國網北京昌平供電公司 張慈杭 高明亮 許崇耀 逯勝建 高 麒 閆 靖 高際惟

隨著配電網快速發(fā)展，電力設備運行水平不斷提升，配電站室均已實現(xiàn)無人值守的運行模式。為確保配電站室的設備安全運行，應提升配電站室安全設施的智能化水平，如配電站室門禁。目前，由于各供電公司所轄配電站室具有數(shù)量多、分布廣、運行環(huán)境差等特點，而運維人員人數(shù)和精力有限，在對配電站室進行日常巡視和管理過程中，以現(xiàn)階段機械鎖具門禁的現(xiàn)狀，鑰匙管理不規(guī)范、無監(jiān)控，使得配電站室存在設備運行風險和安全管理隱患[1]。

經過長期運行經驗總結發(fā)現(xiàn)，針對配電站室門禁的管控方面往往存在以下問題：門禁往往采用傳統(tǒng)鎖具方式，導致鑰匙數(shù)量多，若存放不規(guī)范，運維人員前往配電站前會出現(xiàn)查找困難的情況，影響工作效率；因為是機械鎖具，鑰匙在未授權的情況下也可隨意拿取，且鑰匙存在易丟失、易復制、配套鎖具易生銹的情況，影響設備安全；配電站室數(shù)量多，導致門鎖的開關無實時記錄，無法追溯開門人員，門鎖管控的智能化水平較低；各種人員進出配電站室均需運維人員前往開門，而配電站室分布范圍廣，導致人力物力成本增加。

為解決上述問題，本文提出搭建基于物聯(lián)網技術的配電站室智能門禁管控系統(tǒng)，構建“互聯(lián)網+ 門鎖”管控體系[2-4]，采用低功耗窄帶物聯(lián)網（Narrow Band Internet of Things,NB-IoT）技術[5-6]，實現(xiàn)配電站室門禁的智能化管理，從而杜絕未經允許私自進站、無票進站、未按計劃時間工作等嚴重違反生產安全規(guī)定的情況發(fā)生。

1 配電站室智能門禁管控系統(tǒng)主要結構

配電室智能門禁管控系統(tǒng)采用NB-IoT 技術，由管理工作站、云服務器、電腦鑰匙、無線數(shù)據(jù)終端、門鎖、門磁和鎖控APP 組成（圖1），主要特點如下。

圖1 配電站室智能門禁管控系統(tǒng)主要結構

通信低功耗：NB-IOT 網絡具有廣覆蓋、低功率、支持大數(shù)量連接、應用成本低等特征，應用低功耗NB-IoT 技術能滿足門禁狀態(tài)監(jiān)測及通信應用需要，有效提高監(jiān)測覆蓋區(qū)域，消除覆蓋死角，降低建設、應用及維護成本；鑰匙智能通用：基于一把鑰匙授權后即可打開所有鎖具，成本低且方便管理。授權可配合檢修工單時間，只可在工單時間內使用開鎖。授權后的開鎖次數(shù)不受限制，開鎖過程無先后順序；鎖具安全性高：每把鎖具有唯一身份識別碼，識別碼只能被授權過的電腦鑰匙識別。門鎖狀態(tài)實時監(jiān)測，具備防盜功能；使用維護方便：通過更換鎖芯或整把鎖即可快速更換，調試時間少，施工安全簡單。

管理工作站/云服務器。管理工作站是整個系統(tǒng)運行的發(fā)起部分和最終結果的存儲部分。安裝有系統(tǒng)管理軟件，管理人員預先在工作站設定人員權限?？纱鎯λ行畔ⅲㄈ藛T信息、設備信息、操作信息等，運維人員通過工作站給鑰匙下發(fā)鎖具操作序列，管理工作站最終通過無線方式與電腦鑰匙或無線數(shù)據(jù)終端通訊；電腦鑰匙。是系統(tǒng)專用的操作鑰匙，是用于讀取鎖具身份識別碼、開啟授權范圍內的門鎖、自動記錄開鎖信息的智能化手持設備，電腦鑰匙內置藍牙模塊，具備密碼登錄等功能。

門磁、無線數(shù)據(jù)終端。門磁安裝在門上，可獲取配電站室房門的開閉狀態(tài)。無線數(shù)據(jù)終端采集門磁信號并通過NB-IOT 方式遠程傳送到云服務器，可使運維人員遠程實時獲取門鎖的狀態(tài)；智能鎖具。采用智能化電子控制結構，具有統(tǒng)一鎖芯結構、唯一身份識別碼，可被電腦鑰匙識別和控制，授權后即可被電腦鑰匙開啟；鎖控APP。內存儲系統(tǒng)設備數(shù)據(jù)，運維人員可通過鎖控APP 接收門鎖告警信息、查詢門狀態(tài)、查詢解鎖記錄、定位導航、鑰匙注銷、接收指令并通過藍牙通信向電腦鑰匙發(fā)送解鎖授權等。

圖2 配電站室智能門禁管控系統(tǒng)的電腦鑰匙

2 配電站室智能門禁管控系統(tǒng)主要功能及應用成效

門禁信息管理。門禁設備的信息包括鎖具編號信息、規(guī)格型號、地理信息等資料可保存在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，并與智能鎖具系統(tǒng)關聯(lián)，為業(yè)務應用提供數(shù)據(jù)支持，運維人員可根據(jù)權限對系統(tǒng)保存的門禁設備信息進行管理；門禁高安全性閉鎖。門禁鎖具采用防剪切鎖具，具有強度高、難破壞的特點。門禁使用時可配合現(xiàn)場工單時間，若工單時間已過、授權將注銷，門禁無法被打開。

門禁狀態(tài)監(jiān)測。門禁狀態(tài)由無線數(shù)據(jù)終端進行采集，通過低功耗NB-IoT 技術與后臺系統(tǒng)保持通信。平時使用時無線數(shù)據(jù)終端可定期向后臺主站發(fā)送門狀態(tài)信息。若配電站室房門非法打開時，無線數(shù)據(jù)終端能夠將門禁狀態(tài)變位告警信息實時發(fā)送給系統(tǒng)后臺，提示門禁告警信息；門禁異動開啟告警。當門禁狀態(tài)在無授權狀態(tài)下開啟時，管理工作站會顯示門禁異常開啟的告警信息，具備地理信息顯示條件時，可結合地理信息直觀的向運維人員展示當前告警門禁的位置、告警時間等信息。告警信息同時能推送給指定的鎖控APP，便于管理人員及時掌握門禁異動情況。

智能鎖控管理。門禁開啟必須使用具有授權的電腦鑰匙才能打開，授權指令可由系統(tǒng)后臺發(fā)送給指定的鎖控APP 或運維人員向后臺申請授權后，由云服務器遠程發(fā)送開鎖指令到鎖控APP。鎖控APP通過藍牙通信將授權信息發(fā)送到電腦鑰匙，由電腦鑰匙執(zhí)行門禁開鎖操作；作業(yè)信息查詢統(tǒng)計。現(xiàn)場作業(yè)門禁解鎖記錄、歷史告警信息，以及各種傳感器采集的數(shù)據(jù)信息均保存在系統(tǒng)服務器中，運維人員通過管理工作站或鎖控APP 進行歷史信息的查詢統(tǒng)計及數(shù)據(jù)分析，以便提高配電站室運維工作效率。

目前，基于物聯(lián)網技術的配電站室智能門禁管控系統(tǒng)已在國網北京昌平供電公司下轄所有配電站室推廣應用，電腦鑰匙授權使用已超過萬余次，違規(guī)進配電室情況發(fā)現(xiàn)率同期減少超95%，使用效果良好，極大提升了配電站室安全管控水平。在未安裝智能門禁系統(tǒng)時，每次運維人員需去現(xiàn)場為入站人員進行開門，來回折返消耗大量人力物力，影響工作效率。應用配電站室智能門禁管控系統(tǒng)后，經測算系統(tǒng)每年可為供電公司節(jié)省工車油耗超150萬元，若考慮人力成本和設備安全成本，經濟效益將提升更高。

綜上，基于物聯(lián)網技術的配電站室智能門禁管控系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了門禁的智能化管理、實時監(jiān)測告警、門禁動作在線紀錄，將配電室的安全管理由“被動”轉為“遠程主動”，保證了配電站室的設備物資安全，提升了配電站室管理規(guī)范化水平和生產效率，是能源互聯(lián)網建設在配電安全生產領域的有效落實。