1. نظرة عامة على نظام روبوت الفحص
يتكون نظام روبوت الفحص من روبوت الفحص رباعي الأرجل، ومنصة السكك الحديدية، ومنصة إمداد الطاقة، ومنصة الاتصالات، ووحدة تحديد المواقع، وأنظمة فرعية أخرى. يتم تنظيم بنية النظام في ثلاث طبقات: طبقة التنفيذ، وطبقة الاتصالات، وطبقة الإدارة. تشمل طبقة التنفيذ روبوت الفحص رباعي الأرجل الذكي ووحدة الشحن الذاتي، مما يتيح جمع البيانات والشحن الذاتي ووظائف أخرى.
1.1. روبوت الفحص الذكي رباعي الأرجل
كما هو موضح أدناه، تم تجهيز روبوت الفحص رباعي الأرجل بنظام مراقبة الميثان بالليزر، ونظام استشعار الميثان عن بعد بالليزر، وفيديو عالي الدقة. يتم التحكم فيه بواسطة وحدة معالجة مركزية مدمجة عالية الأداء ويستخدم مكونات صناعية في جميع أنحاءه لضمان التشغيل الموثوق والوظائف الشاملة.
![]()
2.1.1. نظام متقدم للكشف عن الميثان بالليزر
يستخدم نظام الكشف المتقدم عن الميثان بالليزر تقنية TDLAS (مطيافية امتصاص ليزر الصمام الثنائي القابل للضبط) لأخذ عينات وتحليل الميثان في الهواء. يمكن أن يصل حد الكشف إلى مستوى 500 جزء في المليار. من خلال تحليل التقلبات في تركيز الميثان في الغلاف الجوي، يحدد النظام ما إذا كان هناك تسرب للغاز محتمل في المنطقة المحيطة. يتيح ذلك الكشف المبكر عن الظروف غير الطبيعية، مما يساعد على منع تفاقمها إلى حوادث كبيرة وتقليل المخاطر المحتملة على الممتلكات والأفراد. معايير الأداء الرئيسية هي كما يلي:
أداء نظام الكشف المتقدم عن الميثان بالليزر:
1) حد الكشف: 500 جزء في المليار
2) دعم القياس كامل النطاق
3) تحليل سريع، مع إخراج مجموعة واحدة من بيانات القياس كل 0.5 ثانية
4) وظيفة إنذار درجة الحرارة غير الطبيعية؛ عتبات تحذير/إنذار قابلة للتكوين مع تنبيهات تجاوز درجة الحرارة
![]()
2.1.2. كاميرا عالية الدقة للضوء المرئي
الكاميرا الصناعية الملونة عالية الدقة هي كاميرا شبكة نهارية/ليلية بدقة 4 ميجابكسل وبحد أقصى للدقة يبلغ 2688 × 1520. تدعم وظائف مثل تعويض التعرض وتوازن اللون الأبيض التلقائي، مما يتيح التقاط الصور ونقل البيانات في مجموعة واسعة من ظروف الإضاءة.
مواصفات كاميرا الضوء المرئي عالية الدقة:
1) الحد الأقصى للدقة: 2688 × 1520
2) البعد البؤري: 5-160 مم؛ تقريب بصري 32 ×؛ تقريب رقمي 16 ×
3) الحد الأقصى للدقة: 2K؛ يدعم فتحة العدسة التلقائية، والتركيز التلقائي، وتوازن اللون الأبيض التلقائي، وتعويض الإضاءة الخلفية، والنطاق الديناميكي الواسع (WDR)، وتقليل الضوضاء الرقمي ثلاثي الأبعاد، والتبديل بين النهار والليل
4) يدعم وظائف ذكية تعتمد على التعلم العميق:
![]()
2.1.3. نظام استشعار الميثان عن بعد بالليزر متحد المحور للضوء المرئي
من خلال التصميم البصري، يحافظ نظام استشعار الميثان عن بعد بالليزر متحد المحور للضوء المرئي على نفس خط الرؤية مع كاميرا الضوء المرئي، مما يتيح "ما تراه هو ما تقيسه". يعمل كوحدة استشعار مرئي للروبوت ويدعم التأكيد بالصور لمواقع التسرب.
مواصفات نظام الاستشعار عن بعد:
1) الحد الأقصى لمسافة الكشف: 100 متر
2) حد الكشف الثابت: 5 جزء في المليون.متر
3) المعيار الفني المطبق: JJF-078
![]()
2.2. منصة إمداد الطاقة
يستخدم روبوت الفحص الذكي رباعي الأرجل بنية طاقة مدمجة تتميز ببطاريات ليثيوم سريعة الفك والشحن اللاسلكي الموزع.
عندما تكون بطارية الروبوت منخفضة، يمكنه الشحن في أقرب نقطة شحن. تستخدم كل محطة شحن موزعة طاقة 220 فولت تيار متردد من أقرب صندوق توزيع كمدخل للطاقة، مما يدعم التشغيل الميداني الموثوق. قبل أن يؤكد الروبوت موقعه ويرسو مع محطة الشحن، تظل المحطة غير نشطة لتجنب الإرساء تحت الجهد. بمجرد المحاذاة الكاملة، يرسل الروبوت إشارة وتعمل محطة الشحن لبدء الشحن.
1) تستخدم نقاط الشحن الموزعة 220 فولت تيار متردد كمدخل للطاقة للتشغيل الميداني الموثوق
2) روبوت الفحص رباعي الأرجل يعمل بالبطارية ويستخدم بطارية ليثيوم ثلاثية
3) سعة البطارية تدعم أكثر من 15 كم من السفر تحت حمولة كاملة بشحنة واحدة
4) تم تصميم محطة الشحن من حيث المبدأ لمنع توليد الشرر لتعزيز السلامة
5) يدعم الروبوت أيضًا استبدال البطارية السريع؛ في حالة الطوارئ، يمكن تركيب بطارية احتياطية بسرعة لدعم المهام المؤقتة
![]()
2.3. وحدة تحديد المواقع
يعمل روبوت الفحص رباعي الأرجل على طول مسارات محددة مسبقًا. يقوم ببناء خرائط الملاحة وتحديد المواقع باستخدام LiDAR ثلاثي الأبعاد ويدمج البيانات من LiDAR ثلاثي الأبعاد، IMU، عداد المسافات، RTK، وأجهزة استشعار أخرى لتحقيق تحديد المواقع الدقيق والملاحة الذاتية.
2.4. المواصفات الفنية
|
المواصفات الفنية لروبوت الفحص رباعي الأرجل |
|
|
أبعاد الوقوف |
حوالي 1100 × 450 × 950 مم |
|
أبعاد الطي |
حوالي 880 × 460 × 630 مم |
|
الوزن |
حوالي 82 كجم (الوحدة الكاملة، شاملة البطارية) |
|
حماية الدخول |
جسم الروبوت: IP67 |
|
البطارية |
السعة: 45 أمبير ساعة (2250 واط ساعة)؛ الجهد: 58 فولت |
|
مدة التشغيل |
مدة التشغيل الإجمالية: 4-6 ساعات |
|
وحدة عجلة-ساق قابلة للاستبدال |
اختياري |
|
حمولة الوقوف الثابت |
بحد أقصى 120 كجم |
|
حمولة المشي المستمر |
>40 كجم |
|
تكوين القيادة |
قيادة رباعية الأرجل |
|
الحد الأدنى لقطر الدوران |
لا يزيد عن 1 × طول الروبوت |
|
السرعة القصوى |
6.1 م/ث |
|
السرعة القصوى مع حمولة 20 كجم |
3.5 م/ث |
|
سرعة الفحص الذاتي |
2 م/ث |
|
حمولة المشي المستمر |
>40 كجم |
|
حمولة الوقوف الثابت |
بحد أقصى 120 كجم |
|
أقصى زاوية ميل |
>45 درجة |
|
أقصى ارتفاع للعقبات |
يمكنه الصعود والنزول من درجة بارتفاع 40 سم |
|
وظائف سلامة السفر |
التوقف عند العقبات، التوقف عند الاصطدام، التوقف عند السقوط، وتجاوز العقبات |
|
الملاحة |
دمج مستشعرات متعددة: LiDAR ثلاثي الأبعاد + IMU + عداد المسافات + RTK |
|
تكرار تحديد المواقع بالملاحة الذاتية |
±30 مم |
|
أقصى عمق للعبور المائي |
500 مم |
|
قدرة تسلق السلالم |
أقصى ارتفاع للدرج: 20-25 سم |
|
عرض الخندق القابل للقفز |
0.5-1.2 متر |
|
أقصى مسافة قفز |
>1.6 متر |
|
أجهزة الحوسبة للتحكم والإدراك |
Intel Core i5 ×1، Intel Core i7 ×3، NVIDIA Jetson Orin NX ×1 (يختلف حسب التكوين) |
|
تكوين مستشعرات الإدراك |
LiDAR ثلاثي الأبعاد ×1 + كاميرات عمق ×2 + كاميرات بصرية ×2 (يختلف حسب التكوين) |
|
واجهات خارجية |
1000M Base-T Ethernet ×4؛ USB 3.0 ×4؛ 12 فولت ×4؛ 5 فولت ×1؛ 24 فولت ×4؛ BAT ×1 |
|
رطوبة التشغيل |
0-95% (بدون تكثيف) |
|
درجة حرارة التخزين والنقل |
-25-55 درجة مئوية |
|
درجة حرارة التشغيل |
-40-50 درجة مئوية |