变电所里的“发明家”

汤学平对巡视机器人进行调试。徐斌/摄

　　夜深之时，位于赣闽交界处昌福铁路线旁的南丰牵引变电所内一片寂静，只有变压器低沉的嗡鸣与山风拂过树梢的声音相伴。所内高压室里灯火通明，中国铁路南昌局集团有限公司鹰潭供电段南丰牵引变电所的变电值班员汤学平，正俯身调试一台白色机器人的机械臂。

　　螺丝刀轻轻转动几次后，他按下启动键，机器人的机械臂平稳旋转，红色机械爪精准扣住断路器手柄，向左扭动完成分闸动作，整套动作流畅准确。这是汤学平利用业余时间牵头研发的“牵引变电所远程操作机器人”在进行操作测试，它能够代替人工高效处理设备故障。

　　这个机器人的诞生，并非偶然。早在2014年，刚踏入大学校园的汤学平，怀揣着对电子技术的爱好，加入了学校电子协会。在这里，他接触到了弱电应用及网络技术开发等领域的知识，并且系统学习了电路设计与程序开发，还积极参与各类电子设计活动。因白天课业繁忙，他常常晚自习结束后仍留在协会活动室调试电路、编写代码，总是最后一个离开。周末也几乎“泡”在实验台前，攻克一个又一个技术难点。2015年，他制作的《智能小车自动循迹》作品，凭借其创新性和跨学科的技术融合特性荣获学院“创青春”青年创新创业大赛创新类二等奖，这更坚定了他用电子创新解决实际问题的信心。

　　凭借扎实的专业基础和出色的动手能力，2016年，汤学平被学校选派参加湖南省职业院校技能竞赛，参与“电子产品设计及制作”赛项的角逐。该项赛事要求他和组员在规定的时间内制作一台高精度的电子秤，完成电路设计、焊接、电路板测试及调试、程序烧录的全流程操作。就在比赛将要结束的紧张时刻，汤学平制作的电子秤传感器突然发生故障，显示的数值误差巨大。那一刻，他额头沁出冷汗，大脑一片空白……但他很快稳住心神，深吸一口气，重新检查电路，逐一排查硬件电路和软件程序，最终判断是在程序设计环节没有考虑到“去皮”功能，这直接影响参数的校准，从而导致电子秤的精度不达标。他立即调整参数、增加程序功能，在倒计时的最后一刻成功排除故障，准确称出了测试砝码的重量。当主办方宣布他们获得银奖时，他才发觉手心早已被汗水浸湿。

　　实践的积累为汤学平打开了更广阔的平台。毕业前夕，他与团队设计的一款电子创新作品从众多项目中脱颖而出，成为当年全校唯一入选全国高职院校大学生创新创业作品展的优秀项目。这段宝贵的校园经历，不仅锻炼了他在电子设计方面的综合能力，更为他日后扎根铁路一线、开展适用性技术改进的创新之路打下基础。

　　一线创新破解技术难题

　　2017年，大学毕业的汤学平加入鹰潭供电段，成为一名变电值班员，并在徐志斌劳模创新工作室找到了施展才华的舞台。工作不久，他亲历了因持续强降雨导致江水上涨、变电所设备遭淹的情况。老师傅们蹚着浑浊的积水紧急抢运设备的一幕，深深触动了他。

　　“创新要像针灸，得找准穴位。”正当汤学平望着电缆沟中不断上涨的积水皱起眉头时，劳模创新工作室带头人徐志斌的这句话点醒了他。也是在那一刻，他豁然开朗：真正的创新，应从这些一线最迫切、最真实的问题着手。

　　为解决变电所的电缆沟雨季积水问题，汤学平利用休班时间连续半个月蹲守现场，详细记录水位变化规律，投入智能排水系统的研发工作。他设计的系统，由电缆沟底部的液位传感器、交直流驱动继电器、主控中心处理器组成，一旦液位传感器检测到积水达到危险水位，便会立即将信号传输到主控中心处理器，触发抽水泵抽水，从而起到自动排水作用。

　　在进行了多次测试和优化后，系统成功投入使用。当液位传感器首次启动抽水泵，将沟内积水迅速排空的那一刻，汤学平兴奋地和同事说：“这段时间的努力没白费！”这套总成本仅2000元的系统，将防汛响应时间从以往依赖人工判断的小时级压缩到分钟级，有效保障了供电设备安全。该系统也让他在南昌局集团公司的科技创新评选中首次获奖，进一步坚定了他用技术解决实际问题的决心。

　　获奖后，汤学平更加注重从一线工作中发现和解决实际痛点。此后数年，他始终保持着对设备运行状态细致观察的习惯。2022年的夏天，江西遭遇持续性强降雨灾害，分区所设备屡遭雷击受损。面对这个棘手问题，汤学平反复研究并进行验证后，用黄铜丝手工制作了屏蔽笼并增加了接地线，这样就能顺畅疏导雷击电流。这项技术经过推广后，当年全段雷击故障率骤降87%，节约运维成本数万元。

汤学平在南丰牵引变电所内查看设备状态。徐斌/摄

　　从“0”到“1”研发机器人

　　如果说防雷改造、智能排水系统是为供电系统建立了一道坚固的“被动”屏障，那么，“牵引变电所远程操作机器人”的成功研制，则标志着汤学平的创新实践实现了从“被动防护”到“主动出击”的跨越。

　　“研发之路并不平坦，机器人需要解决机械精度、通信延迟、实时图像传输等多个技术难题。”汤学平说。在缺乏可借鉴经验的条件下，汤学平与团队迎难而上，开启了数月的艰苦攻关。

　　为了达到精度要求，汤学平在指甲盖大小的芯片上完成微焊接工作；为克服远程信号延迟，团队频繁往返于相距百里的工作室与变电所之间，实地测试不同通信环境下信号传输性能；为确保图像清晰流畅，他们逐一测试不同分辨率对带宽的影响，寻求最优方案。最终，他们成功将机器人的抓取精度误差稳定控制在两毫米内，通过采用广域网技术实现了稳定可靠的远程控制，实时图像传输也在清晰度和传输流畅度之间找到平衡。

　　研发过程中，汤学平采用二手微电机改造传动部件，以微型电脑为核心搭建控制系统，将成本控制在4000元以内。最终，该机器人不仅实现了预期功能，更以其显著的创新性和实用价值，成功入选国铁集团重点科研计划，获得了后续升级研发的专项经费支持。

　　有了经费支持，汤学平立即着手对机器人进行升级。在第二代机器人研发中，他引入雷达自动建模、红外测温等功能，并修改了编程语言，大幅提升了智能化水平。

　　今年暑运，升级版机器人已在南丰牵引变电所投入运行，累计监测设备温度异常两次，进行倒闸操作6次，处理特定故障5次，保障了昌福铁路的平稳运行，成为守护铁路供电安全的科技力量。

来源：中国青年报