礦山防誤識別跟蹤智能管理系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用

摘要：通過分析我國現(xiàn)有礦山供電防誤識別管理系統(tǒng)的基本現(xiàn)狀，對于防誤識別跟蹤智能管理系統(tǒng)進行了總體介紹，同時對系統(tǒng)的構(gòu)建、系統(tǒng)組成做了系統(tǒng)描述，也對應(yīng)用系統(tǒng)建立后產(chǎn)生的實際實施效果做了簡單地總結(jié)描述。

關(guān)鍵詞：防誤識別;智能跟蹤;管理系統(tǒng)

一、概述：

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的高速發(fā)展，以物聯(lián)網(wǎng)+、云服務(wù)、云計算、人工智能等前沿技術(shù)，結(jié)合 “以人為本”的理念，為保證煤礦企業(yè)電力系統(tǒng)中人、機、物、法、環(huán)進行安全、可靠、經(jīng)濟和穩(wěn)定運行，研發(fā)了一套基于物聯(lián)網(wǎng)的礦山供電防誤識別智能管理系統(tǒng)。它主要基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)，利用最先進的防誤識別智能管控理念，針對礦山供配電系統(tǒng)工作，實現(xiàn)操作過程可追溯，流程再造、細化操作流程、杜絕步驟丟失、防誤拒動、高壓近電預(yù)警、防觸電語音報警、故障診斷與應(yīng)急處理等功能。有效的規(guī)范管控企業(yè)員工工作流程，防止誤操作引起的電力事故發(fā)生，給企業(yè)在供電安全生產(chǎn)上保駕護航。

系統(tǒng)由參與活動的設(shè)備或人、識別碼標簽、手持終端、電腦服務(wù)器、防誤識別跟蹤智能管理軟件組成。將“互聯(lián)網(wǎng)+” 首次應(yīng)用到傳統(tǒng)系統(tǒng)中，通過對人、機、物、環(huán)、管理，針對影響現(xiàn)場安全的“人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)、機電設(shè)備隱患、周邊安全環(huán)境和管理”五要素進行實質(zhì)化、可操作的管理平臺，實現(xiàn)人與人、人與物、人與管理、人與環(huán)境的有機結(jié)合。

二、項目實施背景

在煤礦電力行業(yè)里，高壓供配電系統(tǒng)的主要作用是負責輸送電能、轉(zhuǎn)換電壓等級、轉(zhuǎn)換運行方式、投切負荷等，它是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備之一。高壓開關(guān)柜的可靠穩(wěn)定運行直接關(guān)系著電網(wǎng)的安全，高壓開關(guān)柜內(nèi)有著大量可操作設(shè)備，如斷路器、隔離開關(guān)和接地刀閘等，大型高壓開關(guān)柜主接線和二次接線非常復(fù)雜，如果高壓開關(guān)柜的安全管理不到位，很容易就會造成誤操作事故。一旦對高壓開關(guān)柜發(fā)生電氣誤操作，往往會造成電網(wǎng)大范圍停電、設(shè)備損毀、人身傷亡等，嚴重的甚至?xí)?dǎo)致電網(wǎng)振蕩解列，社會影響也不容忽視。

從多年的經(jīng)驗來看，從歷次發(fā)生的誤操作事故案例來看，純粹依靠規(guī)章制度等安全組織措施，依然無法從根本上杜絕人為惡性誤操作事故的發(fā)生。

人為惡性誤操作的屢屢發(fā)生，為煤礦高壓電力系統(tǒng)生產(chǎn)運行敲響了警鐘，讓我們逐步認識到防止誤操作的重要性和緊迫性。

三、總體系統(tǒng)設(shè)計理念

目前，國內(nèi)外煤礦企業(yè)防誤供電系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展到僅對 “設(shè)備”防誤閉鎖或者進行設(shè)備約束，設(shè)備級的防誤方式很難以達到對人的行為規(guī)范、供電設(shè)備的運行狀態(tài)進行實時管控、分析及處理。

構(gòu)建一個滿足各級站點需求的基于物聯(lián)網(wǎng)礦山供電防誤識別智能管理系統(tǒng)，通過探索，建立標準化、自動化、智能化、信息化的防誤技術(shù)監(jiān)督管理、推理模型，搭建一套集監(jiān)控管理、防誤識別、云計算為一體的智能化管控平臺，適用于各級站點對防誤系統(tǒng)技術(shù)管控需求，實現(xiàn)防誤系統(tǒng)技術(shù)監(jiān)控管理工作的標準化。其主要職能是以煤礦高壓供電設(shè)備防誤系統(tǒng)技術(shù)監(jiān)控管理為中心，圍繞防誤系統(tǒng)技術(shù)監(jiān)控管理主線合理構(gòu)筑防誤管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)核心和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

四、總體系統(tǒng)架構(gòu)搭建

基于物聯(lián)網(wǎng)的礦山供電防誤識別智能管理系統(tǒng)包含云服務(wù)器、智能手持終端、高壓近電預(yù)警裝置、高壓語音報警拒動裝置、智能二維碼電子數(shù)據(jù)交互模塊等五大關(guān)鍵部分，各部分協(xié)同工作系統(tǒng)框架如圖1所示。

云服務(wù)器作為整套管理系統(tǒng)的指揮大腦，通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)從高壓近電預(yù)警裝置、高壓語音報警拒動裝置及手持終端獲取供電設(shè)備電路運行情況及工作狀態(tài)信息，通過云計算技術(shù)對信息進行細致縝密的分析，并按照應(yīng)急處理預(yù)案處理供電事故。

智能手持終端作為整套系統(tǒng)主要對人行為干預(yù)和管控的移動工作站，通過接收云服務(wù)器端下發(fā)的攜帶操作屬性的電子識別碼，給操作人員提供操作步驟及規(guī)范，通過藍牙4.0通訊技術(shù)與智能二維碼電子數(shù)據(jù)交互模塊進行數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)電子開票、驗票，實時提取高壓語音報警拒動裝置中的工作數(shù)據(jù)，通過拍攝和錄音記錄人員的操作過程，通過離線存儲與無線通訊技術(shù)將操作過程中的音像數(shù)據(jù)、操作程序數(shù)據(jù)和提取的工作數(shù)據(jù)及時送報云服務(wù)器端。

高壓近電預(yù)警裝置作為系統(tǒng)中帶電腔體電路運行狀態(tài)實時監(jiān)測的智能檢測模塊，將帶電信息實時傳輸至高壓語音報警拒動裝置，實現(xiàn)對開關(guān)柜帶電操作的拒動。此外帶電腔體電路運行狀實時回傳至服務(wù)器端，作為服務(wù)器監(jiān)測電網(wǎng)供電狀況的依據(jù)，發(fā)生斷電時自動發(fā)出應(yīng)急預(yù)案提醒切換備用電源。

高壓語音報警拒動裝置作為整套系統(tǒng)的防誤執(zhí)行機構(gòu)，根據(jù)高壓近電預(yù)警裝置監(jiān)測的電路運行狀態(tài)，通過高壓拒動裝置采集的煤礦供電設(shè)備信息來源包括：礦井供電運行狀態(tài)數(shù)據(jù)、故障信息數(shù)據(jù)、電能數(shù)據(jù)等。對員工的帶電誤操作以及操作對象混亂等動作拒絕執(zhí)行，并發(fā)出智能語音提示。

智能二維碼電子數(shù)據(jù)交互模塊作為高壓語音報警拒動裝置與智能終端實現(xiàn)電子數(shù)據(jù)交互的功能模塊，通過藍牙4.0技術(shù)將全部數(shù)據(jù)傳至智能手持終端。

五、系統(tǒng)界面

基于物聯(lián)網(wǎng)的礦山供電防誤識別智能管理系統(tǒng)，已陸續(xù)應(yīng)用于開灤集團公司東歡坨礦、呂家坨礦以及范名莊礦，對現(xiàn)場操作人員的行為起到了很好的管控作用，最大限度的避免了礦井下人為誤操作導(dǎo)致的事故，達到通過對人的行為干預(yù)和管控，來實現(xiàn)對人的“本質(zhì)安全性”保護，近而避免危險情況的發(fā)生給企業(yè)帶來各種損失，給企業(yè)創(chuàng)造明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。部分應(yīng)用界面如下：

操作員登錄系統(tǒng)后，根據(jù)操作票操作順序下發(fā)開關(guān)操作指令，并傳送到手持終端，生成電子操作票，如圖2所示。

六、實施效果

應(yīng)用后，不同類型用戶登陸后享有相應(yīng)不同的權(quán)限，用戶操作數(shù)據(jù)可以實時發(fā)回給后臺數(shù)據(jù)庫，并檢測各個反饋渠道的信息，進行數(shù)據(jù)篩選，之后生成報告。規(guī)范了員工的操作流程，干預(yù)管控人的行為軌跡，避免了操作失誤現(xiàn)象的發(fā)生;方便現(xiàn)場信息的反饋與處理，提高了工作和生產(chǎn)效率;提供異常預(yù)警報警信息，杜絕事故發(fā)生，提高生產(chǎn)安全性;應(yīng)用界面友好，人性化，操作簡單，具備語音提示功能，方便操作人員使用。

總之，礦山供電防誤識別智能管理系統(tǒng)設(shè)計，從整體宏觀到各個局部過程都起到了對工作人員行為的很好的管控作用，杜絕了由于工作人員的操作失誤造成人員的安全問題，確保生產(chǎn)的安全性和高效性，避免了由于人為操作失誤給企業(yè)帶來的安全隱患和經(jīng)濟損失。

參考文獻：

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作者簡介：李澤利，1972年7月出生，男，河北唐山人，工程師，現(xiàn)在開灤（集團）信息與控制中心從事機電技術(shù)研究工作。