基于物聯(lián)網的帶電作業(yè)工器具全生命管理技術研究

摘要：從物聯(lián)網技術入手，建立工器具全生命周期管理的物聯(lián)智能體系，采用高性能抗干擾RFID無源標簽實現(xiàn)工器具的全過程高效管控。介紹了基于物聯(lián)網的帶電作業(yè)工器具全生命管理方法，并對其應用效果進行了簡要分析。

關鍵詞：物聯(lián)網;帶電作業(yè);工器具;全生命管理

1? ? 研究背景

隨著電網發(fā)展進入超高壓、大容量時代，電網的安全穩(wěn)定運行成為社會經濟發(fā)展的重要保障。電力檢修是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要手段，而電力生產工器具是保證電力檢修作業(yè)安全高效的重要支撐，其性能的健康與否將直接影響作業(yè)效率和作業(yè)安全，影響電網的安全穩(wěn)定運行。電力生產工器具存在問題，嚴重時可能造成人身傷害、大面積停電等電力生產事故，因此，電力生產工器具的有效管理對電網安全穩(wěn)定運行及社會經濟發(fā)展有著重要作用。經調研發(fā)現(xiàn)，目前電力系統(tǒng)內對生產工器具的管理存在以下共性問題。

（1）管理手段落后，效率低，安全性差。工作模式完全依靠人力，過程資料、基礎數(shù)據(jù)記錄、追蹤參與的人多，工作量大，出錯率高，無法實時掌握工器具性能，甚至危及作業(yè)安全。

（2）智能技術不成熟，穩(wěn)定性差，浪費嚴重。常見的智能系統(tǒng)為人+PC機模式，人在管理過程中占主導因素，基礎信息需手工采集，效率低;與系統(tǒng)相匹配的RFID標簽尺寸較大、內存較小，可靠性不足，極易出現(xiàn)誤掃、漏掃;抗電磁干擾能力弱，長期在強電場、強磁場中多頻次使用，標簽容易失效，甚至出現(xiàn)在高壓電場中由于RFID的擊穿損壞導致電力生產工器具損壞的現(xiàn)象。

（3）管理混亂，無法實現(xiàn)工器具的全生命周期管理?，F(xiàn)階段的管理模式為人力結合紙質記錄來掌握工器具的動態(tài)，無法做到從購置到報廢的全生命周期透明化單品級管理和大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，使得工器具實時性能缺乏有效的信息支撐，管理混亂失效。

2? ? 研究內容

（1）構建“無人值守”的新型智能化管理模式，如圖1所示，將人工參與降到最低限度。實現(xiàn)工器具數(shù)據(jù)信息批量采集，通過高效的管理手段實時掌握工器具的性能及使用情況，提高工器具日常管理效率，保障作業(yè)安全開展。

（2）實現(xiàn)“物聯(lián)AI”智能化技術，研發(fā)體積小、精度高、可靠的RFID無源標簽，使識別準確率達100%。研究RFID受強電場、強磁場的影響，使無源標簽可在強電場、強磁場中多頻次使用，實現(xiàn)工器具自動識別，通過整合射頻識別、智能分析監(jiān)測技術，實現(xiàn)智能化庫房管理，提高管理精準度及效率。

（3）對工器具進行全生命周期的形跡化管理。有效、精準地對每件工器具性能進行實時監(jiān)測，準確掌握每件工器具的全生命周期狀態(tài)，大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析工器具的生命軌跡，進而完成工器具性能的超前預測。

3? ? 系統(tǒng)設計

帶電作業(yè)工器具全生命管理方法如圖2所示，將RFID標簽綁定到對應的工具上，具體實施步驟為：將RFID標簽按照預設的規(guī)格通過繩子捆綁到工具上;在入庫時將RFID標簽和對應的工具進行同類型綁定。帶電作業(yè)工器具全生命庫房管理系統(tǒng)包括：入庫模塊、工作領用模塊、試驗領用模塊、報廢模塊、丟失模塊、在庫未通過試驗模塊和在庫通過試驗模塊。

4? ? 應用效果

基于物聯(lián)網的帶電作業(yè)工器具全生命管理庫房設計方案，是為替代目前庫房工器具管理較為原始的方式，實現(xiàn)庫房工器具高效快捷管理應運而生的無人化庫房管理方式。無人化庫房管理摒棄了傳統(tǒng)人力管理的低效、費時、數(shù)據(jù)傳輸不及時等弊端。

（1）數(shù)據(jù)質量高：研發(fā)了體積小、精度高、可靠的高性能抗干擾RFID無源標簽，通過RFID射頻設備對工器具進行掃描，可以使識別準確率達到100%，從而提高了數(shù)據(jù)的質量和準確性。

（2）高效：傳統(tǒng)的庫房管理模式，在作業(yè)人員出入庫時，都需要人為干預進行工器具的記錄與清點，降低了工作效率;而采用無人值守庫房管理，無需人為干涉，系統(tǒng)會全自動且快速準確地自動記錄并保存數(shù)據(jù)，大幅提高了工作效率。

（3）時效性強：無人化管理能夠實時傳輸數(shù)據(jù)，極大地提升了管理人員對庫房的監(jiān)控與管理力度，并且由于實時采集上傳，數(shù)據(jù)的時效性也得到了極大的體現(xiàn)，可以更加準確地對工器具進行修繕，實現(xiàn)更加科學化的管理。

（4）集中化管理：所有的庫房工器具信息在入庫時全部上傳至云服務器，從而將傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)集中起來，以利于管理員的統(tǒng)一管理，并實現(xiàn)所有工器具數(shù)據(jù)共享的機制。

（5）到期提醒：管理員只需通過系統(tǒng)界面簡單設置，就可實現(xiàn)工器具到期試驗和歸還時間提醒，只要臨近試驗和歸還時間，系統(tǒng)就會發(fā)出提示信息，從而保障了工器具性能以及財產安全。

（6）適用范圍廣：無人值守管理不僅可用于電力系統(tǒng)，還可用于很多其他傳統(tǒng)行業(yè)。

5? ? 結語

通過對工器具全生命周期管理的物聯(lián)智能技術開展研究，我們研發(fā)了高性能抗干擾RFID無源標簽;開發(fā)了智能化管理模式，實現(xiàn)了從單一識別到批量（數(shù)十件）識別的轉變，且識別準確率達100%;建立了從工器具購置到報廢的全生命周期透明化單品級管理模塊，并通過大數(shù)據(jù)對工器具全生命管理進行數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)了工器具性能的超前預測。

綜上所述，基于物聯(lián)網的帶電作業(yè)工器具全生命管理技術實現(xiàn)了工器具的全生命管理，提高了工作效率，規(guī)范了工器具管理，因而具備良好的推廣價值。

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收稿日期：2019-09-11

作者簡介：弓旭強（1990—），男，山西長治人，工程師，研究方向：帶電作業(yè)檢修。