基于新型物聯(lián)網(wǎng)模式下的集控性安全工器具遠程監(jiān)控管理技術(shù)研究

贠鵬++衛(wèi)迎波+李晉峰+張建朝+錢江

摘 要：文章針對運維班組工器具管理現(xiàn)狀及需求，介紹了以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心的安全工器具智能監(jiān)控管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，解決了工器具使用管理及記錄難的問題，同時也適應了多層次智能化管理的需求。針對臨時接地線等安全要求等級較高的設備，結(jié)合微機防誤閉鎖系統(tǒng)，實現(xiàn)地線從庫房到使用點實時跟蹤定位的效果。滿足國網(wǎng)公司系統(tǒng)化、智能化、差異化的集約式管理要求。

關(guān)鍵詞：安全工器具；管理；RFID；識別；設計；詞庫分析；地線實時管理

中圖分類號：TN92 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）21-0053-02

1 現(xiàn)狀

目前，安全工器具的管理方式主要采用紙質(zhì)資料填寫和保存。管理內(nèi)容包括安全工器具臺帳管理、試驗日期及周期管理、工具檢查和使用管理三個方面。

（1）手工錄入、紙質(zhì)保存的方式效率低下、精度不夠，難免造成管理上的疏漏。

（2）定期試驗時間難以準確控制，超期未檢、漏檢現(xiàn)象時有發(fā)生，帶來安全隱患。

（3）地線的狀態(tài)完全依賴于人工巡檢，接地樁的狀態(tài)也僅依賴于微機防誤閉鎖系統(tǒng)的采集與人工比對；存在地線從接地樁上取下，而未及時完全取下地線的誤操作事故風險；缺乏地線從庫房到使用點實時跟蹤。

目前，通過技術(shù)手段對安全用具的管理尚未普及，缺乏對安全用具系統(tǒng)化、差異化、信息化的全方位管理模式。

2 解決方案

設計以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎，集計算機網(wǎng)絡和通信技術(shù)、RFID為一體的智能管理系統(tǒng)，使用者可以方便、快捷、可靠地掌握用具的準確信息，及時準確地獲取其當前狀態(tài)、使用情況等信息，實現(xiàn)對安全用具的有效監(jiān)管。

2.1 設計思路

《智能安全工器具管理系統(tǒng)》主要是實現(xiàn)對安全用具的有效監(jiān)管。系統(tǒng)設計案安全工器具的雙閉環(huán)管理為核心設計點，即安全工器具的使用閉環(huán)與安全工器具的生命周期閉環(huán)。

系統(tǒng)可對安全用具的使用自動進行登記，根據(jù)試驗周期進行送檢告警提示；系統(tǒng)可對安全用具的損壞、報廢進行登記，使用損壞、報廢的設備自動進行告警提示；針對臨時接地線等安全要求更高的安全用具增設地線使用地點記錄，并具備“逾期未還”的告警提示。

2.2 基本組成

系統(tǒng)由器具存放柜、射頻識別碼（RFID）、控制主機、射頻天線和平臺軟件組成?？刂浦鳈C由工業(yè)級設備管理主機、觸摸屏顯模塊、語音識別模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、通訊管理模塊、電源管理模塊等單元集成。

系統(tǒng)設置有兩組（每組兩個）圓極化射頻天線，一組安裝與安全器具室內(nèi)，另一組安裝于安全器具室門外，分別對應檢測安全器具的還與借。此設計改變了通過定向天線感應射頻來判斷設備出與入的方式，杜絕了因無法判斷設備的出入方向而導致記錄錯誤信息的情況。

通過在安全用具上加裝射頻識別碼（RFID），使每個安全用具具有唯一的身份識別碼。ID碼在射頻天線產(chǎn)生的電磁場環(huán)境中，憑借電磁場感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息?？刂浦鳈C讀取、解碼、處理產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)，軟件通過仿真圖像直觀顯示當前器具柜的設備存放狀態(tài)。

取用臨時接地線時，操作人員需錄入借取地線的使用地點、歸還時間等關(guān)鍵信息，當信息未錄入或逾期未歸還時，系統(tǒng)控制主機自動進行語音報警。錄入方式支持語音識別錄入、手寫輸入識別錄入以及人聲錄音等三種方式。

操作流程圖如圖3。

2.3 基本功能

（1）記錄功能：自動記錄每次存取的安全用具數(shù)量、具體的存取時間以及登錄人員信息。

（2）顯示功能：通過仿真圖像直觀顯示當前器具柜的設備存放狀態(tài)。

（3）查詢功能：通過時間檢索，查詢歷史存取記錄。

（4）報警功能：通過預設臨時地線歸還時間，逾期未還時，進行語音報警。

（5）語音錄入功能：系統(tǒng)提供語音人機交互平臺，支持語音錄入設備信息。主要用于臨時地線的使用信息錄入，當系統(tǒng)自動檢測到臨時地線被取出后，會自動提示運行人員，通過語音對講方式，將臨時地線使用的地點及使用時間告知主機，主機自動保存記錄，當逾期未歸還臨時地線時，自動進行報警。

（6）提示送檢：通過預設安全用具試驗周期，對超過試驗周期的安全用具提出送檢告警。

（7）報廢告警：對標識為損壞或報廢的器具再次使用時，自動進行語音告警提示。

（8）五防信息共享：系統(tǒng)具備與五防主機進行通訊接口，能直觀的反映現(xiàn)場臨時地線使用的位置、數(shù)量及狀態(tài)。與防誤系統(tǒng)結(jié)合使用的情況下，也可根據(jù)操作完畢后的時間設定臨時地線歸還時間。

2.4 主要部件

（1）控制主機：控制器負責接收并且譯解識別碼傳送的信息。信息被正確的接收和譯解后，控制器通過特定的算法決定繼續(xù)接收信號或者重發(fā)信號?？刂破鲗⑻幚硗瓿傻挠杏眯畔⑸蟼髦翍脤悠脚_軟件，同時接收平臺軟件下達的相關(guān)指令，控制語音報警裝置。

（2）射頻識別碼（RFID）：具有唯一的電子編碼，附著在物體上，標識目標對象。在外力的作用下，將存儲的信息主動發(fā)射出去?？紤]安全工器具種類繁多、使用環(huán)境惡劣，采用的特殊身份識別射頻具有防強磁場、防水、防震、方高低溫的特點，同時樣式眾多，能滿足不同種類安全用具的安裝實施。

（3）射頻天線：識別碼與控制器之間的傳輸介質(zhì)。采用的射頻天線在讀寫距離優(yōu)化、波寬優(yōu)化（在對應角度內(nèi)能量發(fā)送達到最強）上具有強大優(yōu)勢，被大規(guī)模地運用在軍用物資管理上。

工作中心頻率：920-925MHz

特性：8dBic圓極化/ABS工業(yè)級外罩材料/抗UVIP防護等級IP54/防灰塵/防水

產(chǎn)品尺寸：25.9×25.9×3.3cm

3 應用效果

運城220kV鹽湖變電站采用該系統(tǒng)將集控范圍類的變電站的安全器具進行統(tǒng)一的管理與監(jiān)控，實現(xiàn)國網(wǎng)公司的集約化、智能化、標準化建設。實現(xiàn)了：

（1）系統(tǒng)化：支持對電氣安全用具的全面管理。

（2）差異化：根據(jù)用具的類別制定差異性的管理模式。

（3）集控化：以集控中心為基本單位，集約式的管理各子站的安全用具。

（4）防誤化：結(jié)合主流的微機防誤系統(tǒng)，對臨時接地線等操作安全用具進行實時跟蹤、告警。

參考文獻：

[1]肖巍.RFID在電力安全工器具管理系統(tǒng)的應用[J].知識經(jīng)濟，2010（23）.

[2]鄭永坤，尹燕乾.接地線在巍監(jiān)測裝置的研制[J].農(nóng)村電氣化，2011（3）.

[3]閆續(xù)鋒，董永永.安全工器具管理系統(tǒng)在變電站的應用[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2012，30（4）.

[4]王向輝，馮衛(wèi)軍，張少敏.基于RFID的供電企業(yè)安全工器具管理系統(tǒng)的設計[J].山西電子技術(shù)，2012（1）.