變電站內工作人員的安全定位與監控研究論文
摘要：本文對基于UWB高精度定位的設備進(jìn)行了軟硬件研發(fā)系統設計, 主要考慮其在變電站等需要進(jìn)行安全作業(yè)的區域施工上的一些問(wèn)題與功能模塊的設計, 以及從系統的部署方式與整體框架層面進(jìn)行了設計分析�？紤]了系統的各功能模塊的覆蓋與可擴展性。對于基礎定位設計環(huán)節進(jìn)行了闡述。
關(guān)鍵詞：UWB; 高精實(shí)時(shí)定位; 變電站; 系統設計;
變電站作為電網(wǎng)的基礎, 也是電網(wǎng)生產(chǎn)運行的高危工作區域, 其作業(yè)安全管理尤為重要。統計數據表明, 變電站現場(chǎng)的安全事故中大約有三分之一是由于值班人員或作業(yè)人員未認真執行設備巡視規程、未認真執行安全操作與管理規程、超區域作業(yè)、現場(chǎng)監護查勘不到位等人為因素所造成的。
通過(guò)室內定位UWB和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù), 實(shí)現室內高精度定位室內外實(shí)時(shí)定位, 第一時(shí)間有效獲取人員位置信息、時(shí)間信息、軌跡信息等, 及時(shí)發(fā)現遺漏異常行為, 實(shí)現自動(dòng)化監管設施的聯(lián)合動(dòng)作, 提高應急響應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(dòng)式巡檢為主動(dòng)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(wú)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據。
1 系統功能模塊
(1) 實(shí)時(shí)定位, 智能預警:進(jìn)入電站內部, 根據各種工作人員、巡檢人員和視察人員佩戴不同標簽對其進(jìn)行實(shí)時(shí)定位和智能預警。 (2) 智能巡檢, 智能預人員位置長(cháng)時(shí)間靜止不動(dòng);人員規定時(shí)間位置錯誤;巡檢人員路線(xiàn)錯誤。 (3) 重要物品監管:全天候監管內部重要物資;采用超寬帶定位技術(shù)可以實(shí)現對貴重物品有效監管和追蹤。 (4) 視頻聯(lián)動(dòng)與追蹤一旦發(fā)生報警, 中心服務(wù)器會(huì )自動(dòng)根據定位信息進(jìn)行視頻聯(lián)動(dòng), 并進(jìn)行位置追蹤。 (5) 緊急情況人員管制:一旦出現緊急事件, 可通過(guò)管控中心實(shí)時(shí)了解到所有電站內部人員的位置信息。管控中心根據事件發(fā)生地, 及時(shí)進(jìn)行快速調度和人員管制。為管理人員提供道路引導幫助。 (6) 二次開(kāi)發(fā)與遠程監管:提供位置信息, 利于客戶(hù)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā);提供web版客戶(hù)端利于客戶(hù)與自身中心服務(wù)器對接;提供APP客戶(hù)端, 便于遠程監管。 (7) 中心服務(wù)器統一監管:提供標準接口, 便于超寬帶定位導航系統與GIS地理信息系統、攝像監控系統等平臺對接;提供強大的定位、導航、監控、數據處理、服務(wù)、指揮調度以及云分析等一系列功能。 (8) 中心系統平臺職能:根據電站的特殊性, 中心系統平臺具有多種系統職能, 包括智能巡檢監控、位置信息綜合查詢(xún)、智能簽到與智能點(diǎn)名、業(yè)務(wù)指標實(shí)時(shí)統計和監測功能、系統數據分析功能、常用報表查詢(xún)功能、系統信息資源檢索、視頻監控信息集成、報警系統集成、實(shí)時(shí)位置標記、廣播聯(lián)動(dòng)集成、消防聯(lián)動(dòng)集成、設備運行狀態(tài)監測功能、系統配置功能。
2 軟硬件研發(fā)
2.1 定位標簽與安全帽的集成
(1) 主要功能, 集成在安全帽的上的定位標簽在進(jìn)入所設定的危險區域中, 實(shí)時(shí)預警, 保障工作人員的安全。預警提示主要包括LED燈、蜂鳴器、振子三種方式。 (2) 消音設置, 當進(jìn)入危險區域時(shí), 蜂鳴器會(huì )報警, 此時(shí)若想關(guān)閉當前的蜂鳴器報警, 可以按一下標簽外殼上的按鍵。蜂鳴器報警即解除。 (3) 充電功能, 鋰電池電量不足造成無(wú)法工作時(shí), 也在線(xiàn)對鋰電池充電, 電源為專(zhuān)用電源。 (4) 設置功能, 標簽可通過(guò)Micro USB進(jìn)行設置, 設置內容包括:標簽ID, 標簽振子開(kāi)關(guān)等, 設置功能可擴展。
2.2 硬件部署方案
我們設計的相關(guān)高精定位軟件, 通過(guò)與廠(chǎng)商定位硬件SDK通訊, 實(shí)時(shí)獲取定位目標的二維坐標值, 并將此結果, 應用到軟件平臺中, 提供高級的上層應用服務(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(gè)廠(chǎng)商的定位硬件設備。
YYHardware Server:硬件與上層軟件應用的溝通層。
YYWeb Server:上層應用與WEB服務(wù)。
整個(gè)軟件系統使用B/S的.架構, 主要為了提供軟件上的部署。在實(shí)際需要監控的工作場(chǎng)景環(huán)境中, 部署好定位設備系統, 我們與這些硬件設備進(jìn)行統一通訊, 對硬件進(jìn)行設置、獲取定位實(shí)時(shí)數據等操作。用戶(hù)在遠程WEB上, 進(jìn)行功能性的操作, 通過(guò)WEB界面與遠程的定位環(huán)境進(jìn)行通訊與控制。
2.4 軟件平臺框架功能設計
圖2 高精定位系統平臺框架遠景設計圖
設計實(shí)現與廠(chǎng)家定位硬件系統的對接標準, 在此基礎上, 設計“定位硬件虛擬層”“定位硬件統一API接口”。通過(guò)此硬件層面, 預留將來(lái)與其他廠(chǎng)家硬件的規約接入。
整個(gè)應用軟件平臺設計內部的核心處理引擎, 對外以接口的方式提供軟件、硬件訪(fǎng)問(wèn)。
在上層應用中, 主要實(shí)現二維地圖的展示、系統參數配置、硬件設置、地圖端告警等功能模塊。
3 結語(yǔ)
變電站內使用UWB技術(shù)對工作人員進(jìn)行安全定位與監控, 是出于安全管理的要求。所進(jìn)行的設計, 既要符合目前的安全作業(yè)標準, 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)是可以運用在變電站區域中的。與此相關(guān)的配套軟硬件產(chǎn)品, 也是為了保障整個(gè)管控是可操作可使用的, 也是具備方便性的。
整個(gè)設計以安全為出發(fā)點(diǎn), 以軟硬件相配合技術(shù)為手段, 內外兼修實(shí)現了平臺的成功建設。
參考文獻
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