电力安全工器具智能管理系统的研发及应用

王春胜

圣耀（集团）有限公司　　河北　任丘　 062550

摘要：在电力系统的维护和管理中，安全保护是电力企业非常关心的问题。因此，在进行检修工作时，更多地采用安全工器具来保护检修人员的人身安全和电力系统的稳定。然而，使用更多的安全工器具也带来了新的挑战，电力安全工器具的管理低效已成为急需解决的问题。传统安全工器具的管理多由人工组织审核，整体效率低下。因此，有必要充分利用现代信息技术，打造智能化管理系统，帮助提高安全工器具的管理效率，从而保持电力系统的平稳运行。文章主要探讨电力安全工器具智能管理系统的研发及应用。

关键词：电力安全工器具；智能管理系统；信息技术

1.前言

电网的维护和维修关系到人们的工作和生活，为保证电力系统的不间断运行，需要对电力系统进行日常维护和检修工作。安全工器具经常被用于电网检查，因此必须注意安全工器具的性能、耐用性和管理。因此，必须充分利用现代信息技术，克服人工管理的弊端，从而提高安全工器具的管理效率，维护电力系统的不间断运行。

2.电力安全工器具智能管理系统功能模块设计

2.1系统集成设计

由于电力安全工器具智能管理系统会在不同系统之间进行数据交换，因此系统集成应主要完成以下功能：①系统兼容性。为了使数据能够跨操作系统和不同开发语言的系统共享，需要跨平台的功能来实现数据交互。②接口标准。为保证数据输入输出的一致性，通信接口必须符合单一标准。③可扩展性。由于供电系统的不断完善和扩展，系统功能必须是可扩展的。④稳定性。为了避免系统更新和变化对界面的影响，需要提高界面的稳定性。

2.2生命周期管理功能设计

安全工器具全生命周期管理主要是为了方便检查安全工器具的寿命，以便及时更换安全工器具。全生命周期管理模块应录入有关安全工器具的所有相关数据，并在发现或更换报废工器具设备时自动修改并生成记录。一是建立电子档案，对现有的安全工器具进行编号，分类归档，明确保护部门、存放地点、实时状态记录，对安全工器具进行全面管理。妥善处置废弃的安全工器具，废弃安全工器具必须从库存中清除并转移到资产管理部门进行处理。

2.3RFID标签和安全门设计

RFID标签可用于监控安全工器具，将RFID标签贴在安全工器具表面后，自动读取并记录仓库出入口的设备编号，并加载初始状态，实现智能实时监控。安全门可以检测带有RFID标签的安全工器具，检测系统可以实时监控安全工器具，防止安全工器具丢失和被盗。安全门可以使用双向天线和读写器跟踪被监控仪器的状态，以检测警报声。

2.4视频监控模块

监控系统可24小时不间断监控仓库状态。在监控屏幕上可以观察进出的人，以及内部工器具的存放情况。但由于视频数据量大，存储时间只有2个月，可按时间查看视频。

2.5仓库环境监控模块设计

对仓库内的环境进行监控，可以安装传感器来测量仓库的温度和湿度，由管理设备进行监控，避免现场存储条件对安全工器具的影响。该模块主要是从数据监控层加载到远程监控层，提供有效的数据支持。

2.6数据统计和数据挖掘模块

为了更好地理解基本信息，例如安全工器具的使用频率，应该以图表的形式呈现。因此，要安装数据模型，如ARMR、GBDT等模型。还需要充分利用数据挖掘技术识别潜在有价值的信息，利用预测算法进行模拟分析，及时更换即将报废的安全工器具。

3.电力安全工器具智能管理系统的研发及应用

3.1创建大数据库

电力安全工器具智能管理系统所有功能扩展的基础是大数据库。应符合集中管理、开放边界的应用需求，采用"扁平化库表、读写分离、主外键并发管理"的设计原则，打造大型数据库功能。首先，作为最小的管理单位，每个工器具都有一个唯一的标识符，在窗口中显示为一个独立的图标。除了档案记录外，它还包括型号、序列号、制造商、交货日期、存储时间、校准和测试周期8个关键信息的日期和位置，按照3个层次、5个大类和45个子类进行结构化创建大数据库表。使用键/值非结构化数据存储作为链路轨迹，以提高容错水平和发现数据变化的速度。其次，设计基于MapReduce内部的空间数据存储关联规则，实现对被管理对象的实时图像操作。绿灯表示工器具可用，红灯表示产品尚未检查或检查已过期，黄灯表示已停用，灰灯表示已出库，蓝灯表示备用。安全工器具显示为单独的图标，人性化交互界面实现一键查询定位多维组合。最后，大型数据库的主外键主表配置为第三范式（3NF）以及建筑的各个层面，遵守整个信息管理流程。各单位分级分类，将个人防护用品、绝缘安全工器具、攀登工器具、安全围栏、标识牌同时纳入分布式集群管理范围，集成MapReduce大数据管理技术，从绝缘工器具、现场操作工器具、绝缘支持工器具创建核心管理模块，编译检验底层Hadoop程序，自动去除冗余数据，提高信息传递的流畅性，提高数据库的安全性。

3.2自动传感器模块的开发和使用

自动传感器模块包括使用人体指纹识别和登录、工器具指令、出库感应扫描和入库感应扫描。首先通过多维选择数据库连接的基础分支，打开MinMapReduce分支，插入所有用户凭证，完成个人密码和指纹认证双重管理，使用频率决定了数据访问方式和HBase优化方式。此外，工器具管理部分采用信息物理综合分析引擎，移动终端路径引导与现场声光系统协同工作，人机交互，精准定位。自动出入库传感器是基于图像识别技术的条码扫描检测单元，实现了光学图像、数字信息、条码信息三合一。同时包含虚拟确认记录，整体架构采用Matlab工器具模糊设计。通过人工智能神经元在大数据库中不断的诱导和积累信息，两种应用场景的访问和返回的比较一致性将是最终决策算法，以保证识别的准确性。相关信息实时返回数据库，引导MapReduce返回，终止使用系统中的安全工器具和存储登记，动态更新数据库信息并上传至云平台，实现多端口UTC广播效果实时显示。

3.3智能报警系统

智能报警系统作为确保数据信息全面准确、报警及时可靠的重要安全管理屏障，以可靠、合格、有效作为维护的实施原则，根据政策变化及时更新，并监控各种安全工器具的审查和检验周期。逻辑框架采用传统的LEC安全风险评估模型，触发值循环引导每日零点扫描，自动模式识别未经测试的安全工器具，红色预警提示，进入系统弹窗配置，智能安全管理无盲区。报警系统配置了报警蜂鸣器，显示在HMI窗口中，云平台立即反应，自动传出传感器模块出现故障。同时，管理系统对各工器具的使用程度进行登记，形成历史数据库，形成集状态监测、健康评估、趋势预警、自动核销等功能于一体的智能预警系统。

3.4创建分布式虚拟平台

智能管理系统采用大型数据库作为管理核心，由独立服务器支持，采用B/S架构，提供用户端即时在线浏览器登录，实现电力安全工器具物联网平台与一体化管理系统的融合。首先，为保证分布式虚拟Web端点服务的可操作性和可扩展性，开发高性能JavaASP对象，依托管理块命令扩展互联网+功能，打造通用区块链云平台支持手机登录、查看数据库、调用约会等功能。二是在管理上增加了智能管理系统，超级管家添加不同角色的成员，查看/添加/删除以不同的权限完成。每个用户所做的更改可以同步反映在数据库所在的服务器端，利用FPGrowth和KNN算法构建模型，开发大数据标注和分析能力，提高存储和检索效率，提高访问准确性，和分类去中心化区块链动态连接虚拟云平台，实时数据备份和存储，减少站点独立服务器程序损坏造成的损失。最后，将分布式共享与中央大数据库重组结合，打造多层次、多端口协同考核的智能管理引擎。通过功能研发和应用深化，打造以管理平台为中心的泛在云化物联网模型，可提高大型系统数据库的应用程序效率。

结束语：

电网维护需要安全工器具，日常维护需要30多种不同类型的安全工器具。因此，安全工器具的管理也成为电力企业管理的重要组成部分。为解决传统电力安全工器具管理中存在的资金管理效率低、安全漏洞多、人为干预等问题，必须利用现代信息技术来开发智能电力安全工器具管理系统，妥善管理安全工器具，防止安全工器具的丢失或损坏。电力安全工器具智能管理系统拥有强大的数据库，配备自动检测、智能报警和分布式虚拟平台，增强了安全工器具管理的标准化。系统中的每个管理单元组成一个完整的全生命周期封闭系统，具有传感器自动扫描和智能报警功能，信息通道及时反馈，有效防止了现场安全工器具的非法使用，夯实安全基础，提高管理质量和效率，助力电力系统安全生产目标的实现。智能电力安全工器具管理系统性能稳定，扩展性和兼容性好，打造完整了的管理系统和流程，对提高电力企业安全工器具的效率和规范化管理具有重要作用，对推广应用也具有重要意义。

参考文献：

[1]崔鹏程，徐斌，姜维杰，等.基于RFID技术的电力安全工器具管理系统研究与应用[J].中国战略新兴产业，2020（24）：52，54.

[2]魏萍，杨海兰.电力安全工器具全寿命周期管理系统的实际应用探索[J].建筑工程技术与设计，2019（21）：45-46.

[3]侯峰，王永亮，李秀广，等.电力安全工器具智能管理系统的研发及应用[J].宁夏电力，2020（2）：15-19.