何世堅，黃 培，黃澤汛，周 斌

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司河池供電局，廣西壯族自治區(qū) 河池 547000）

當(dāng)前，人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)都屬于快速發(fā)展的先進(jìn)技術(shù)，這兩種技術(shù)的融合被應(yīng)用在許多領(lǐng)域，具有很高的技術(shù)價值。文章主要就人工智能與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在安全工器具智能管理中的運(yùn)用進(jìn)行了研究。

1 研究背景

在電力生產(chǎn)過程中，常常會使用到許多類型的安全工器具，一般是配合“兩票”進(jìn)行使用，其主要作用是避免作業(yè)時人員出現(xiàn)傷亡情況或產(chǎn)生職業(yè)危害，同時也能保障電網(wǎng)安全，技術(shù)人員都會使用對應(yīng)的專用工器具。電力安全工器具的管理工作也是十分重要，其規(guī)范管理影響到電力生產(chǎn)的安全水平。當(dāng)前，許多變電站及輸電站的安全工器具管理都是運(yùn)用人工填寫紙質(zhì)資料并保管信息的方式，具體的管理內(nèi)容包括工器具試驗(yàn)和壽命周期管理、臺賬管理、使用管理以及工具檢查管理等。在進(jìn)行新工器具添加和舊工器具報廢時，管理人員也需手工進(jìn)行臺賬更新，效率偏低，這也使得經(jīng)常出現(xiàn)安全工器具數(shù)量不準(zhǔn)、管理丟失等問題，由于檢查工作周期進(jìn)行，在下一個檢查日時才能發(fā)現(xiàn)問題，給安全工器具的使用帶來很多麻煩。而大部分變電站的安全工器具都具有數(shù)量多、類型雜的特點(diǎn)，這更增加了實(shí)際管理難度，無法準(zhǔn)確且及時掌握工器具狀態(tài)，間接導(dǎo)致變電站運(yùn)行出現(xiàn)安全隱患。

2 人工智能技術(shù)

計算機(jī)科學(xué)發(fā)展過程中，較為先進(jìn)的技術(shù)之一就是人工智能，該技術(shù)致力于對人類的智力進(jìn)行領(lǐng)悟，挖掘其中本質(zhì)，確?？茖W(xué)技術(shù)能盡可能體現(xiàn)人類智能特點(diǎn)，反映出的相近方式就是新型人工智能機(jī)器。當(dāng)前，人工智能技術(shù)也在快速開發(fā)并推廣應(yīng)用，比如多種工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)機(jī)器人都融入了人工智能，導(dǎo)航系統(tǒng)中也可應(yīng)用人工智能，發(fā)揮出語音與圖象識別等功能。在人工智能理論中，人類思維意識是核心，該項(xiàng)技術(shù)的開發(fā)過程也是模擬人類思維，向更為成熟的技術(shù)領(lǐng)域逐步延伸，因此，科學(xué)界也將人工智能定義為模擬人類的技術(shù)，在未來發(fā)展中，人工智能也可能超越人類思維能力。對人工智能的研究，需融合多種專業(yè)知識理論，比如說計算機(jī)、心理學(xué)以及社會學(xué)等，人工智能還具有廣泛性特點(diǎn)，學(xué)科可劃分為許多分支，比如說控制系統(tǒng)、PID控制以及機(jī)械臂等方面的研究。人工智能的核心為人工智能算法，具體包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、分層聚類算法、關(guān)聯(lián)規(guī)則學(xué)習(xí)、異常檢測以及聚類分析等算法類型。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心為RFID技術(shù)，該技術(shù)主要?dú)w屬于通信技術(shù)，其可以利用無線識別原理來鎖定目標(biāo)，對其進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫操作。無線識別系統(tǒng)和被識別目標(biāo)之間需要建立起光學(xué)接觸或機(jī)械接觸，系統(tǒng)本身也具有著安全性強(qiáng)、使用周期長、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)勢，其在設(shè)備自動識別的領(lǐng)工員中得到了廣泛應(yīng)用，對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展有著深刻影響。各種物體和各類狀態(tài)條件下，都能利用RFID技術(shù)來進(jìn)行自動識別并處理信息，還可同時對多個物體加以識別。RFID技術(shù)也能夠?qū)Χ鄠€移動目標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)距離識別，這點(diǎn)在電力安全工器具的管理中，可做到實(shí)時檢測多種工器具移動狀態(tài)，從而判斷出工器具被借出和還入的情況，基于特定算法也能對識別裝置與安全工器具之間的距離計算獲取，調(diào)整到合適距離有助于工具的準(zhǔn)確定位。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)會將互聯(lián)網(wǎng)、RFID、激光掃描裝置以及定位系統(tǒng)的信息傳感器連接起來，在連接過程中也會基于約定協(xié)議，而互聯(lián)網(wǎng)可與任何物品實(shí)現(xiàn)連接，促進(jìn)信息的通訊交換，構(gòu)成一種可智能定位、識別、跟蹤、管理以及監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)，這就是物聯(lián)網(wǎng)。在網(wǎng)絡(luò)中的物體信息能夠可知、可感、可控、可傳。物聯(lián)網(wǎng)本身的層次結(jié)構(gòu)包括感知延伸層、業(yè)務(wù)層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層，這種技術(shù)是在互聯(lián)網(wǎng)與計算機(jī)技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)上，經(jīng)由世界信息產(chǎn)業(yè)多種信息技術(shù)融合產(chǎn)生的，也是一種新興技術(shù)體系。物聯(lián)網(wǎng)的基本屬性為，不管在任何地點(diǎn)、任何時間，任何個體及任何物體都能夠利用任何網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)連接，促進(jìn)信息流通。

人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)本身是兩種獨(dú)立技術(shù)，相互之間的融合會產(chǎn)生很大影響，人工智能可以看作是先進(jìn)大腦，而物聯(lián)網(wǎng)也被稱作是“數(shù)字神經(jīng)系統(tǒng)”，在兩者融合之后，人工智能主要對整個系統(tǒng)的決策進(jìn)行控制，隨著當(dāng)前數(shù)據(jù)量額的快速增長，為了保證數(shù)據(jù)分析更為高效合理，人工智能也變得更為重要，一般是通過引入AIoT來發(fā)揮出技術(shù)融合的潛力，AIoT即是指物聯(lián)網(wǎng)人工智能的概念，人工智能算法與以往物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的算法有著很大不同，其對于理解數(shù)據(jù)有著獨(dú)特方法，可以解決許多復(fù)雜問題，因此，人工智能算法也被認(rèn)為是發(fā)明算法的算法。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與人工智能算法結(jié)合后，可有效提高定位和查詢的準(zhǔn)確性，也能方便對工器具運(yùn)動軌跡進(jìn)行計算。

4 融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與人工智能的安全工器具智能管理分析

4.1 安全工器具智能管理裝備

本次選用的安全工器具智能管理裝備為融合了人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能安全工器具管理柜。該裝備在進(jìn)行設(shè)計時，采用了基于人體工程學(xué)的自由拼裝隔板方式，能夠?qū)⑻攸c(diǎn)不同的安全工器具合理組合存放，實(shí)現(xiàn)良好管理。同時，該管理裝備還能夠配合工器具檢修流程管理、電網(wǎng)物資管理進(jìn)行工作，整個管理貫徹在安全工器具的全壽命周期，智能化技術(shù)的融入也使得工器具管理實(shí)現(xiàn)精細(xì)化。

安全工器具智能管理柜的優(yōu)勢在于以下幾點(diǎn)：一是可進(jìn)行自由拓展，不管是單柜形式還是多柜形式，都可自由轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)一拖多設(shè)計，提高了使用的靈活性；二是管理柜可保證不間斷供電，由于配備了獨(dú)立的供電結(jié)構(gòu)，在特殊的斷電情況下，其也能自行供電，確保工器具能正常借出使用；三是支持與系統(tǒng)連接，智能管理柜中設(shè)計了數(shù)據(jù)接口，可與安全工器具智能管理系統(tǒng)進(jìn)行有效連接，整體工器具的倉儲過程呈現(xiàn)閉環(huán)管理形式；四是能確保一物一格，設(shè)置了標(biāo)準(zhǔn)化隔板，能夠?qū)⒄麄€柜內(nèi)空間合理劃分，隔板還能夠自由調(diào)整，保證工器具進(jìn)行“一物一格”存放，可以確保管理中獲取更為準(zhǔn)確的工器具狀態(tài)數(shù)據(jù)，也有助于延長工器具生命周期；五是能保持恒溫恒濕，柜內(nèi)配備了獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)及除濕系統(tǒng)，工器具在存放時的環(huán)境條件良好。

4.2 安全工器具智能管理系統(tǒng)

4.2.1 系統(tǒng)主要功能分析

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與人工智能的特點(diǎn)，以及當(dāng)前安全工器具管理的切實(shí)需求，融合這兩項(xiàng)技術(shù)的安全工器具智能管理系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)包含了以下幾項(xiàng)功能。

第一，應(yīng)當(dāng)具有在線管理電力安全工器具的功能，在現(xiàn)場使用安全工器具過程中，系統(tǒng)可以進(jìn)行智能化統(tǒng)計，讓安全工器具都能夠通過身份驗(yàn)證方可使用，若不能夠驗(yàn)證則需作出警告。

第二，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)可針對電力安全工器具的試驗(yàn)日期、報廢日期進(jìn)行到期提醒，一旦到達(dá)期限，系統(tǒng)自動發(fā)出通知，讓技術(shù)人員將安全工器具盡快收集開展試驗(yàn)或者進(jìn)行工具的報廢更換，保證安全工器具的管理到位，體現(xiàn)出程序化和規(guī)范化。

第三，應(yīng)具有檢查并記錄電力安全工器具的功能，技術(shù)人員對工器具進(jìn)行檢查，再將檢查的結(jié)果錄入到系統(tǒng)當(dāng)中，同時在系統(tǒng)中進(jìn)行電子簽名，確定檢查工作完成，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與人工智能融合應(yīng)用下，系統(tǒng)該項(xiàng)功能可實(shí)現(xiàn)檢查記錄的無紙化，還能夠讓電力企業(yè)的管理人員和對應(yīng)上級部門利用遠(yuǎn)程方式對安全工器具檢查狀況加以查看，確保管理效果提升。

第四，應(yīng)具有對電力安全工器具借用管理的功能，安全工器具借用是十分常見的活動，而對于智能管理系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)做到將正常借用的工具信息進(jìn)行自動化記錄，而若是借用工器具的人員為外來人員或是沒有電子身份的運(yùn)行人員，則可由技術(shù)人員將借用信息手動錄入到系統(tǒng)中，切實(shí)做好安全工器具的跟蹤，避免出現(xiàn)工器具遺漏丟失問題。

第五，應(yīng)具有針對電力安全工器具缺陷管理的功能，該項(xiàng)功能的特點(diǎn)就是能夠結(jié)合系統(tǒng)對工器具的檢查，將具有缺陷情況的工器具問題錄入到智能管理系統(tǒng)中，隨后系統(tǒng)還會通知管理人員處理工器具缺陷問題，避免現(xiàn)場使用不合格的安全工器具。

第六，應(yīng)具有允許站端人員進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)的功能。基于安全工器具的使用情況，站端人員能夠在系統(tǒng)中增添或刪除使用人員，也能對人員權(quán)限進(jìn)行更改，還能夠調(diào)整新工具器的試驗(yàn)信息、臺賬情況以及使用周期信息，保證安全工器具的管理更加合理。

第七，應(yīng)具有使用過程中的接地線定位功能，準(zhǔn)確定位變電站當(dāng)中的接地線，同時促進(jìn)已掛接地線的具體編號和位置信息顯示在系統(tǒng)顯示屏中，保證對接地線的管理落實(shí)。

第八，應(yīng)具有打印工器具檢查記錄表、臺賬、借用記錄表等資料的功能，打印出的紙質(zhì)資料方便各技術(shù)人員查看，便于更好地使用安全工器具。

第九，應(yīng)具有控制門禁的功能，安全工器具智能管理系統(tǒng)只能允許通過身份認(rèn)證的人員進(jìn)入到工具室當(dāng)中，保證工器具的合規(guī)使用，而一些沒有身份卡或不能通過系統(tǒng)身份認(rèn)證的人員則不可進(jìn)入工具室并取用工器具。

第十，應(yīng)具有在線管理安全工器具室內(nèi)環(huán)境溫濕度的功能，系統(tǒng)節(jié)約對室內(nèi)溫濕度進(jìn)行自動化檢測，同時控制空調(diào)裝置與除濕裝置智能化開啟或關(guān)閉，若是裝置出現(xiàn)故障問題，系統(tǒng)也會自動提醒負(fù)責(zé)人及時處理。

上述基于人工智能與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合的安全工器具智能管理系統(tǒng)功能，可以更好地滿足安全工器具管理工作的需要，從而保證現(xiàn)場技術(shù)人員使用安全工器具的合規(guī)性，既能夠提高工器具管理效果，也有利于確保電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)。

4.2.2 系統(tǒng)主要構(gòu)成分析

安全工器具的智能管理系統(tǒng)構(gòu)成，主要可劃分為兩個部分，即變電站端、服務(wù)器與監(jiān)控端。前者主要是對安全工器具的管理庫房信息登記，同時監(jiān)控工器具使用變化，結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的RFID手段和人工智能算法，保證完整記錄安全工器具的編號、基本信息以及借出與歸還情況信息，還會將信息傳送到中心管理服務(wù)器中。后者則是接收變電站端上傳的實(shí)時信息數(shù)據(jù)，再將這些信息進(jìn)行整合、統(tǒng)計、分類以及計算，再基于功能要求獲取到警示信息及對應(yīng)報表，負(fù)責(zé)管理的技術(shù)人員可借助Server或Browser方式來瀏覽及查詢服務(wù)器當(dāng)中的保存數(shù)據(jù)，服務(wù)器終端也會生成一定的警示信息，實(shí)時發(fā)送給管理人員。

基于安全工器具智能管理的功能設(shè)計可知，其系統(tǒng)中的軟件結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)包括安全檢測、實(shí)時監(jiān)控、信息查詢及報表以及工具數(shù)據(jù)維護(hù)等模塊，這些模塊即可細(xì)分為多種功能，比如軟件安全檢測模塊中包含了工具領(lǐng)用檢測登記功能、檢測結(jié)果處理功能、檢查中工具查詢功能等。

4.2.3 變電站中系統(tǒng)的實(shí)踐應(yīng)用

將本次研究的安全工器具智能管理系統(tǒng)應(yīng)用在220 kv的變電站當(dāng)中，進(jìn)一步判斷融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與人工智能的安全工器具智能管理裝備現(xiàn)場應(yīng)用效果。一方面在變電站段系統(tǒng)硬件中，除了主要進(jìn)行智能管理的安全工器具柜，還應(yīng)當(dāng)包含的硬件有安全工器具電子標(biāo)簽、人員身份信息驗(yàn)證卡、站端數(shù)據(jù)終端、信息采集裝置、監(jiān)控機(jī)以及服務(wù)器，這些硬件設(shè)備都能保障工器具管理工作有效落實(shí)，基本不會出現(xiàn)硬件相互干擾情況。另一方面是工器具管理系統(tǒng)軟件上，通過對軟件設(shè)計的逐步優(yōu)化完善，現(xiàn)今的管理系統(tǒng)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場安全工器具管理的各項(xiàng)功能，保證工器具管理的可靠性。系統(tǒng)在經(jīng)過一段時間的試用后可發(fā)現(xiàn)，確認(rèn)裝備與系統(tǒng)都能滿足工器具管理的需求，通過有效管理，極大地減輕了技術(shù)人員的作業(yè)強(qiáng)度，管理工作還具有智能化特點(diǎn)。

5 結(jié)論

綜上所述，安全工器具的智能化管理裝備和系統(tǒng)可融合人工智能與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位工器具、無紙化管理并提高管理的效率。此次研究了一種安全工器具的智能管理柜裝備，其能夠?qū)崿F(xiàn)分格存放管理，保證管理的有序性和可靠性，智能管理的系統(tǒng)則是以實(shí)際管理需求為準(zhǔn)，設(shè)計多項(xiàng)功能，包括自動記錄信息、發(fā)出預(yù)警等。