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        RFID技術(shù)在輸變電工程建設中的應用

        2021-04-18 01:05:53于昊張君張聰利貢布多杰
        科技研究·理論版 2021年22期
        關(guān)鍵詞:輸變電工程RFID技術(shù)

        于昊 張君 張聰利 貢布多杰

        摘要:在輸變電施工過程中利用RFID物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連接施工現(xiàn)場人員、機械設備和工器具,通過對RFID標簽的數(shù)據(jù)讀寫操作和數(shù)據(jù)分析,可以實現(xiàn)施工過程動態(tài)管控,可以避免施工過程中的安全問題,提升質(zhì)量管理,實現(xiàn)一定的精益化、規(guī)范化施工。

        關(guān)鍵詞:輸變電工程;RFID技術(shù);電子圍欄;電子交底

        引言

        隨著電力基建的興起,輸變電工程建設與日俱增。輸變電工程施工現(xiàn)場作業(yè)點多,人員流動強,加之一些施工隊伍沒有形成安全文明施工習慣,常常導致作業(yè)票和施工現(xiàn)場不一致的現(xiàn)象,部分沒有經(jīng)過安全技術(shù)交底的人會參與到施工中,這是十分危險的,對危險點及技術(shù)要點不熟悉而導致的事故案例比比皆是,依靠傳統(tǒng)管理模式無法保證管理效果。應用基于RFID射頻技術(shù)實現(xiàn)電子交底和施工工器具狀態(tài)監(jiān)測的施工管理模式對于當前安全高壓態(tài)勢下的電力建設施工管理具有十分明顯的優(yōu)勢,可以借助技術(shù)手段實現(xiàn)對人員、機械設備及工器具的實時管控,對規(guī)范施工管理,提高管理水平,提升工程質(zhì)量具有重要的意義。

        1 RFID技術(shù)的基本原理

        RFID射頻識別是一種使用射頻技術(shù)的非接觸自動識別技術(shù),具有傳輸速率快、防沖撞、大批量讀取、運動過程讀取等優(yōu)勢。RFID系統(tǒng)主要由讀寫器(target)、應答器(RFID標簽)和后臺計算機組成,其中,讀寫器(target)實現(xiàn)對標簽的數(shù)據(jù)讀寫和存儲,由控制單元、高頻通信模塊和天線組成,應答器(RFID標簽)主要由一塊集成電路芯片及外接天線組成,其中電路芯片通常包含射頻前端、邏輯控制、存儲器等電路,供電原理可分為有源(acTIve)標簽、半有源(semiacTIve)標簽和無源(passive)標簽?;竟ぷ髟硎牵簶撕炦M入讀寫器發(fā)射射頻場后,將天線獲得的感應電流經(jīng)升壓電路后作為芯片的電源,同時將帶信息的感應電流通過射頻前端電路變?yōu)閿?shù)字信號送入邏輯控制電路進行處理,需要回復的信息則從標簽存儲器發(fā)出,經(jīng)邏輯控制電路送回射頻前端電路,最后通過天線發(fā)回讀寫器。

        2 RFID技術(shù)運用前期準備及技術(shù)應用研究

        2.1 應用前期準備

        在工程施工前編制策劃性文件,將RFID技術(shù)應用及管理作為項目部的一項整體工作進行部署,建立RFID技術(shù)應用組織架構(gòu),確定人員組織架構(gòu)及職責劃分,確保實施、運行、維護等功能的實現(xiàn)。在項目建設中開展RFID技術(shù)應用培訓,編制RFID技術(shù)應用操作手冊,提升操作人員的應用水平,為RFID技術(shù)在項目中的應用做好人才準備。在硬件選擇方面根據(jù)需要分別采購頻段若干無源式射頻標簽和若干有源式射頻標簽;具備NFC功能的手機或PAD;若干個射頻讀寫器;若干個通信模塊;系統(tǒng)計算機一臺。在軟件方面需要編寫基于手機NFC功能的RFID標簽讀寫軟件和基于計算機系統(tǒng)的RFID技術(shù)操作系統(tǒng)和后臺數(shù)據(jù)庫。

        2.2 應用研究

        RFID技術(shù)的主要特性在于a.數(shù)據(jù)的快速讀寫功能。使用讀寫裝置可直接將信息讀取至數(shù)據(jù)庫內(nèi),同時可以快速、批量處理標簽,并可以將處理的狀態(tài)寫入標簽,供下一階段數(shù)據(jù)處理的讀取判斷之用;b.小型化和多樣化的形狀。RFID在讀取上并不受尺寸大小和形狀的限制,不需為了讀取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷質(zhì)量。此外,RFID標簽也可往小型化與多樣形態(tài)發(fā)展,以應用在不同產(chǎn)品上;c.耐環(huán)境性。紙張一受到臟污就會看不到,但RFID對水、油和藥品等物質(zhì)具有很強的抗污性。RFID在黑暗或臟污的環(huán)境中,也可以讀取數(shù)據(jù);e.可重復使用。由于RFID的數(shù)據(jù)為電子數(shù)據(jù),可以反復被覆寫,因此可以回收標簽重復使用。如被動式RFID,不需要電池就可以使用,沒有維護保養(yǎng)的需要;f.每一張RFID標簽碼對應唯一的ID,具有唯一性。

        根據(jù)以上功能特點,可以在輸變電工程建設中應用RFID標簽碼的唯一性,將每一張RFID標簽指定唯一的人員、機械設備、工器具等,具有不可復制性;根據(jù)可重復使用特性用于機械設備、工器具檢修維保狀態(tài)的更新管理,用于人員角色和權(quán)限的動態(tài)管理;根據(jù)數(shù)據(jù)的快速讀寫功能可以在關(guān)鍵位置處設置讀寫裝置,用于人員及機械進出場管理與工器具出入庫管理。

        3 RFID技術(shù)在施工管理中的應用

        3.1人員管控

        在建設項目實施前,在RFID系統(tǒng)中錄入項目全體人員信息,分配RFID標簽ID,根據(jù)人員角色在系統(tǒng)中設置權(quán)限。實現(xiàn)以下的人員管控:

        3.1.1人員進出場管控。根據(jù)全員都具有唯一RFID標簽的特性,在施工出入口位置布置RFID讀寫裝置,可以在人員進出場時批量檢測所有人員信息,并形成出入場記錄,上傳至系統(tǒng)計算機中,可以實現(xiàn)員工工時統(tǒng)計和管理人員到崗到位情況監(jiān)督的功能。

        在高風險作業(yè)區(qū)域設置電子圍欄,可以檢查管理人員到崗到位管理情況,確保作業(yè)現(xiàn)場有作業(yè)監(jiān)護,杜絕管理人員不到位造成的安全事故。

        3.1.2實現(xiàn)電子交底和電子圍欄。首先根據(jù)作業(yè)內(nèi)容,在施工區(qū)域設置RFID讀寫裝置,實現(xiàn)電子圍欄功能。電子交底是施工人員經(jīng)過現(xiàn)場交底后由安全管理人員在RFID系統(tǒng)中輸入施工人員的交底信息,特征點包括:工作內(nèi)容、工作區(qū)域、工作許可范圍、工作許可時限、是否確認交底等信息,施工人員意味著獲得了相應施工區(qū)域的進入權(quán)限,若未經(jīng)交底或者不屬于該區(qū)域工作內(nèi)容的施工人員則會被警告禁止入內(nèi)。杜絕未經(jīng)過交底及施工許可擅自進入高風險作業(yè)區(qū)域造成的人員傷害。

        3.2機械和工器具管理

        在施工準備階段對機械設備及工器具配置唯一的RFID標簽,并粘貼牢固,可以實現(xiàn)機械設備及工器具管控。

        3.2.1機械設備及工器具出入庫管理。在工器具庫房門口設置RFID讀寫裝置,工器具出入庫過程中將自動檢測標簽,并形成記錄上傳至系統(tǒng)計算機。在施工出入口的RFID讀寫裝置,檢測機械設備的進出場情況??梢詫崿F(xiàn)設備及工器具的精益化管控,降低工器具丟失風險。

        3.2.2機械設備及工器具檢修維保管理。根據(jù)施工規(guī)范要求,為確保施工器具的安全、技術(shù)性能穩(wěn)定,要定期開展施工器具的狀態(tài)檢修,和維護保養(yǎng)。根據(jù)RFID標簽的可重復讀寫特性,在管理人員完成檢修及維護保養(yǎng)后,用手持RFID讀寫裝置(如具備NFC功能的手機等)對施工器具上的RFID標簽進行狀態(tài)寫入,并根據(jù)機械設備及工器具管理標準規(guī)定的檢修及維保周期進行倒計時管理??梢栽跈C械設備及工器具進出場、出入庫時通過RFID讀寫裝置自動讀取其檢修及維保狀態(tài),當超出規(guī)定的維保周期后將予以告警提示,可以確保施工器具安全狀態(tài)及性能時刻處于可控狀態(tài)。

        3.3 施工輔助管理

        在工序待確認點、重要施工成品、待測點處粘貼RFID標簽,并使用手持式RFID讀寫裝置實現(xiàn)工序狀態(tài)等信息的寫入、讀出操作。如,在管理人員進行現(xiàn)場檢查時可用手持式RFID讀寫裝置對轉(zhuǎn)序區(qū)域的RFID標簽,進行轉(zhuǎn)序信息讀取操作,若未經(jīng)過轉(zhuǎn)序許可將及時叫停下個工序施工,便于管理現(xiàn)場工序和分包人員行為,確保施工質(zhì)量,實現(xiàn)為精益化施工管控。

        4結(jié)語

        在輸變電施工過程中利用基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連接施工現(xiàn)場人員、施工機械和工器具,利用電子圍欄技術(shù)和后臺數(shù)據(jù)庫分析,可以實現(xiàn)施工過程動態(tài)監(jiān)控,有利于精益化、規(guī)范化施工,可以避免施工過程中的安全問題,提升質(zhì)量管理,加強施工管理整體水平。

        參考文獻

        [1]元媛,姜巖峰.射頻識別(RFID)技術(shù)綜述[J].半導體技術(shù),2006(1):803-804.

        [2]國家電網(wǎng)有限公司基建部.國家電網(wǎng)有限公司施工項目部標準化管理手冊(線路工程分冊2018年版)[M].中國電力出版社,2018.

        [3]國家電網(wǎng)有限公司基建部.國家電網(wǎng)有限公司施工項目部標準化管理手冊(變電工程分冊2018年版)[M].中國電力出版社,2018.

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