變電站內(nèi)工作人員的安全定位與監(jiān)控研究論文
摘要：本文對基于UWB高精度定位的設(shè)備進(jìn)行了軟硬件研發(fā)系統(tǒng)設(shè)計, 主要考慮其在變電站等需要進(jìn)行安全作業(yè)的區(qū)域施工上的一些問題與功能模塊的設(shè)計, 以及從系統(tǒng)的部署方式與整體框架層面進(jìn)行了設(shè)計分析。考慮了系統(tǒng)的各功能模塊的覆蓋與可擴(kuò)展性。對于基礎(chǔ)定位設(shè)計環(huán)節(jié)進(jìn)行了闡述。
關(guān)鍵詞：UWB; 高精實(shí)時定位; 變電站; 系統(tǒng)設(shè)計;
變電站作為電網(wǎng)的基礎(chǔ), 也是電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行的高危工作區(qū)域, 其作業(yè)安全管理尤為重要。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明, 變電站現(xiàn)場的安全事故中大約有三分之一是由于值班人員或作業(yè)人員未認(rèn)真執(zhí)行設(shè)備巡視規(guī)程、未認(rèn)真執(zhí)行安全操作與管理規(guī)程、超區(qū)域作業(yè)、現(xiàn)場監(jiān)護(hù)查勘不到位等人為因素所造成的。
通過室內(nèi)定位UWB和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù), 實(shí)現(xiàn)室內(nèi)高精度定位室內(nèi)外實(shí)時定位, 第一時間有效獲取人員位置信息、時間信息、軌跡信息等, 及時發(fā)現(xiàn)遺漏異常行為, 實(shí)現(xiàn)自動化監(jiān)管設(shè)施的聯(lián)合動作, 提高應(yīng)急響應(yīng)速度和事件的處置速度, 形成人防、技防、物防、聯(lián)防四防合一的立體化防范格局, 變被動式巡檢為主動智能化巡檢, 有效提高電站的管理水平和管理效率。UWB (Ultra Wideband) 是一種無載波通信技術(shù), 利用納秒至微微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。
1 系統(tǒng)功能模塊
(1) 實(shí)時定位, 智能預(yù)警:進(jìn)入電站內(nèi)部, 根據(jù)各種工作人員、巡檢人員和視察人員佩戴不同標(biāo)簽對其進(jìn)行實(shí)時定位和智能預(yù)警。 (2) 智能巡檢, 智能預(yù)人員位置長時間靜止不動;人員規(guī)定時間位置錯誤;巡檢人員路線錯誤。 (3) 重要物品監(jiān)管:全天候監(jiān)管內(nèi)部重要物資;采用超寬帶定位技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對貴重物品有效監(jiān)管和追蹤。 (4) 視頻聯(lián)動與追蹤一旦發(fā)生報警, 中心服務(wù)器會自動根據(jù)定位信息進(jìn)行視頻聯(lián)動, 并進(jìn)行位置追蹤。 (5) 緊急情況人員管制:一旦出現(xiàn)緊急事件, 可通過管控中心實(shí)時了解到所有電站內(nèi)部人員的位置信息。管控中心根據(jù)事件發(fā)生地, 及時進(jìn)行快速調(diào)度和人員管制。為管理人員提供道路引導(dǎo)幫助。 (6) 二次開發(fā)與遠(yuǎn)程監(jiān)管:提供位置信息, 利于客戶進(jìn)行二次開發(fā);提供web版客戶端利于客戶與自身中心服務(wù)器對接;提供APP客戶端, 便于遠(yuǎn)程監(jiān)管。 (7) 中心服務(wù)器統(tǒng)一監(jiān)管:提供標(biāo)準(zhǔn)接口, 便于超寬帶定位導(dǎo)航系統(tǒng)與GIS地理信息系統(tǒng)、攝像監(jiān)控系統(tǒng)等平臺對接;提供強(qiáng)大的定位、導(dǎo)航、監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理、服務(wù)、指揮調(diào)度以及云分析等一系列功能。 (8) 中心系統(tǒng)平臺職能:根據(jù)電站的特殊性, 中心系統(tǒng)平臺具有多種系統(tǒng)職能, 包括智能巡檢監(jiān)控、位置信息綜合查詢、智能簽到與智能點(diǎn)名、業(yè)務(wù)指標(biāo)實(shí)時統(tǒng)計和監(jiān)測功能、系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析功能、常用報表查詢功能、系統(tǒng)信息資源檢索、視頻監(jiān)控信息集成、報警系統(tǒng)集成、實(shí)時位置標(biāo)記、廣播聯(lián)動集成、消防聯(lián)動集成、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測功能、系統(tǒng)配置功能。
2 軟硬件研發(fā)
2.1 定位標(biāo)簽與安全帽的集成
(1) 主要功能, 集成在安全帽的上的定位標(biāo)簽在進(jìn)入所設(shè)定的危險區(qū)域中, 實(shí)時預(yù)警, 保障工作人員的安全。預(yù)警提示主要包括LED燈、蜂鳴器、振子三種方式。 (2) 消音設(shè)置, 當(dāng)進(jìn)入危險區(qū)域時, 蜂鳴器會報警, 此時若想關(guān)閉當(dāng)前的蜂鳴器報警, 可以按一下標(biāo)簽外殼上的按鍵。蜂鳴器報警即解除。 (3) 充電功能, 鋰電池電量不足造成無法工作時, 也在線對鋰電池充電, 電源為專用電源。 (4) 設(shè)置功能, 標(biāo)簽可通過Micro USB進(jìn)行設(shè)置, 設(shè)置內(nèi)容包括:標(biāo)簽ID, 標(biāo)簽振子開關(guān)等, 設(shè)置功能可擴(kuò)展。
2.2 硬件部署方案
我們設(shè)計的相關(guān)高精定位軟件, 通過與廠商定位硬件SDK通訊, 實(shí)時獲取定位目標(biāo)的二維坐標(biāo)值, 并將此結(jié)果, 應(yīng)用到軟件平臺中, 提供高級的上層應(yīng)用服務(wù)。
2.3 整體軟件硬件功能連接
圖1 軟硬件功能連接圖
YYHLoc Server:控制各個廠商的定位硬件設(shè)備。
YYHardware Server:硬件與上層軟件應(yīng)用的溝通層。
YYWeb Server:上層應(yīng)用與WEB服務(wù)。
整個軟件系統(tǒng)使用B/S的.架構(gòu), 主要為了提供軟件上的部署。在實(shí)際需要監(jiān)控的工作場景環(huán)境中, 部署好定位設(shè)備系統(tǒng), 我們與這些硬件設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一通訊, 對硬件進(jìn)行設(shè)置、獲取定位實(shí)時數(shù)據(jù)等操作。用戶在遠(yuǎn)程WEB上, 進(jìn)行功能性的操作, 通過WEB界面與遠(yuǎn)程的定位環(huán)境進(jìn)行通訊與控制。
2.4 軟件平臺框架功能設(shè)計
圖2 高精定位系統(tǒng)平臺框架遠(yuǎn)景設(shè)計圖
設(shè)計實(shí)現(xiàn)與廠家定位硬件系統(tǒng)的對接標(biāo)準(zhǔn), 在此基礎(chǔ)上, 設(shè)計“定位硬件虛擬層”“定位硬件統(tǒng)一API接口”。通過此硬件層面, 預(yù)留將來與其他廠家硬件的規(guī)約接入。
整個應(yīng)用軟件平臺設(shè)計內(nèi)部的核心處理引擎, 對外以接口的方式提供軟件、硬件訪問。
在上層應(yīng)用中, 主要實(shí)現(xiàn)二維地圖的展示、系統(tǒng)參數(shù)配置、硬件設(shè)置、地圖端告警等功能模塊。
3 結(jié)語
變電站內(nèi)使用UWB技術(shù)對工作人員進(jìn)行安全定位與監(jiān)控, 是出于安全管理的要求。所進(jìn)行的設(shè)計, 既要符合目前的安全作業(yè)標(biāo)準(zhǔn), 也要融入新的安保元素。由于UWB的高效性、高精度, 相關(guān)產(chǎn)品的能耗低, 所以該技術(shù)是可以運(yùn)用在變電站區(qū)域中的。與此相關(guān)的配套軟硬件產(chǎn)品, 也是為了保障整個管控是可操作可使用的, 也是具備方便性的。
整個設(shè)計以安全為出發(fā)點(diǎn), 以軟硬件相配合技術(shù)為手段, 內(nèi)外兼修實(shí)現(xiàn)了平臺的成功建設(shè)。
參考文獻(xiàn)
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