考慮通信影響的電力系統(tǒng)運(yùn)維可穿戴設(shè)備可靠性評(píng)估方法

秦明

【摘要】可穿戴設(shè)備作為一種便捷的移動(dòng)終端，在電力系統(tǒng)運(yùn)維中的應(yīng)用范圍日趨廣泛。該設(shè)備的可靠性不僅取決于設(shè)備本身，還受到通信網(wǎng)絡(luò)的影響。通信網(wǎng)絡(luò)作為可穿戴設(shè)備與控制主站的連接通道，其運(yùn)行異常必將影響可穿戴設(shè)備的正常運(yùn)行。鑒于此，本文對(duì)考慮通信影響的電力系統(tǒng)運(yùn)維可穿戴設(shè)備可靠性評(píng)估方法進(jìn)行分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】通信系統(tǒng);可穿戴設(shè)備;可靠性評(píng)價(jià);通信異常

專為移動(dòng)性和智能而設(shè)計(jì)的技術(shù)可在確保運(yùn)營(yíng)安全方面發(fā)揮有效作用。隨著研究成果越來越廣泛的傳播和技術(shù)的發(fā)展，在能源系統(tǒng)中應(yīng)用技術(shù)的能力將得到更廣泛的應(yīng)用。

1、通信對(duì)可穿戴設(shè)備影響機(jī)理分析與建模

（1）當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)故障癱瘓時(shí)，可穿戴設(shè)備不能與控制主站之間進(jìn)行正常信息交互，則直接導(dǎo)致可穿戴設(shè)備失效;（2）當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行異常，但尚未失靈時(shí)，則需要根據(jù)具體異常類型來分析對(duì)可穿戴設(shè)備的影響范圍和影響程度。

根據(jù)當(dāng)前我國通信網(wǎng)絡(luò)的研究，時(shí)延、誤碼、中斷是當(dāng)前最為主要的3類通信異常?？紤]到通信異常狀態(tài)類型龐大、種類繁多，且實(shí)際研究分析中難以遍歷。本文在研究過程中，將重點(diǎn)針對(duì)上述3種主要的通信裝置異常類型，深入分析其影響機(jī)理。并構(gòu)建3種故障模式對(duì)可穿戴設(shè)備正常運(yùn)行的影響函數(shù)，以量化通信異常對(duì)可穿戴設(shè)備可靠性的影響程度與影響模型。

2、實(shí)際應(yīng)用

2.1設(shè)計(jì)方案

電力安全管理監(jiān)控平臺(tái)，通過提供電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)和安全系統(tǒng)的組合，為電力人員提供危險(xiǎn)警告、遠(yuǎn)程咨詢和緊急援助等多種功能和服務(wù)，從而提高電力安全。電力人員安全保障方案平臺(tái)分為兩個(gè)主要領(lǐng)域：便攜式設(shè)備和監(jiān)管。這些設(shè)備包括智能卡、智能手機(jī)和遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)無線通信技術(shù)與監(jiān)控系統(tǒng)的高效通信。

2.2可穿戴設(shè)備

①智能防護(hù)帽：基于傳統(tǒng)的安全支柱，對(duì)智能卡進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)，以便在傳統(tǒng)帽子上安裝電子模塊和現(xiàn)代設(shè)備。其中包括WiFi模組、4G模組的延遲開發(fā)、視訊攝影機(jī)、紅外線感應(yīng)器、麥克風(fēng)、喇叭、藍(lán)牙、LED、近電報(bào)感應(yīng)線圈、紅外線感應(yīng)器、主處理器等。在安裝和配置過程中，這些模塊必須均勻分布，以避免安全設(shè)施不平衡。借助這些電子模塊和設(shè)備，智能帽子可實(shí)現(xiàn)多種功能，如語音電話、攝影、耐久性、紅外溫度、電信和人體熱功能。②智能手表：與智能卡一樣，智能水龍頭上的模塊和設(shè)備也配置有WiFi模塊、GSM/GPRS模塊、GPS模塊、籃牙、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、警告按鈕、傳感器、CPU等。設(shè)置這些模塊和設(shè)備可實(shí)現(xiàn)智能時(shí)鐘功能，包括撥入、人力資源定位、視頻顯示、手動(dòng)輸入、數(shù)據(jù)查詢、生命周期監(jiān)控、自動(dòng)降級(jí)警報(bào)、手動(dòng)警報(bào)。

2.3通信方案

在電力工人安全監(jiān)控平臺(tái)上，智能安全頭盔與智能監(jiān)控之間的通信主要是通過藍(lán)牙4.0技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。借助藍(lán)牙4.0技術(shù)，LED燈開關(guān)的功能和亮度調(diào)節(jié)、近電報(bào)警自檢、報(bào)警靈敏度調(diào)節(jié)、攝影、紅外熱成像、數(shù)據(jù)傳輸?shù)榷伎梢赃M(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。通信方案的設(shè)計(jì)如下：首先，WIFI接入點(diǎn)設(shè)置在更換窗口的中間，相應(yīng)的AP也設(shè)置在設(shè)備區(qū)域的中心。在這種通信設(shè)置模式下，智能頭盔和智能觀察可以通過WiFi無線連接到AP，而AP和監(jiān)控系統(tǒng)之間的連接則通過有線以太網(wǎng)連接。至于全球定位系統(tǒng)，由于其精度相對(duì)較低，抗干擾能力較差，更換操作環(huán)境復(fù)雜，因此很難滿足定位要求?；谶@種情況，AP設(shè)置有效地連接到智能安全頭盔上的WiFi模塊上，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)營(yíng)商的有效定位。實(shí)際檢測(cè)后，定位精度可達(dá)到約2.7米，基本上滿足了更換中跟蹤巡邏路線的要求，并在一定程度上防止其轉(zhuǎn)入電氣化間隔。同時(shí)，智能觀察主要使用Android4.3操作系統(tǒng)，具有觸摸屏操作和手寫輸入的功能。脈沖傳感器安裝在手上，并通過兩條導(dǎo)線連接到智能監(jiān)控中的信號(hào)調(diào)節(jié)電路。這樣，傳感器的接觸面接觸到wrist動(dòng)脈，脈沖信號(hào)在一定程度上轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)有效傳輸。

2.4提高可穿戴設(shè)備的保養(yǎng)水平

通過加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)，確保設(shè)備長(zhǎng)期處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。可穿戴設(shè)備不同于傳統(tǒng)設(shè)備，由于其對(duì)可靠性要求較高，建議采用狀態(tài)檢修與定期檢修相結(jié)合的方法，尤其注意使用前的關(guān)鍵項(xiàng)目監(jiān)測(cè)。

2.5采用高可靠性的編碼和通信方式以降低通信異常造成可穿戴設(shè)備異常的影響可能性

當(dāng)前尚未形成可穿戴設(shè)備的通信傳輸標(biāo)準(zhǔn)，可考慮結(jié)合可穿戴設(shè)備的自身特點(diǎn)，開展該方面的專項(xiàng)研究。

2.6網(wǎng)絡(luò)初始化過程

在可穿戴電力維護(hù)設(shè)備和地面指揮設(shè)備之間以及地面指揮設(shè)備和地面指揮設(shè)備之間的無線連接建立之后，即在無線自組織網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浯_定之后，該算法初始化網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于所有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌袋c(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，需要為網(wǎng)絡(luò)中的可穿戴電源維護(hù)設(shè)備和地面指揮設(shè)備分配唯一的標(biāo)識(shí)號(hào)，以區(qū)分每個(gè)不同的設(shè)備。然后，對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)和多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，不需要額外的網(wǎng)絡(luò)初始化操作。對(duì)于點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)和多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，需要生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑，即路由路徑。

2.7數(shù)據(jù)傳輸過程

該算法只需控制多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中的點(diǎn)到點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸和多點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸。對(duì)于對(duì)等網(wǎng)絡(luò)和對(duì)等網(wǎng)絡(luò)，算法將數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)侥繕?biāo)設(shè)備。該算法對(duì)多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)和多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備之間的雙向通信使用相同的控制。對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，該算法將設(shè)備可以攜帶的數(shù)據(jù)發(fā)送到可以直接連接到該設(shè)備的曲面命令設(shè)備，接收數(shù)據(jù)的曲面命令設(shè)備將檢查數(shù)據(jù)是否已存儲(chǔ)（如圖1所示），并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)躍點(diǎn)。只有地面線路設(shè)備1和3可以直接接收可以進(jìn)行電氣修理的數(shù)據(jù)。然后，地面進(jìn)給設(shè)備1將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到地面進(jìn)給設(shè)備2，地面進(jìn)給設(shè)備3將數(shù)據(jù)發(fā)送到地面進(jìn)給設(shè)備4和5，從而在所有地面管道設(shè)備之間分發(fā)可以進(jìn)行電氣修理的數(shù)據(jù)。

結(jié)語：

由于現(xiàn)場(chǎng)可訪問數(shù)據(jù)與戴爾可發(fā)運(yùn)數(shù)據(jù)之間的交互導(dǎo)致無法立即執(zhí)行電信和維護(hù)，因此現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的有效實(shí)施受到限制。同時(shí)，它還會(huì)阻止現(xiàn)場(chǎng)遵守運(yùn)營(yíng)法規(guī)，這可能導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)交付規(guī)劃不充分。此外，員工利用率和運(yùn)營(yíng)規(guī)模效率低下。此外，在分配戴爾工作單時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)電信網(wǎng)絡(luò)必須考慮到戴爾工作單的調(diào)度要求。這包括但不限于：工作人員資格、困難、工作人員地點(diǎn)、履行的任務(wù)、考績(jī)、工作人員負(fù)擔(dān)、業(yè)務(wù)相互依存和設(shè)備差異。電信網(wǎng)可以滿足大衛(wèi)任務(wù)序列的現(xiàn)場(chǎng)管理要求，電信網(wǎng)可以分析大衛(wèi)任務(wù)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)度?，F(xiàn)場(chǎng)供電網(wǎng)的優(yōu)化有助于提高運(yùn)營(yíng)效率，確保運(yùn)營(yíng)質(zhì)量。因此，需要詳細(xì)研究可用于現(xiàn)場(chǎng)電信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化方法，以執(zhí)行戴爾工作單。

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