水电站设备检修路径规划方法、检修方案规划方法及系统

摘要

本发明公开了一种水电站设备检修路径规划方法、检修方案规划方法及系统，根据量化的更换设备或工器具体积、量化的设备检修操作空间参数、量化的工作室到检修设备处路径的方便度、工作室到检修设备处的路径长度，计算任意一条检修路径的权值；比较所有检修路径的权值，以权值最高的路径为最终的检修路径。本发明通过检修路径的合理规划，避免了厂房设备检修过程中出现碰撞，使检修工作便捷通畅，进而提高检修效率。

说明书

技术领域

本发明涉及水电站设备检修领域，特别是一种水电站设备检修路径规划方法、检修方案规划方法及系统。

背景技术

水电厂等大型基础设施的厂房工艺设备、土建结构、电缆桥架等所有相关内容的综合布置复杂，影响设备检修过程的高效实施。现有技术涉及设备运行检修方案规划方法及系统部分的研究如下：

发明专利申请CN115439007A公开了基于工业互联网的水电状态检修系统，属于工业生产水电检修技术领域，包括规划模块、检测模块、维修模块和服务器；规划模块用于规划厂区内的水电检测；检测模块用于对工厂内的水电进行实时检测，获取当前的水电分布信息图，基于获得的水电分布信息图建立对应的监控模型，实时获取水电采集数据，将获得的水电采集数据输入到监控模型中，并进行实时数据分析，获得检测结果，在监控模型中标记对应需要维修的部位，并生成对应的维修信息，将维修部位和维修信息整合为检测数据发送给维修模块；维修模块用于派遣维修人员进行维修，建立维修人员信息库，获取检测数据，根据获得的检测数据从维修人员信息库中匹配符合要求的维修人员。

发明专利CN110866614B公开了一种基于GSP的智能变电站自动化设备透明运维方法及系统，其利用GSP技术实现在同一平台上对自动化设备的统一运维，改变当前自动化设备通过多套工具进行运维的现状，降低智能变电站全寿命周期内的运维成本。

发明专利申请CN114021779A公开了一种优化水电站设备检修工序的方法，主要用于优化水电站设备检修拆卸过程中人力物力资源的合理分配。其包括如下步骤：建立设备的三维模型；利用有向图建立设备零件之间的优先关系，并转换成计算机能够处理的数学矩阵；定义设备零件的拆卸信息，包括零件的中心坐标、拆卸方向和拆卸工具；以方向变化、工具更换和移动距离为评价指标，建立目标函数；使用离散引力搜索算法进行工序优化。

然而上述发明专利申请CN115439007A缺乏对工作人员检修路径、检修过程、设备检修工序的分析研究。发明专利CN110866614B缺乏对设备检修的具体实施方案，只是对变电站透明运维提出了方案。发明专利申请CN114021779A缺乏对检修人员检修路径、检修过程、设备检修工序的分析研究。现有技术未合理规划检修路径，导致检修过程中容易因选择检修操作空间不当而出现设备相互碰撞的问题，检修效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种水电站设备检修方案规划方法及系统，合理规划检修路径，避免厂房设备检修在过程中碰撞，提高检修效率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种水电站设备检修路径规划方法，包括以下步骤：

计算第k条检修路径的权值Mk：

比较所有检修路径的权值，以权值最高的路径为最终的检修路径。

本发明根据量化的更换设备或工器具体积、量化的设备检修操作空间参数、量化的工作室到检修设备处路径的方便度、工作室到检修设备处的路径长度计算路径权值，并选择权值最高的路径为最终的检修路径，由于本发明考虑了更换设备或工器具体积、量化的设备检修操作空间参数等参数，因此极大地避免了因选择检修操作空间不当而出现设备相互碰撞的问题，同时，本发明考虑了工作室到检修设备处路径的方便度、工作室到检修设备处的路径长度两个因素，合理地规划了检修路径，进而可以提高检修效率。

量化的更换设备、工器具体积Tj的计算公式为：

量化的设备检修操作空间参数Cz的计算公式为：

本发明采用量化后的更换设备、工器具体积，以及量化的设备检修操作空间参数，确保了绝大部分待检修设备体积与检修操作空间大小适配。

本发明中，量化的工作室到检修设备处路径的方便度Fbk取值范围为0.3～1。量化的工作室到检修设备处路径的方便度可以根据实际使用情况或者需求设置。

工作室到检修设备处的第k条路径长度Cdk的计算公式为：

作为一个发明构思，本发明还提供了一种水电站设备检修方案规划方法，其包括：

利用上述检修路径规划方法确定检修路径；

根据确定的检修路径规划设备检修方案。

本发明检修方案规划方法还包括：确定检修人员，并显示确定的检修人员信息；其中，确定检修人员的具体实现过程包括：

计算第m个检修人员的权值Lm：

选择权值最大的检修人员/权值大于设定阈值的多个检修人员为最终的检修人员。

本发明可以根据实际使用需要选择最合适的检修人员进行相关检修工作，可以进一步提高检修效率。

本发明中，当检修人员值班时，Tim取值为1；否则，Tim取值为0.5。对于常检设备，量化的检修人员常检设备种类Shm取值为1，否则，Shm取值为0.5。

为了进一步提高检修人员确定结果的准确性，本发明的检修方案规划方法还包括：根据检修结果调整检修人员的历史经验分值，并更新检修人员的权值。

为了进一步提高检修路径规划结果的准确性，本发明的检修方案规划方法还包括：根据检修结果调整设备检修操作空间参数、工作室到检修设备处路径的方便度和工作室到检修设备处的路径长度，更新检修路径的权值，根据更新后的检修路径权值确定更新后的最终的检修路径。

作为一个发明构思，本发明还提供了一种水电站设备检修规划系统，其包括：

检修路径确定单元，用于确定检修路径；

规划单元，用于根据确定的检修路径规划设备检修方案；

其中，所述检修路径确定单元包括：

路径权值计算模块，计算第k条检修路径的权值Mk：

比较模块，用于比较所有检修路径的权值，以权值最高的路径为最终的检修路径。

进一步地，本发明的检修规划系统还包括：

第一更新单元，用于根据检修结果调整设备检修操作空间参数、工作室到检修设备处路径的方便度和工作室到检修设备处的路径长度，更新检修路径的权值，根据更新后的检修路径权值确定更新后的最终的检修路径。

进一步地，本发明的检修规划系统还包括：

检修人员确定单元，用于确定检修人员；

显示单元，与所述检修人员确定单元通信，用于显示确定的检修人员信息；

其中，所述检修人员确定单元包括：

计算模块，用于计算第m个检修人员的权值Lm：

选择模块，用于选择权值最大的检修人员/权值大于设定阈值的多个检修人员为最终的检修人员。

进一步地，本发明的检修规划系统还包括：第二更新单元，用于根据检修结果调整检修人员的历史经验分值，并更新检修人员的权值。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：

1、本发明通过检修路径的合理规划，避免了厂房设备检修过程中出现碰撞，使检修工作便捷通畅，进而提高检修效率；

2、本发明可以确定检修人员，并展示检修人员的相关信息，从而提示最合适的检修人员完成检修工作，进而可以提高检修效率。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本文中，术语“第一”、“第二”和其它类似词语并不意在暗示任何顺序、数量和重要性，而是仅仅用于对不同的元件进行区分。在本文中，术语“一”、“一个”和其它类似词语并不意在表示只存在一个所述事物，而是表示有关描述仅仅针对所述事物中2的一个，所述事物可能具有一个或多个。在本文中，术语“包含”、“包括”和其它类似词语意在表示逻辑上的相互关系，而不能视作表示空间结构上的关系。例如，“A包括B”意在表示在逻辑上B属于A，而不表示在空间上B位于A的内部。另外，术语“包含”、“包括”和其它类似词语的含义应视为开放性的，而非封闭性的。例如，“A包括B”意在表示B属于A，但是B不一定构成A的全部，A还可能包括C、D、E等其它元素。

按照需求对水电站设备进行设备检修，检修种类分为：定期检修、状态检修、改进性检修、故障检修。不同的检修种类检修项目不同，部分项目还需进行试验检测。特殊检修项目所需大宗材料、特殊材料、机电产品和备品配件，应编制专门计划，制定技术规范书。本发明实施例不包含特殊项目检修。本发明基于水电站三维技术、数字化技术等。

实施例1

本实施例提供了一种水电站设备检修路径规划方法。基于水电站三维空间模型，考虑量化更换设备、工器具的体积。设备检修的操作空间需借助水电站三维模型获得，通过确定待检修设备与周围其他设备的空间距离，进一步确定检修操作空间。路径的方便度(灯光情况、爬梯、阶梯情况)需借助水电站三维模型，统计路径的照明设备、爬梯、阶梯情况等获得。工作室到检修设备处的路径长度，检修路径具有多条，可根据水电站三维模型确定，例如水电站三维模型中，具有设备的长、宽、高等空间尺寸信息，并显示其周围设备，主要为前、后、左、右的设备。例如，一般来说，500KV地面监测柜旁边有高压电缆监测柜，故500KV地面监测柜只有一面有其他设备，其Czb＝3，Czmax＝4，Cz＝0.75；此外，地面GIS局放监测柜前后左右没有其他设备，故其Czb＝4，Czmax＝4，Cz＝1。针对改进性检修、故障检修等常更换设备、器件的检修流程，进行检修路径的权值计算，其中第k条检修路径的权值Mk具体计算如下：

其中，Tj为量化的更换设备、工器具体积，Cz为量化的设备检修操作空间参数，Fbk为量化的工作室到检修设备处第k条检修路径的方便度，Cdk为工作室到检修设备处的第k条检修路径长度，α1，β1，

例如Tj的量化取值可设置为：

其中，Tjmax为所有更换设备、工器具体积的最大值，为常数；Tjb为当前更换设备、工器具的实际体积。

Cz的量化取值可设置为：

Czmax为最大的操作空间值，为常数；Czb为当前需检修设备的检修操作空间值。

本发明实施例中，操作空间值是需检修设备四个侧面(前、后、左、右四个侧面)中，未与周围设备相邻的侧面个数。例如，500KV地面监测柜一侧面旁边有高压电缆监测柜(即该侧面与高压电缆监测柜相邻)，则对于需检修设备500KV地面监测柜，其操作空间值为3(4-1＝3)。若500KV地面监测柜四个侧面均无其余设备，意味着检修该500KV地面监测柜时，四个侧面旁边的位置均可以作为操作空间，因此其操作空间值为4。

本发明实施例中，最大的操作空间值，即需检修设备的侧面个数，本发明实施例中最大的操作空间值为4。

第k条路径Fbk的量化取值可设置为：

上式中，选取照明和爬梯作为量化指标，此外还可以增加阶梯等作为量化指标，根据不同需求进行量化取值。照明良好或一般的定义可以参见：《消防应急照明和疏散指示系统技术规范》(GB 51309-2018)，或者参见：《水力发电厂照明设计规范》(NB/T 35008-2013)。

第k条检修路径长度Cdk的量化取值可设置为：

上式中，Cdmax为N条检修路径长度最大值，为常数；Cdbk为工作室到检修设备的第k条检修路径的长度。

例如

针对定期检修、状态检修中无需更换设备、器件的检修流程，无需考虑检修路径中的携带更换设备、器件的体积问题。此时，量化的更换设备、器件体积Tj为0。通过计算不同检修路径的M权值，选择最高权值的检修路径规划检修工作。

实施例2

本实施例提供了一种水电站设备检修方案规划方法。

本实施例基于上述实施例1确定规划路径。

进一步地，检修路径确认后，确定检修人员。

搭建检修人员数据信息库，入库检修人员需要学校安全规程、质量管理手册并考试合格，信息库自动核对检修人员证书有效性。此外信息库还需录入并量化检修人员上班作息时间、常检设备种类、历史经验分值(工作效率、工作态度、工作质量)。在接收检修指令后，进行检修人员的分配分析。此步骤需综合检修人员修人员上班作息时间、常检设备种类、历史经验分值进行人员分配权值分析。具体权值计算如下：

上式中，Lm表示第m个检修人员的权值；Tim为量化的第m个检修人员值班时间，Shm为量化的第m个检修人员常检设备种类，Fzm为第m个检修人员历史经验分值，α、β、

例如量化的第m个检修人员Tim的量化取值可设置为：

第m个量化的检修人员Shm的量化取值可设置为：

例如

检修人员可以根据不同的检修种类进行不同模拟测试，例如改进性检修、故障检修，需要对待检修设备拆装工序进行模拟测试，保证检修工作严格按照工艺要求、技术标准、技术措施执行，达到不损坏设备、不装错零部件、不将杂物遗留在设备内等要求，从而保证检修流程的质量和标准。

检修工作完成后，需要对检修项目进行检修工作检验评价，对于需要试运行测试检测的项目，还需获取试运行的测试结果，试运行时设备的测试参数、运行状况必须达标。根据检修工作的工程量和检修结果的信息，反馈至检修人员确定单元，进一步更新相关检修人员的历史经验分值Fz。

此外，通过检修人员进行检修工作流程闭环，并反馈相关设备信息，通过反馈信息对检修路径方便度Fb、路径长度Cd、设备检修操作空间Cz等进行完善优化。

最后，根据检修人员和设备运行检测反馈的设备运行状态或参数指标信息，对设备进行可靠性评估，为检修计划的制定及更新提供参考和依据。

实施例3

本实施例提供了一种水电站设备检修规划系统，其包括：

检修路径确定单元，用于确定检修路径；

规划单元，用于根据确定的检修路径规划设备检修方案；

其中，检修路径确定单元包括：

路径权值计算模块，计算第k条检修路径的权值Mk：

比较模块，用于比较所有检修路径的权值，以权值最高的路径为最终的检修路径。

本实施例的系统还包括第一更新单元，用于根据检修结果调整设备检修操作空间参数、工作室到检修设备处路径的方便度和工作室到检修设备处的路径长度，更新检修路径的权值，根据更新后的检修路径权值确定更新后的最终的检修路径。下一次检修时，利用更新后的最终的检修路径进行检修工作。

本实施例的系统还包括：

检修人员确定单元，用于确定检修人员；

显示单元，与检修人员确定单元通信，用于显示确定的检修人员信息；

其中，所述检修人员确定单元包括：

计算模块，用于计算第m个检修人员的权值Lm：

选择模块，用于选择权值最大的检修人员或权值大于设定阈值的多个检修人员为最终的检修人员。

本实施例的系统还包括第二更新单元，用于根据检修结果调整检修人员的历史经验分值，并更新检修人员的权值。在下一次检修过程中，可以利用更新后的权值重新确定相关检修人员。

实施例4

本发明实施例4提供一种对应上述实施例1或实施例2的终端设备，终端设备可以是用于客户端的处理设备，例如手机、笔记本电脑、平板电脑、台式机电脑等，以执行上述实施例的方法。

本实施例的终端设备包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序；处理器执行存储器上的计算机程序，以实现上述实施例1或实施例2方法的步骤。

在一些实现中，存储器可以是高速随机存取存储器(RAM：Random AccessMemory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

在另一些实现中，处理器可以为中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DSP)等各种类型通用处理器，在此不做限定。

实施例5

本发明实施例5提供了一种对应上述实施例1或实施例2的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令。计算机程序/指令被处理器执行时，实现上述实施例1或实施例2方法的步骤。

计算机可读存储介质可以是保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意组合。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。