基于新型物聯網模式下的集控性安全工器具遠程監控管理技術研究

贠鵬++衛迎波+李晉峰+張建朝+錢江

摘 要：文章針對運維班組工器具管理現狀及需求，介紹了以物聯網技術為核心的安全工器具智能監控管理系統的結構與功能，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，結合微機防誤閉鎖系統，實現地線從庫房到使用點實時跟蹤定位的效果。滿足國網公司系統化、智能化、差異化的集約式管理要求。

關鍵詞：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 現狀

目前，安全工器具的管理方式主要采用紙質資料填寫和保存。管理內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、漏檢現象時有發生，帶來安全隱患。

（3）地線的狀態完全依賴于人工巡檢，接地樁的狀態也僅依賴于微機防誤閉鎖系統的采集與人工比對；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，通過技術手段對安全用具的管理尚未普及，缺乏對安全用具系統化、差異化、信息化的全方位管理模式。

2 解決方案

設計以物聯網技術為基礎，集計算機網絡和通信技術、RFID為一體的智能管理系統，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、使用情況等信息，實現對安全用具的有效監管。

2.1 設計思路

《智能安全工器具管理系統》主要是實現對安全用具的有效監管。系統設計案安全工器具的雙閉環管理為核心設計點，即安全工器具的使用閉環與安全工器具的生命周期閉環。

系統可對安全用具的使用自動進行登記，根據試驗周期進行送檢告警提示；系統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。控制主機由工業級設備管理主機、觸摸屏顯模塊、語音識別模塊、數據采集模塊、通訊管理模塊、電源管理模塊等單元集成。

系統設置有兩組（每組兩個）圓極化射頻天線，一組安裝與安全器具室內，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碼在射頻天線產生的電磁場環境中，憑借電磁場感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息。控制主機讀取、解碼、處理產品信息數據，軟件通過仿真圖像直觀顯示當前器具柜的設備存放狀態。

取用臨時接地線時，操作人員需錄入借取地線的使用地點、歸還時間等關鍵信息，當信息未錄入或逾期未歸還時，系統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。

（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：系統具備與五防主機進行通訊接口，能直觀的反映現場臨時地線使用的位置、數量及狀態。與防誤系統結合使用的情況下，也可根據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接收信號或者重發信號。控制器將處理完成的有用信息上傳至應用層平臺軟件，同時接收平臺軟件下達的相關指令，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射出去。考慮安全工器具種類繁多、使用環境惡劣，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。采用的射頻天線在讀寫距離優化、波寬優化（在對應角度內能量發送達到最強）上具有強大優勢，被大規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工業級外罩材料/抗UVIP防護等級IP54/防灰塵/防水

產品尺寸：25.9×25.9×3.3cm

3 應用效果

運城220kV鹽湖變電站采用該系統將集控范圍類的變電站的安全器具進行統一的管理與監控，實現國網公司的集約化、智能化、標準化建設。實現了：

（1）系統化：支持對電氣安全用具的全面管理。

（2）差異化：根據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：結合主流的微機防誤系統，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：

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