基于智能鎖控技術的智能安全工器具系統研究

廣東電網有限責任公司廣州供電局 孫嘉興 唐裕明 南方電網公司電纜系統安全與運維保障重點實驗室 冉 倩

安全生產是電力企業的生命線，電力安全工器具是電力安全生產的最后一道防線。在電力生產中，根據各專業和工種的不同，員工要從事不同的工作和進行不同的操作，根據生產實踐，為了順利完成任務而又不發生人身事故，操作工人必須攜帶和使用各種安全用具，如對運行中的電氣設備進行巡視、改變運行方式、檢修試驗時，需采用電氣安全工器具具；在線路施工中需使用登高安全工器具；在帶電的電氣設備上或鄰近帶電設備的地方工作時，為防止工作人員觸電或被電弧灼傷需使用絕緣安全工器具。所以，安全工器具是防止觸電、墜落、電弧灼傷等工傷事故、保障工作人員安全的各種專用工具和用具。根據國家和行業相關要求，對電力安全工器具有著嚴格的規定，主要體現在：安全工器具需求識別、存放、領用、使用、檢驗與維護、檢查、歸還、報廢都有明確的規定。錯用和誤用安全工器具都可能導致人身安全事故事件，嚴重威脅現場作業人員的生命安全。

1 電力安全工器具規范化管理要求及困難

國家、行業以及電力企業均明確了電力安全工器具有關規范化標準。企業應建立個人防護用品、工器具等生產用具的管理系統，對其需求識別、采購、驗收與發放、培訓、使用、檢驗、檢查與維護、存放、報廢等相關環節有明確規定，符合國家、行業標準規范。

1.1 規范化管理要求

安全工器具存放于溫度為15℃～40℃、相對濕度不大于80%；在用各類安全工器具應經過國家規定的型式試驗、出廠試驗和使用中的周期性試驗，并做好記錄；安全工器具經試驗后，由試驗人員按國家安全工器具技術規范規定在合格的安全工器具本體上（不妨礙絕緣性能、使用方便且醒目的部位）粘貼“試驗合格證”標簽，注明試驗單位部門、試驗人、試驗日期及下次試驗日期等；安全工器具實行臺賬管理。各類安全工器具應分類造冊登記，記錄編號、規格、制造廠、出廠日期、試驗檢驗情況等內容，帳、卡、物一致。使用部門對檢查記錄、試驗報告、出廠說明及有關技術資料等應妥善保存，以備核查。

安全工器具應分類編號、定置存放，存放處應設有標志和定置擺放劃線。安全工器具的編號應與存放處編號一致，對號入座，同一班組的同類型安全工器具編號不得重復；需確保絕緣性能良好的安全工器具，其存放環境應干燥通風。絕緣安全工器具應存放于溫度（-15℃～40℃）、相對濕度不大于80%的環境中，應滿足國家和行業標準、安全工器具技術規范和產品說明書有關要求，推廣使用智能安全工器具柜（室）；檢查不合格的安全工器具不應使用，如：超過試驗周期未試驗的、試驗不合格的、超過檢查周期未檢查的、定期檢查不合格的、使用前檢查不合格的；使用部門應定期開展安全工器具檢查，填寫《電力安全工器具定期檢查表》。

1.2 存在的問題

在日常安全管理實踐中，經常會發現電力安全工器具管理和使用中出現問題，如，安全工器具領用和歸還不規范、無記錄。安全工器具超期未試驗、未報廢。安全工器具現場擺放混亂，未滿足“三分開”管理要求[1]；安全工器具房環境溫濕度不滿足標準要求；臺賬管理不規范。

1.3 問題解決方案

為解決電力安全工器具在日常管理使用過程存在的問題，需建立一套信息化、智能化的管理系統，通過技術手段替代人的行為，解決人員管理存在的不負責任、麻痹、習慣性懶惰以及監管不到位問題。

1.3.1 安全工具管理方式演變及發展

人工管理階段（安全工具管理人員、使用人員手工填寫記錄表格）。本階段管理特點是所有管理全依賴人員自覺手工填寫各類表格，存在人為因素干擾[2]，導致錯誤率高，臺賬經常對不上；信息化、智能化管理初級階段（主要技術是手持掃碼槍（有線式和無線式）掃一維碼或二維碼標簽））。本階段特點是管理全依賴人員自覺掃碼，如不掃碼借出系統沒有記錄，臺賬還是對不上。

信息化、智能化管理中級階段（主要技術：射頻標簽（RFID）管理[3]，標簽識別儀自動識別標簽））。本階段特點是管理全依賴人員標簽識別儀的識別率和標簽的完好率，如射頻標簽（RFID）損壞、丟失或識別儀識別錯誤都會造成記錄出錯，使用人還了工具系統的記錄沒有消除此條外借記錄，工具日常檢查記錄、試驗周期到了沒有及時試驗且被使用的幾率很大，而且做不到原位借還、無法責任到人，無法保證臺賬一致性。

信息化、智能化管理高級階段（主要技術：槍彈管控智能鎖控技術）。本階段特點是所有絕緣工器具全部用智能鎖管控起來，領用、歸還、日常檢查都先要進行身份識別（系統登錄），每一步操作流程都有記錄。絕緣工器具周期性試驗到期自動鎖定無法外借。所有臺賬一致性問題和責任到人都能得到保證。

1.3.2 確定解決方案

智能鎖控系統就是將電子技術、集成電路設計、大量的電子元器件結合多種創新的識別技術(包括計算機網絡技術、內置識別卡、網絡報警、鎖體的機械設計)等綜合的系統。不但具備RFID 的所有優點，而且能解決RFID 的所有缺點。因此，本次實踐采用基于智能鎖控技術工器具管理系統。

2 基于智能鎖控技術智能工器具管理系統建設探索

安全工器具智能鎖控管理系統是在軍警槍支彈藥管理系統基礎上，針對電力行業特點專門開發的絕緣工器具管理系統。技術成熟，已在公安等行業廣泛使用，能夠使絕緣工器具管理真正實現全生命周期（出廠、入庫、借、還、試驗、報廢等）管理[4]。

2.1 硬件系統

包括32寸電阻屏觸控顯示屏、身份識別儀、監控系統（攝像頭、存儲）、門禁系統[5]、軟件平臺及服務器、掛墻55寸工業led 顯示屏、智能化絕緣工具柜體及主控板。

2.2 安全工具智能鎖控管理系統組成

2.2.1 庫房環境控制部分

溫度控制器：根據工器具類型及存放區域不同，配置4個溫度傳感器，分別放置在備品區、桿類工具區、控制室、軟質絕緣工具區，根據不同區設置不同溫度控制限值，一般設置15～30度，根據室外環境做適當調整，防止工器具使用時結露，同時考慮節約用電降低能耗；濕度控制器：根據絕緣工器具存放管理要求，工器具庫房內空氣相對濕度不大與60%。根據庫房功能區劃分不同，需在備品區、桿類工具區、控制室、軟質絕緣工具區各配置一個濕度控制器，在室外智能送風機進出風口各配置1個濕度控制器，2個智能送風機需要配置4個濕度控制器。

智能送風機：根據室內面積選用風量180～500m3/h 智能風機2臺。根據室內溫度和煙霧情況自動調整風量；煙霧報警器。根據劃分的功能區，備品區、桿類工具區、控制室、軟質絕緣工具區每個功能區配置1個共4個。煙霧報警器探測到煙霧達到報警值后即發送指令給主控主機切斷所有設備電源并啟動報警設備。

2.2.2 門禁控制部分

門禁控制結合智能鎖控系統對進入庫房的人員識別身份，采用人臉識別系統1套，人臉識別系統除應具備傳統身份識別，本系統需應對與室內大屏互連，與生產作業辦公系統連接；如使用人進入絕緣工具器室門口，通過人臉識別進入室內，大屏立即顯示該工作人員需要的各種工器具（與工作票系統互聯），同時也與生產作業系統相連接，真正做到現代化智能科技工具室，從而免去了傳統意義各種繁雜的手續流程，也節省了大量的時間；安全工器具鎖控部分。智能鎖控對絕緣安全工具管理模式是一對一鎖止管理，提前申請審批機制，申請批復后才能打開智能鎖領用并記錄申請人、歸還時申請人驗證身份后才能對絕緣安全工具原位置歸還并記錄，否則智能鎖打不開，避免了因領取、錯拿錯放和歸還記錄等問題的發生。

圖2 硬件系統架構示意圖

2.3 監控平臺

將環境監測、視頻監控、門禁人臉識別、鎖控系統，通過軟件平臺及服務器、掛墻55寸工業led顯示屏進行展示，可實現異常報警，領用聲光展示，手機APP 遠程查看等功能。

綜上，本文主要結論如下：安全工器具智能鎖控管理系統使絕緣工器具管理真正實現全生命周期（廠家、入庫、出廠日期、借、還、周期試驗、報廢等）管理，實現對安全絕緣工具的全面規范管理，該系統具備責任到人、臺賬一致性、工器具使用、管理全過程可追溯特性，綜合采用數字傳感、計算機網絡通信、智能鎖管控等先進技術，提升安全工具的管理水平；對庫房內各種設備的狀態及參數實時測控，真正達到了智能、規范、統一管理的目的；通過信息化手段減少了員工大量登記，自動匹配作業信息系統，自動提醒監測、報廢，為作業現場數據分析提供信息化、數字化支撐；該項目已應用于廣州供電局輸電管理二所安全工器具房，建設投運將近1年，有效提高了效率、安全，取得了良好的管理效益。