基于智能鎖控技術(shù)的智能安全工器具系統(tǒng)研究

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司廣州供電局 孫嘉興 唐裕明 南方電網(wǎng)公司電纜系統(tǒng)安全與運(yùn)維保障重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 冉 倩

安全生產(chǎn)是電力企業(yè)的生命線，電力安全工器具是電力安全生產(chǎn)的最后一道防線。在電力生產(chǎn)中，根據(jù)各專業(yè)和工種的不同，員工要從事不同的工作和進(jìn)行不同的操作，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，為了順利完成任務(wù)而又不發(fā)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(yùn)行中的電氣設(shè)備進(jìn)行巡視、改變運(yùn)行方式、檢修試驗(yàn)時(shí)，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(shè)備上或鄰近帶電設(shè)備的地方工作時(shí)，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(jù)國家和行業(yè)相關(guān)要求，對電力安全工器具有著嚴(yán)格的規(guī)定，主要體現(xiàn)在：安全工器具需求識別、存放、領(lǐng)用、使用、檢驗(yàn)與維護(hù)、檢查、歸還、報(bào)廢都有明確的規(guī)定。錯(cuò)用和誤用安全工器具都可能導(dǎo)致人身安全事故事件，嚴(yán)重威脅現(xiàn)場作業(yè)人員的生命安全。

1 電力安全工器具規(guī)范化管理要求及困難

國家、行業(yè)以及電力企業(yè)均明確了電力安全工器具有關(guān)規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)。企業(yè)應(yīng)建立個(gè)人防護(hù)用品、工器具等生產(chǎn)用具的管理系統(tǒng)，對其需求識別、采購、驗(yàn)收與發(fā)放、培訓(xùn)、使用、檢驗(yàn)、檢查與維護(hù)、存放、報(bào)廢等相關(guān)環(huán)節(jié)有明確規(guī)定，符合國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

1.1 規(guī)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(yīng)經(jīng)過國家規(guī)定的型式試驗(yàn)、出廠試驗(yàn)和使用中的周期性試驗(yàn)，并做好記錄；安全工器具經(jīng)試驗(yàn)后，由試驗(yàn)人員按國家安全工器具技術(shù)規(guī)范規(guī)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(yàn)合格證”標(biāo)簽，注明試驗(yàn)單位部門、試驗(yàn)人、試驗(yàn)日期及下次試驗(yàn)日期等；安全工器具實(shí)行臺賬管理。各類安全工器具應(yīng)分類造冊登記，記錄編號、規(guī)格、制造廠、出廠日期、試驗(yàn)檢驗(yàn)情況等內(nèi)容，帳、卡、物一致。使用部門對檢查記錄、試驗(yàn)報(bào)告、出廠說明及有關(guān)技術(shù)資料等應(yīng)妥善保存，以備核查。

安全工器具應(yīng)分類編號、定置存放，存放處應(yīng)設(shè)有標(biāo)志和定置擺放劃線。安全工器具的編號應(yīng)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(fù)；需確保絕緣性能良好的安全工器具，其存放環(huán)境應(yīng)干燥通風(fēng)。絕緣安全工器具應(yīng)存放于溫度（-15℃～40℃）、相對濕度不大于80%的環(huán)境中，應(yīng)滿足國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、安全工器具技術(shù)規(guī)范和產(chǎn)品說明書有關(guān)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(yīng)使用，如：超過試驗(yàn)周期未試驗(yàn)的、試驗(yàn)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(yīng)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(shí)踐中，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)電力安全工器具管理和使用中出現(xiàn)問題，如，安全工器具領(lǐng)用和歸還不規(guī)范、無記錄。安全工器具超期未試驗(yàn)、未報(bào)廢。安全工器具現(xiàn)場擺放混亂，未滿足“三分開”管理要求[1]；安全工器具房環(huán)境溫濕度不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；臺賬管理不規(guī)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(tǒng)，通過技術(shù)手段替代人的行為，解決人員管理存在的不負(fù)責(zé)任、麻痹、習(xí)慣性懶惰以及監(jiān)管不到位問題。

1.3.1 安全工具管理方式演變及發(fā)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(diǎn)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(dǎo)致錯(cuò)誤率高，臺賬經(jīng)常對不上；信息化、智能化管理初級階段（主要技術(shù)是手持掃碼槍（有線式和無線式）掃一維碼或二維碼標(biāo)簽））。本階段特點(diǎn)是管理全依賴人員自覺掃碼，如不掃碼借出系統(tǒng)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(shù)：射頻標(biāo)簽（RFID）管理[3]，標(biāo)簽識別儀自動識別標(biāo)簽））。本階段特點(diǎn)是管理全依賴人員標(biāo)簽識別儀的識別率和標(biāo)簽的完好率，如射頻標(biāo)簽（RFID）損壞、丟失或識別儀識別錯(cuò)誤都會造成記錄出錯(cuò)，使用人還了工具系統(tǒng)的記錄沒有消除此條外借記錄，工具日常檢查記錄、試驗(yàn)周期到了沒有及時(shí)試驗(yàn)且被使用的幾率很大，而且做不到原位借還、無法責(zé)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(shù)：槍彈管控智能鎖控技術(shù)）。本階段特點(diǎn)是所有絕緣工器具全部用智能鎖管控起來，領(lǐng)用、歸還、日常檢查都先要進(jìn)行身份識別（系統(tǒng)登錄），每一步操作流程都有記錄。絕緣工器具周期性試驗(yàn)到期自動鎖定無法外借。所有臺賬一致性問題和責(zé)任到人都能得到保證。

1.3.2 確定解決方案

智能鎖控系統(tǒng)就是將電子技術(shù)、集成電路設(shè)計(jì)、大量的電子元器件結(jié)合多種創(chuàng)新的識別技術(shù)(包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、內(nèi)置識別卡、網(wǎng)絡(luò)報(bào)警、鎖體的機(jī)械設(shè)計(jì))等綜合的系統(tǒng)。不但具備RFID 的所有優(yōu)點(diǎn)，而且能解決RFID 的所有缺點(diǎn)。因此，本次實(shí)踐采用基于智能鎖控技術(shù)工器具管理系統(tǒng)。

2 基于智能鎖控技術(shù)智能工器具管理系統(tǒng)建設(shè)探索

安全工器具智能鎖控管理系統(tǒng)是在軍警槍支彈藥管理系統(tǒng)基礎(chǔ)上，針對電力行業(yè)特點(diǎn)專門開發(fā)的絕緣工器具管理系統(tǒng)。技術(shù)成熟，已在公安等行業(yè)廣泛使用，能夠使絕緣工器具管理真正實(shí)現(xiàn)全生命周期（出廠、入庫、借、還、試驗(yàn)、報(bào)廢等）管理[4]。

2.1 硬件系統(tǒng)

包括32寸電阻屏觸控顯示屏、身份識別儀、監(jiān)控系統(tǒng)（攝像頭、存儲）、門禁系統(tǒng)[5]、軟件平臺及服務(wù)器、掛墻55寸工業(yè)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(tǒng)組成

2.2.1 庫房環(huán)境控制部分

溫度控制器：根據(jù)工器具類型及存放區(qū)域不同，配置4個(gè)溫度傳感器，分別放置在備品區(qū)、桿類工具區(qū)、控制室、軟質(zhì)絕緣工具區(qū)，根據(jù)不同區(qū)設(shè)置不同溫度控制限值，一般設(shè)置15～30度，根據(jù)室外環(huán)境做適當(dāng)調(diào)整，防止工器具使用時(shí)結(jié)露，同時(shí)考慮節(jié)約用電降低能耗；濕度控制器：根據(jù)絕緣工器具存放管理要求，工器具庫房內(nèi)空氣相對濕度不大與60%。根據(jù)庫房功能區(qū)劃分不同，需在備品區(qū)、桿類工具區(qū)、控制室、軟質(zhì)絕緣工具區(qū)各配置一個(gè)濕度控制器，在室外智能送風(fēng)機(jī)進(jìn)出風(fēng)口各配置1個(gè)濕度控制器，2個(gè)智能送風(fēng)機(jī)需要配置4個(gè)濕度控制器。

智能送風(fēng)機(jī)：根據(jù)室內(nèi)面積選用風(fēng)量180～500m3/h 智能風(fēng)機(jī)2臺。根據(jù)室內(nèi)溫度和煙霧情況自動調(diào)整風(fēng)量；煙霧報(bào)警器。根據(jù)劃分的功能區(qū)，備品區(qū)、桿類工具區(qū)、控制室、軟質(zhì)絕緣工具區(qū)每個(gè)功能區(qū)配置1個(gè)共4個(gè)。煙霧報(bào)警器探測到煙霧達(dá)到報(bào)警值后即發(fā)送指令給主控主機(jī)切斷所有設(shè)備電源并啟動報(bào)警設(shè)備。

2.2.2 門禁控制部分

門禁控制結(jié)合智能鎖控系統(tǒng)對進(jìn)入庫房的人員識別身份，采用人臉識別系統(tǒng)1套，人臉識別系統(tǒng)除應(yīng)具備傳統(tǒng)身份識別，本系統(tǒng)需應(yīng)對與室內(nèi)大屏互連，與生產(chǎn)作業(yè)辦公系統(tǒng)連接；如使用人進(jìn)入絕緣工具器室門口，通過人臉識別進(jìn)入室內(nèi)，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(tǒng)互聯(lián)），同時(shí)也與生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)相連接，真正做到現(xiàn)代化智能科技工具室，從而免去了傳統(tǒng)意義各種繁雜的手續(xù)流程，也節(jié)省了大量的時(shí)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(jī)制，申請批復(fù)后才能打開智能鎖領(lǐng)用并記錄申請人、歸還時(shí)申請人驗(yàn)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(lǐng)取、錯(cuò)拿錯(cuò)放和歸還記錄等問題的發(fā)生。

圖2 硬件系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

2.3 監(jiān)控平臺

將環(huán)境監(jiān)測、視頻監(jiān)控、門禁人臉識別、鎖控系統(tǒng)，通過軟件平臺及服務(wù)器、掛墻55寸工業(yè)led顯示屏進(jìn)行展示，可實(shí)現(xiàn)異常報(bào)警，領(lǐng)用聲光展示，手機(jī)APP 遠(yuǎn)程查看等功能。

綜上，本文主要結(jié)論如下：安全工器具智能鎖控管理系統(tǒng)使絕緣工器具管理真正實(shí)現(xiàn)全生命周期（廠家、入庫、出廠日期、借、還、周期試驗(yàn)、報(bào)廢等）管理，實(shí)現(xiàn)對安全絕緣工具的全面規(guī)范管理，該系統(tǒng)具備責(zé)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(shù)字傳感、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信、智能鎖管控等先進(jìn)技術(shù)，提升安全工具的管理水平；對庫房內(nèi)各種設(shè)備的狀態(tài)及參數(shù)實(shí)時(shí)測控，真正達(dá)到了智能、規(guī)范、統(tǒng)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(yè)信息系統(tǒng)，自動提醒監(jiān)測、報(bào)廢，為作業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析提供信息化、數(shù)字化支撐；該項(xiàng)目已應(yīng)用于廣州供電局輸電管理二所安全工器具房，建設(shè)投運(yùn)將近1年，有效提高了效率、安全，取得了良好的管理效益。