探研電站管理系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

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1系統(tǒng)構(gòu)架

多功能電站值巡管理系統(tǒng)由手持多功能機(jī)和配套標(biāo)識(shí)鈕、監(jiān)控系統(tǒng)以及值巡管理軟件等幾個(gè)部分組成。手持多功能機(jī)包括有感應(yīng)發(fā)射接收頭、信息采集傳輸模塊、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊、高壓感應(yīng)語(yǔ)音模塊、LED照明電路、語(yǔ)音對(duì)講模塊、電源等幾個(gè)部分。標(biāo)識(shí)鈕包括有接收發(fā)射感應(yīng)線圈和集成芯片2個(gè)部分，芯片內(nèi)含信息發(fā)送電路、濾波抗干擾電路、數(shù)字編碼電路以及感應(yīng)電源生成等電路。標(biāo)識(shí)鈕內(nèi)含1串能代表某種身份的信息，所代表的身份可以是地址、設(shè)備、值班人員等的標(biāo)識(shí)。標(biāo)識(shí)鈕為無(wú)源微電子電路模塊，用ABS塑料封裝成微小紐扣狀。監(jiān)控系統(tǒng)為現(xiàn)場(chǎng)視頻信息攝錄傳輸專用。監(jiān)控視頻攝像頭可以根據(jù)值班車間設(shè)備分布情況配套單路或多路。配套管理軟件為值巡信息(包括圖像、文檔、數(shù)據(jù)表格等處理軟件。升級(jí)型的多功能電站值巡管理系統(tǒng)系在原有配備的基礎(chǔ)上，在手持機(jī)中增加1個(gè)具有GPS衛(wèi)星定位、攝錄像功能的PDA模塊，同時(shí)配套安裝自主研發(fā)的值巡軌跡記錄處理軟件。通過軟件功能的支持，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)攝錄聲像的存貯或回傳，同時(shí)生成由各個(gè)GPS定位點(diǎn)連結(jié)而成的移動(dòng)軌跡———值巡路線。

2功能及原理

2．1系統(tǒng)功能

a電子值巡功能。具體功能包括:①簽到，監(jiān)控、識(shí)別值班人員簽到與值班交接;②排班，可按需要設(shè)定值班排名順序，靈活修改設(shè)定;③識(shí)別，可準(zhǔn)確無(wú)誤地識(shí)別值班人員的身份、被巡查的地點(diǎn)(設(shè)備、巡查的時(shí)間;④存貯，可方便地把諸多值巡數(shù)據(jù)信息儲(chǔ)存在手持機(jī)里，最多存儲(chǔ)信息量可達(dá)3000條以上，斷電不丟失;⑤傳輸，手持機(jī)所巡檢的數(shù)據(jù)可通過聯(lián)絡(luò)機(jī)座傳輸至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)中的值巡管理中心將進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)處理，并生成各項(xiàng)列表備查;⑥查詢，通過互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器進(jìn)行查詢，能夠方便地詢查各類值巡數(shù)據(jù)，分析值巡結(jié)果;⑦拍攝，升級(jí)型系統(tǒng)的手持機(jī)可隨時(shí)拍攝現(xiàn)場(chǎng)圖像，并及時(shí)進(jìn)行存貯或傳回管理中心;⑧定位，升級(jí)型系統(tǒng)的手持機(jī)可進(jìn)行GPS衛(wèi)星定位，并能把值巡路線存貯于機(jī)內(nèi)或傳回值班管理中心。

b無(wú)線對(duì)講。通過手持機(jī)功能按鈕可以很方便地與電站值班管理中心實(shí)現(xiàn)無(wú)線對(duì)講，及時(shí)匯報(bào)值巡發(fā)現(xiàn)的異常情況，并可接受值班管理中心的隨時(shí)查詢。

c高壓警示。若值巡人員進(jìn)入高壓區(qū)，小于安全距離時(shí)，手持機(jī)上的高電壓檢測(cè)模塊將啟動(dòng)語(yǔ)音提醒電路，發(fā)出“高壓危險(xiǎn)”語(yǔ)音警示，提醒值巡人員注意高壓危險(xiǎn)，退出危險(xiǎn)區(qū)。

d強(qiáng)光照明。手持機(jī)上有一專用照明按鈕，按下可作夜間照明，也可作閃光警示聯(lián)絡(luò)信號(hào)。

e通訊連接。完善互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)管，使本值巡管理系統(tǒng)在電站的管理中發(fā)揮更大的作用。遠(yuǎn)在城郊的電站單位管理中心，通過本地計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程操作直接登錄電站值班中心(生產(chǎn)車間的電腦進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)查閱，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)的監(jiān)管。生產(chǎn)車間的值班狀況、各項(xiàng)巡查數(shù)據(jù)報(bào)表將一一呈現(xiàn)在管理者眼前。偏遠(yuǎn)山區(qū)通信不便，尤其是外出壩區(qū)、線路、設(shè)備等巡查時(shí)，往往只能依靠手持機(jī)與值班中心(生產(chǎn)車間的無(wú)線對(duì)講聯(lián)絡(luò)，也可通過DMR數(shù)字中轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行IP互聯(lián)通話，即讓語(yǔ)音信號(hào)載入互聯(lián)網(wǎng)傳送至管理單位無(wú)線子機(jī)上，實(shí)現(xiàn)值巡人員與單位管理者實(shí)時(shí)無(wú)線通話。

2．2工作原理

2．2．1標(biāo)識(shí)鈕

標(biāo)識(shí)鈕是1個(gè)內(nèi)含64位數(shù)據(jù)的電子標(biāo)簽，體積大小類似于普通的紐扣電池，每個(gè)標(biāo)識(shí)鈕的編碼都是唯一的，且不可復(fù)制。經(jīng)系統(tǒng)編輯設(shè)置后，每個(gè)標(biāo)識(shí)鈕只表示1個(gè)設(shè)備(包括地址代碼或1個(gè)值巡人員身份信息。把不同編碼的標(biāo)識(shí)鈕安裝在待巡檢點(diǎn)或待巡設(shè)備上，并將標(biāo)識(shí)鈕編碼及對(duì)應(yīng)安裝地點(diǎn)等信息存入電腦中。當(dāng)值巡員在用手持機(jī)靠近標(biāo)識(shí)鈕時(shí)，標(biāo)識(shí)鈕接收到手持機(jī)發(fā)出的射頻信號(hào)，通過內(nèi)部感應(yīng)電源生成電路產(chǎn)生1個(gè)能啟動(dòng)標(biāo)識(shí)鈕工作的電壓，標(biāo)識(shí)鈕一經(jīng)啟動(dòng)，既能同時(shí)發(fā)送1串身份碼信息，讓手持機(jī)中的數(shù)據(jù)采集器接收(信息讀取。

2．2．2手持機(jī)

手持機(jī)由信息采集存儲(chǔ)、無(wú)線對(duì)講、智能手機(jī)電路(升級(jí)型系統(tǒng)中以及高壓警示、強(qiáng)光照明等幾個(gè)部分組成。

a信息采集存貯電路。當(dāng)手持機(jī)接近標(biāo)識(shí)鈕時(shí)，標(biāo)識(shí)鈕工作啟動(dòng)并發(fā)射一串身份碼，讓手持機(jī)中的數(shù)據(jù)采集器接收(信息讀取并同步存貯下來(lái)。再通過數(shù)據(jù)連接把這些代表某種身份的信息(如值巡人員的身份、設(shè)備標(biāo)識(shí)、地點(diǎn)標(biāo)識(shí)、信息采集時(shí)間等傳輸至電腦上進(jìn)行處理。

b無(wú)線對(duì)講模塊。手持機(jī)上的無(wú)線對(duì)講模塊與值班中心的基臺(tái)配對(duì)，通過對(duì)講模塊的語(yǔ)音—電磁波轉(zhuǎn)換，即能實(shí)現(xiàn)與基臺(tái)同頻通話。

cPDA模塊。在升級(jí)型系統(tǒng)中，手持機(jī)中的核心組件即為PDA模塊，通過功能軟件的支持，實(shí)現(xiàn)了值巡現(xiàn)場(chǎng)拍攝的聲像儲(chǔ)存或回傳，各個(gè)GPS定位點(diǎn)的連結(jié)形成1個(gè)移動(dòng)軌跡(軟件自動(dòng)生成，即為值巡人員的值巡路線。

d高壓警示模塊。高壓警示模塊主要由電磁感應(yīng)接收頭和信號(hào)放大處理、語(yǔ)音驅(qū)動(dòng)等電路組成。通過設(shè)置，當(dāng)手持機(jī)距離高壓帶電設(shè)備小于安全距離時(shí)，高電壓的50Hz電磁波在高壓模塊的感應(yīng)頭上產(chǎn)生一定強(qiáng)度的電磁信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)電路放大處理后啟動(dòng)語(yǔ)音警醒電路，發(fā)出“高壓危險(xiǎn)”的語(yǔ)音警示。

e強(qiáng)光電路。強(qiáng)光電路中內(nèi)置一時(shí)基翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路，通過按鈕可控制其翻轉(zhuǎn)速度從而使閃光、平光可控。

2．2．3監(jiān)控?cái)z像

現(xiàn)場(chǎng)活動(dòng)的場(chǎng)景經(jīng)監(jiān)控?cái)z像頭轉(zhuǎn)化為視頻信號(hào)，輸送至電腦軟件管理系統(tǒng)中進(jìn)行存儲(chǔ)處理，并通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸影像資料至遠(yuǎn)程管理中心。2．2．4軟件管理系統(tǒng)電腦上安裝值巡管理軟件，用于設(shè)定巡值計(jì)劃、保存值巡記錄，并根據(jù)計(jì)劃對(duì)來(lái)自各個(gè)標(biāo)識(shí)鈕編碼信息和視頻信息的記錄情況進(jìn)行分析，從而掌握正常、漏檢、誤點(diǎn)等情況，形成有關(guān)值巡人員、值巡班組、設(shè)備(或地點(diǎn)、巡查路線以及交接班等情況的報(bào)告列表。

3使用方法

系統(tǒng)投入使用之前，可先通過管理軟件作多項(xiàng)設(shè)置。根據(jù)預(yù)先輸入設(shè)定的值巡人員的身份代碼、地點(diǎn)設(shè)備代碼進(jìn)行值巡路線與值巡組的設(shè)置。代表值班值巡人員的標(biāo)識(shí)鈕分別由值班值巡員佩戴，代表設(shè)備(或地點(diǎn)的標(biāo)識(shí)鈕安裝在需要重點(diǎn)值巡的設(shè)備(或地點(diǎn)上。標(biāo)識(shí)鈕可直接敷設(shè)在混凝土的淺表層里，也可以粘貼在設(shè)備外殼上。按一定的次序把各個(gè)值巡點(diǎn)的標(biāo)識(shí)鈕連在一起，就形成了一條完整的值巡路線。當(dāng)值巡員按設(shè)定的路線和時(shí)間到達(dá)設(shè)備值巡點(diǎn)后，只需將手持機(jī)在巡檢點(diǎn)(標(biāo)識(shí)鈕前一晃，按動(dòng)記錄按鈕，手持機(jī)中的存儲(chǔ)器便記錄了值巡員到達(dá)該設(shè)備的時(shí)間、地點(diǎn)及設(shè)備代碼等相關(guān)信息。值巡結(jié)束后，手持機(jī)通過連接座向電腦輸入所有的采集數(shù)據(jù)，系統(tǒng)軟件對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并自動(dòng)形成一份關(guān)于值巡人身份、值巡時(shí)間、值巡地點(diǎn)、巡檢設(shè)備等內(nèi)容的值巡報(bào)告。在值巡過程中，若沒按正常設(shè)定要求巡視，時(shí)間提前或推后或漏查，管理軟件將自動(dòng)判定巡查記錄無(wú)效，并生成巡查統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告，包括提供各班組正常巡查率、漏查率及早到、遲到率等管理數(shù)據(jù)。管理中心也可隨時(shí)方便地查詢到相關(guān)信息(巡查班組、巡查人員、巡查路線、正常記錄、不準(zhǔn)時(shí)記錄、漏查記錄等的分類報(bào)表，對(duì)違規(guī)失職問題進(jìn)行分析和處理。若在夜間巡回檢查時(shí)，可啟用強(qiáng)光照明。此外，在值巡過程中可以利用對(duì)講功能實(shí)時(shí)與值班管理中心對(duì)話或匯報(bào)值巡中發(fā)現(xiàn)的問題，同時(shí)也可接受來(lái)自值班中心的查詢。當(dāng)值巡員進(jìn)入高壓帶電區(qū)域時(shí)，高壓警示功能將自動(dòng)進(jìn)入監(jiān)測(cè)狀態(tài)，隨時(shí)提醒高壓危險(xiǎn)。

4系統(tǒng)解決問題及其優(yōu)勢(shì)

系統(tǒng)是基于偏遠(yuǎn)電站的管理不到位存在諸多安全隱患而提出并構(gòu)建的。系統(tǒng)的投入使用實(shí)現(xiàn)了以科技手段對(duì)電站值巡人員、設(shè)備等進(jìn)行多方位的監(jiān)管，使得電站管理水平有了質(zhì)的飛躍，管理制度得到了充分的落實(shí)，安全生產(chǎn)得到最大的保障。本系統(tǒng)的投入，其最大的成效就是能有效地解決許多偏遠(yuǎn)電站管理中存在的7個(gè)問題:①紀(jì)律松懈，責(zé)任心不強(qiáng)，工作現(xiàn)場(chǎng)缺乏有效監(jiān)管手段;②交接班、值巡等制度落實(shí)不到位，存在有脫崗、離崗、連班等違規(guī)現(xiàn)象;③日常巡查到位情況和記錄數(shù)據(jù)無(wú)法把握其真實(shí)性;④大量巡檢信息保存不便、易丟失、耗工時(shí);⑤信息查詢不便，無(wú)法有效利用數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)備作缺陷分析;⑥個(gè)別人員思想麻痹，安全意識(shí)淡薄，在巡檢帶電(特別是高壓設(shè)備時(shí)違規(guī)靠近與操作，危及人身和設(shè)備安全;⑦有些新電站，其二次設(shè)備方面較之傳統(tǒng)電站更為簡(jiǎn)潔可靠，這常成為值班人員粗心大意的“借口”，使得巡查到位率和巡檢質(zhì)量問題變得更為突出。多功能電站值巡管理系統(tǒng)集多功能于一身，建設(shè)成本低，使用方便，是強(qiáng)化電站安全管理和提高值巡到位率的有效幫手。與目前類似的輔助管理系統(tǒng)相比較，多功能電站值巡管理系統(tǒng)具有更多的優(yōu)勢(shì)。

a系統(tǒng)引入視頻監(jiān)控與無(wú)線對(duì)講的輔助功能，使得值巡系統(tǒng)的識(shí)別能力更加強(qiáng)大。通過場(chǎng)景的視頻監(jiān)控和無(wú)線語(yǔ)音查詢以及監(jiān)測(cè)值巡人員身份標(biāo)識(shí)，完全杜絕了混亂的值班頂替、連班、交接班不到位、脫崗及替代巡查等現(xiàn)象，確保電站按計(jì)劃值巡。

b地處自然環(huán)境惡劣的山區(qū)電站，交通通信極為不便，當(dāng)巡回檢查在外的值巡人員發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常或有相關(guān)急事匯報(bào)時(shí)，即可通過手持機(jī)及時(shí)匯報(bào)情況，并接受管理中心指揮的應(yīng)急隱患處理指令，為及早杜絕事故障礙贏得更多的時(shí)間，真正做到防患于未然。

c電站多功能值巡管理系統(tǒng)除在電站(電力行業(yè)應(yīng)用外，也可以應(yīng)用到水庫(kù)(大壩、溢洪道、水閘與河道等水利工程的巡查管理上。

5工作展望

惠安縣地處東南沿海，全縣有大中小型水庫(kù)30余座，1000kW以上的水電站2處，共5座，均地處偏遠(yuǎn)山區(qū)，交通通訊不便。每逢汛期臺(tái)風(fēng)暴雨，電站、水庫(kù)必遭重襲，巡回檢查成為及早發(fā)現(xiàn)隱患的主要途徑。多功能電站值巡管理系統(tǒng)這一科技監(jiān)管手段的應(yīng)用，將大大提高值班和巡回檢查的質(zhì)量，做到防范于未然。目前，在有關(guān)部門的支持下，多功能電站值巡管理系統(tǒng)正著手申報(bào)縣級(jí)以上科技計(jì)劃項(xiàng)目。根據(jù)投入經(jīng)費(fèi)情況，計(jì)劃分3個(gè)階段實(shí)施。第一階段擬在2座主要的電站投入使用;第二階段在另3處電站投入使用;第三階段為值巡管理系統(tǒng)升級(jí)階段，主要升級(jí)完善的工作有2個(gè)方面:①在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上增加GPS定位值巡、攝像照相等技術(shù)，使其應(yīng)用范圍更廣，實(shí)用性更強(qiáng);②完善互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)通過互聯(lián)網(wǎng)在單位管理中心計(jì)算機(jī)上實(shí)時(shí)監(jiān)管每一座電站的值巡活動(dòng)，查閱各項(xiàng)巡查表報(bào)資料以及值班現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)景影像資料等，進(jìn)一步規(guī)范管理，提高監(jiān)管質(zhì)量，促進(jìn)電站安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

作者：陳東風(fēng)單位：福建惠安縣水利局