别与定位：系统首先运用深度学习算法，自动识别红外图像中的特定设备部件（如阀门、法兰），确保测温区域精确无误。
2. 多维补偿计算：在测得目标区域的原始辐射温度后，系统会实时调用环境传感器数据，根据现场的环境温度、大气湿度、探测距离以及预设的物体表面发射率，对原始数据进行修正。
3. 温度数据生成：经过上述补偿计算，系统最终输出一个准确、可靠的设备表面温度值，误差可控制在读数的±2%或±2℃以内。

（3）智能分析与预警联动

后台智能分析模块会实时接收温度数据，并与预设的“温度阈值”或设备的“历史运行温度曲线”进行动态比对。一旦发现设备温度异常升高或出现超温趋势，系统会立即启动预警联动机制。这包括在机器人本体发出本地声光报警，同时将报警信息、红外热图及可见光抓拍图片，通过4G/5G或Wi-Fi网络实时推送至远端监控平台。

所有测温数据都会被打上时间、位置标签，存入数据库，并自动生成包含温度趋势分析的可视化报表。这种从“感知-诊断-预警-处置”的闭环管理模式，实现了对设备热状态的预测性维护，将传统的事后抢修转变为事前预防，有效保障了高风险环境下的安全生产。

图 法兰红外监测

图 阀门红外监测

开关状态识别

（1）高精度图像采集与智能预处理

防爆轨道式智能巡检机器人搭载高分辨率可见光相机与防爆云台，在自主导航到达预设巡检点后，云台自动调整角度、俯仰与变焦，确保开关设备位于画面中央。针对机房、配电房等场景中开关尺寸小、状态变化细微的特点，机器人的视觉系统会进行图像增强预处理，包括色彩校正、对比度提升、去噪与反光抑制，以克服光照变化、设备遮挡等环境干扰。

（2）基于深度学习的AI识别算法与状态判别

对于扳手式开关，采用YOLO系列目标检测模型定位开关位置与类型，随后通过判断目标框的垂直高度与水平长度比例关系，结合图像分割技术分离开关把手与底座，利用直线拟合算法拟合出开关把手的实际指向角度，从而判定开关处于“开”或“关”状态。对于旋钮式或把手式开关，则采用基于注意力机制的改进SSD算法，通过嵌入卷积块注意力模块（CBAM），从通道和空间维度提取有效特征，抑制背景干扰，实现对两相把手式开关的高精度识别。

（3）智能分析与预警联动

机器人将识别结果与预设的正常状态基准值进行实时比对，一旦检测到开关位置异常（如误操作导致开关未到位）、状态不匹配或突变，立即触发本地声光报警，并通过Wi-Fi将报警信息、关联图像及识别结果推送至远程监控平台。所有识别数据均可自动生成巡检报表和趋势分析图表。同时，系统可结合历史识别记录进行设备运行状态的预测性分析，识别开关动作频率、卡滞趋势等隐患，推动安全管理从事后处置向事前预防升级，有效保障高危环境下的生产安全。

图 常见开关识别示意

设备外观缺陷检测

机器人配备高清摄像头，能够实时拍摄罐区的高清视频，记录设备和环境状况。摄像头具有广角镜头，能够覆盖更大的监控范围。

视频成像系统包含热成像相机、高清可见光相机、高精度云台。

云台为高速高精度云台，旋转速度最高为30°/s，可迅速找到目标位置，旋转角度水平方向为360度连续旋转，垂直方向为±90°，确保全视野无盲区。定位精度高，能准确捕捉预置位置的图像信息。

图 设备现场巡检图

环境安全监测

机器人配备多种传感器能够将所采集的视频和声音及结构化数据上传至本地监控后台，当通信网络故障时可将数据临时存储到机器人端，并在网络恢复后将数据上传到监控后台，确保数据不丢失。

在机器人系统软件后台中，气体传感器的数据带时间戳的原始值、状态位、处理后的值为数据存储、计算、校准，确保数据准确性，可以多种形式仪表盘、实时曲线、历史图表、地图可视化，直观展示，方便人员监控和回溯。可设置多级阈值告警、列表，主动发现问题，保障安全，提高响应速度，开放API接口、机器人控制指令、工单触发，数据驱动决策，实现自动化运维和智能响应。

（1）多种气体浓度检测（选配）

集成电化学或激光气体传感器，可检测CL₂等多种有毒有害及可燃气体浓度。

（2）环境温湿度监测（选配）

实时监测巡检区域的环境温度与相对湿度。

（3）烟雾、粉尘监测（选配）

检测环境中的烟雾浓度和PM2.5/PM10粉尘浓度。

图 环境监测

智能告警与闭环管理

（1）多级告警规则配置：支持用户自定义不同巡检项（如温度、气体浓度、仪表读数）的告警阈值，并可设置一般告警、严重告警等不同等级。

（2）告警信息多渠道推送：平台弹窗、语音播报、企业微信/短信通知等多渠道实时推送告警信息给相关责任人。

（3）告警处理流程闭环跟踪：系统记录告警的发现、确认、处置、复核全过程，形成闭环管理，支持对历史告警的查询与统计分析。

图 告警处理

智能管控平台

平台架构

平台技术架构

管理平台采用B/S微服务架构，支持Windows/国产化操作系统，明确服务器、工作站的最低硬件配置要求与软件运行环境。

采用模块化设计，拆分实时监控、任务管理、AI识别、告警管理、报表分析等核心功能模块，支持独立部署与灵活扩展。

国产化适配能力

管理平台适配国产化CPU、操作系统、数据库，满足企业国产化信创建设要求。同时支持国产化AI推理框架与算法模型部署，保障核心功能的国产化自主可控。

系统对接能力

系统基于Windows系统环境开发，具备综合看板管理、基础信息管理、巡检业务管理、实时预警管理、机器人管理、数据采集与分析和系统管理功能。

系统具备可扩展性，开放API接口，便于与其他管理系统对接，可接入其它业务系统并实现数据传输和系统联动，系统能够提供多种接口或工具，以便集成不同来源的工程信息，提供强大的数据采集和集成能力，工业标准支持OPC、BACNet、Modbus等协议；HTTP信息化接口支持WebAPI、WebService、XMPP等协议；物联网即时通讯协议支持MQTT等协议；数据库接口支持ODBC等标准。

方案优势

（1）大幅降低作业安全风险，替代人工进入高危场景：系统可完成石油罐区区域的巡检作业，替代人工进有毒有害等高危点位，从根源上规避人员中毒、爆炸、高空坠落等安全隐患，解决人工巡检的防护与操作风险问题。

（2）实现全天候不间断巡检，提升巡检效率与覆盖度：机器人突破人工体力、精力限制，可24小时无间断自主巡检，弥补夜间、节假日等巡检薄弱环节；通过防爆轨道式机器人搭配定点监控的复合型体系，实现巡检全域无死角覆盖，单轮巡检效率远高于人工。

（3）AI智能识别+多传感器融合，提升巡检精准度：搭载自主知识产权的CNN卷积神经网络AI算法，可自动适配识别跑冒滴漏、仪器仪表、罐体温度、管道情况等隐蔽隐患；融合红外热成像、气体检测等多类传感器，实现设备状态、气体浓度等多维度数据精准采集，避免人工读数的视觉误差、疏忽漏判等问题。

（4）机器人全自主化运行，实现无人值守管理：机器人具备自主避障、巡检路线动态调整功能，搭配无线充电技术，无需人工插拔电线，允许位置误差，无电火花产生，适配防爆环境；可自定义巡检点、路径、计划，支持全自主例行巡检与人工遥控应急巡检，遥控操作具备最高优先级，满足日常运维与应急处置双重需求。

（5）数据全流程闭环管理，支撑科学决策：系统实现巡检数据的实时采集、传输、存储，本地+云端双重存储保障数据安全，支持历史数据查询与回溯；可自动生成多格式巡检报告，通过可视化平台进行数据分析、趋势研判，异常数据实时告警并推送至相关人员，实现“采集-分析-告警-处理-归档”的全流程闭环管理，为设备智能运维与企业安全生产决策提供坚实数据支撑。