李秋實(shí) 董肇暉 劉樹勇 李冰玉 楊旭東

摘 要：可穿戴設(shè)備是一種可穿戴的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是一種新的人機(jī)交互形式。本文采用便攜式安全帽和電子手表技術(shù)結(jié)合后臺(tái)輔助系統(tǒng)，為變電檢修人員提供輔助安全保障，及時(shí)預(yù)警人員危險(xiǎn)行為，在發(fā)生安全事故時(shí)及時(shí)提供應(yīng)急救援。便攜式終端實(shí)時(shí)監(jiān)控工作場(chǎng)所的危險(xiǎn)情況，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)捷o助系統(tǒng)。輔助系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)了解每位員工的工作空間，并將必要的信息反饋給員工。

關(guān)鍵詞：可穿戴設(shè)備;安全輔助;輔助系統(tǒng)

前言

安全是電力企業(yè)永恒的主題，雖然近年來我國電力生產(chǎn)安全事故大幅下降，但電力企業(yè)安全生產(chǎn)形勢(shì)依然嚴(yán)峻。 2011年，全國發(fā)生發(fā)電人身或死亡事故30起，其中死亡38人，比去年同期增加5起，死亡5人。人身事故的發(fā)生主要是由于部分一線工作人員安全意識(shí)低、安全技能差、違規(guī)行為普遍所致。目前，電力公司配備了絕緣、個(gè)人防護(hù)用品、攀爬等多種安全工具，但大多不具備主動(dòng)安全報(bào)警功能。借助現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，要加強(qiáng)現(xiàn)役國防力量安全裝備的研發(fā)。便攜技術(shù)是一種可用于身體的緊湊型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是一種新的人機(jī)交互形式。便攜式技術(shù)是大型高科技公司正在努力探索的最熱門技術(shù)之一。國內(nèi)一些電氣設(shè)備公司開發(fā)了偽電子頭盔和偽電子時(shí)鐘報(bào)警器，但它們?cè)诎l(fā)電廠的應(yīng)用尚未普及，具有遇險(xiǎn)報(bào)警、語音呼叫、攝像頭、事故報(bào)警等功能的便攜式設(shè)備。警報(bào)可用于個(gè)人安全援助。

1應(yīng)用場(chǎng)景

1.1 設(shè)備巡視

借助變電站維護(hù)人員對(duì)設(shè)備的檢查，及時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行情況，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障。設(shè)備檢查包括定期檢查、專項(xiàng)檢查、夜燈檢查、巡視檢查等。

1.2 設(shè)備檢修

設(shè)備維修的目的是及時(shí)糾正設(shè)備故障，確保設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行，包括事故維修、定期維修、狀態(tài)維修等?，F(xiàn)場(chǎng)維修人員包括主管和工班成員。工作負(fù)責(zé)人協(xié)助工人階級(jí)的成員，并在更復(fù)雜的維修工作場(chǎng)所增加一名單獨(dú)的助理。

1.3 線路工作

工作人員爬上電線塔，進(jìn)行車牌安裝工作，拉緊電線，更換絕緣，清除異物，施工等工作，并進(jìn)行安全帶和扣具使用等安全措施。并且在塔下有專門的人員。

1.4 可穿戴設(shè)備的應(yīng)用

電工一出現(xiàn)健康異常就用便攜電器說話，擅自越過安全柵欄，誤帶電，低于帶電電器安全距離，附近帶電單元溫度過高，六氟化硫（SF6 ） 泄漏。報(bào)警，及時(shí)制止違法行為，預(yù)防安全事故;它還可以記錄工作過程的音頻和視頻，拍攝故障設(shè)備的照片，為工作人員提供遠(yuǎn)程控制，照明。夜間查詢電力設(shè)備參數(shù)、運(yùn)行方式等信息;當(dāng)員工因意外事故（例如觸電或跌倒）而墜毀時(shí)，會(huì)盡快向遠(yuǎn)程助手發(fā)送警報(bào)消息。遠(yuǎn)程助理收到報(bào)警信息后，可以從電子地圖上查看工作人員的位置信息，加快處理速度，及時(shí)處理。

2安全輔助系統(tǒng)的功能

輔助系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收所有便攜終端下載的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)了解每個(gè)員工的工作空間，并將相關(guān)信息反饋給員工。輔助系統(tǒng)的功能是：①定位工作人員，例如當(dāng)工作人員意外切換到實(shí)時(shí)間隔時(shí)，向工作人員發(fā)送警報(bào)信息;② 數(shù)據(jù)庫，如設(shè)備的參數(shù)和操作模式，根據(jù)便攜終端的使用情況向它們發(fā)送信息;③ 與手機(jī)通話 進(jìn)行語音通話;④ 接收和顯示便攜終端錄制的音視頻;⑤ 接收和查看便攜式終端拍攝的照片;⑥ 接收并顯示便攜終端發(fā)送的紅外熱像;終端。⑦接收來自便攜終端的近電流報(bào)警、SF6泄漏報(bào)警、跌倒報(bào)警、緊急報(bào)警信號(hào);⑧重復(fù)的工作流程;⑨數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

3安全輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)

幫助系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，數(shù)據(jù)表達(dá)和語音通話顯示在瀏覽器端，事件邏輯和數(shù)據(jù)庫管理在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)。基礎(chǔ)硬件層包括定位設(shè)備（Wi-Fi AP）、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（路由器、交換機(jī)、防火墻）和服務(wù)器;支撐層是底層基礎(chǔ)軟件，如數(shù)據(jù)采集、處理和存儲(chǔ)，包括傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（TCP/IP）、實(shí)時(shí)流協(xié)議（RTSP）、定位算法、電子地圖、數(shù)據(jù)庫等;公司團(tuán)隊(duì)為電工安全輔助實(shí)現(xiàn)了部分功能，包括誤輸入實(shí)時(shí)報(bào)警、數(shù)據(jù)驗(yàn)證、與員工語音通話、工作場(chǎng)所實(shí)時(shí)音視頻顯示、工作場(chǎng)所照片顯示、紅外工作場(chǎng)所熱成像過程統(tǒng)計(jì)等;表示層負(fù)責(zé)生成和展示監(jiān)控報(bào)警信息，包括PC輔助終端、語音終端、智能頭盔、智能手表等。

3.2 人員定位

變電站的電子地圖是二維地圖的形式，將變電站的位置和設(shè)備的位置信息按比例縮放到實(shí)際比例。輔助系統(tǒng)根據(jù)從Wi-Fi定位子系統(tǒng)獲取的人員坐標(biāo)數(shù)據(jù)，在車站地圖上實(shí)時(shí)顯示人員的軌跡。工作區(qū)和生活區(qū)提前在變電站的電子地圖上標(biāo)明。授權(quán)系統(tǒng)通過將協(xié)調(diào)的人員數(shù)據(jù)與工作區(qū)域和負(fù)載區(qū)域進(jìn)行比較來評(píng)估它是否超出范圍。如果超過限制，系統(tǒng)立即向工作人員發(fā)出警報(bào)，系統(tǒng)控制終端也發(fā)出聲音警報(bào)，提醒現(xiàn)場(chǎng)管理人員違規(guī)。當(dāng)系統(tǒng)向便攜終端發(fā)送報(bào)警信息或接收到報(bào)警信息時(shí)，電子卡上相應(yīng)的人員標(biāo)識(shí)以紅色顯示，并顯示報(bào)警信息。在變電站外工作時(shí)，調(diào)用已建立的GIS或百度地圖，根據(jù)GPS坐標(biāo)信息在地圖上定位工作人員。

3.3 報(bào)警信息記錄與查詢

用于安裝輔助系統(tǒng)的報(bào)警元件列表。同時(shí)，系統(tǒng)在電子卡上顯示報(bào)警信息和報(bào)警要素列表，并將報(bào)警信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中。報(bào)警內(nèi)容包括員工姓名、報(bào)警類型、報(bào)警時(shí)間和報(bào)警位置。報(bào)警類型包括跨境報(bào)警、物理偏差報(bào)警、近電報(bào)警、SF6 泄漏報(bào)警、跌倒報(bào)警和緊急報(bào)警。幫助系統(tǒng)還將便攜式終端傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫的其他信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，包括音頻和視頻、照片和紅外熱圖像。在事故調(diào)查過程中，可以查詢和回放求助系統(tǒng)中存儲(chǔ)的報(bào)警內(nèi)容、人員路徑、音視頻、照片、紅外熱像等。求助系統(tǒng)還具有統(tǒng)計(jì)分析功能，可以統(tǒng)計(jì)作業(yè)數(shù)量，總調(diào)查日期、組名、變電站名稱、人員姓名、工作類型、報(bào)警類型等條件。

4 結(jié)語

本文在電氣工作場(chǎng)所使用便攜式技術(shù)，可以幫助解決員工的人身安全問題并提高員工工作效率。目前，電力領(lǐng)域?qū)Ρ銛y技術(shù)的研究仍處于起步階段，不可避免地面臨設(shè)備體積龐大、電池壽命差、靈敏度差、成本高、快速技術(shù)等短期內(nèi)不易解決的問題。智能頭盔、智能手表等便攜設(shè)備在電器行業(yè)乃至其他行業(yè)的應(yīng)用越來越普及。

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作者簡介：李秋實(shí)（研究生，高工）、董肇暉（本科，高工）、劉樹勇（本科，高工）、李冰玉（研究生，助理工程師）、楊旭東（研究生，高工）國網(wǎng)冀北電力有限公司檢修分公司2D53453F-AB58-405C-94D1-B69E72447833