黃培新 黃曉彬

（廣東電網(wǎng)有限責任公司潮州楓溪供電局）

0 引言

安全帶主要防止高空作業(yè)人員意外墜落。在電力系統(tǒng)中，高空作業(yè)項目占比較高。安全帶的規(guī)范使用十分關鍵。傳統(tǒng)的安全帶為五點式高空安全帶，在高空作業(yè)中，施工人員受作業(yè)空間限制及出于方便移動的考慮，會私自解開保護繩，安全隱患較大。管理人員也無法做到對高空作業(yè)人員安全帶使用情況的實時監(jiān)測，存在安全管理漏洞。在此背景下，研發(fā)具有智能監(jiān)督功能的高空作業(yè)鎖扣裝置，將進一步提升作業(yè)防護效果，保證電網(wǎng)正常施工運維。

1 電力高空作業(yè)的幾大特點

1.1 溝通交流不便

電力高空作業(yè)項目較多，作業(yè)要求較高，需要多人配合才能完成［1-2］。但高空作業(yè)環(huán)境限制明顯，作業(yè)人員不方便攜帶較多的通信裝置。常用的對講通信設備也無法正常使用，且無形中增加高空墜物風險。這也使得高空作業(yè)人員與地面監(jiān)護人員不能進行高效快捷的溝通。

1.2 安全風險性較大

高空作業(yè)引發(fā)的墜落傷亡事故屢見不鮮。高空作業(yè)過程當中物體或者作業(yè)人員所擁有的能量偏大。能量釋放時會增加高空墜落風險，且高空墜落致死率較高。除此以外，高空作業(yè)風險系數(shù)高還表現(xiàn)為在高空作業(yè)過程中，容易發(fā)生物體打擊、坍塌等事故。

1.3 高空作業(yè)難度偏大

高空作業(yè)受作業(yè)環(huán)境限制十分明顯，作業(yè)位置要經(jīng)常轉(zhuǎn)換，甚至牽扯到較多的交叉作業(yè)。狹小的工作空間導致作業(yè)人員行走、轉(zhuǎn)身比較困難。因此高空作業(yè)人員除了要具備基本的高空作業(yè)技能、意識外，還必須有良好的作業(yè)防護裝置。

2 電力系統(tǒng)高空作業(yè)常規(guī)安全帶使用不足

對于高空作業(yè)人員來說，安全帶是預防墜落傷亡的主要保障。電力系統(tǒng)中高空作業(yè)項目較多，安全帶的使用更是必不可少［3-5］。國家也對高空作業(yè)人員安全帶的使用作了具體說明。雖然我國高空作業(yè)人員墜落傷亡事故有所減少，但也不乏部分施工作業(yè)人員缺乏基本的安全作業(yè)意識，沒有及時扣好鎖扣，引發(fā)安全事故。目前電力系統(tǒng)中高空作業(yè)最常使用的是五點式高空安全帶。五點式安全帶具有兩個安全掛鉤，兩個掛鉤的繩子不一樣長，長的繩子固定在橫擔等不需要經(jīng)常移動的位置，短的一條掛在需要經(jīng)常移動的位置，方便隨時掛跟取。長的一條稱為保命繩，因為不需要經(jīng)常移動。這種安全帶安全防護效果不太理想。安全繩的扣鉤，尤其連接于安全帶上的扣鉤是否鎖鉤或者是否正確鎖鉤主要靠作業(yè)人員主觀判斷。如果作業(yè)人員沒有正確鎖鉤，或忘記鎖鉤連接安全帶，或?qū)踩K系在不穩(wěn)定的物體上，或者扣鉤扣得太低，都可能會引發(fā)墜落事故。此外，地面的監(jiān)護人因為與高空作業(yè)人員作業(yè)位置相距太遠，只能采取仰視方式進行觀察監(jiān)護。白天作業(yè)情形下，天空光線較為刺眼，影響監(jiān)護人觀察。安全帶主繩卡扣一般位于高空作業(yè)人員腰腹部位置，也不容易被地面監(jiān)護人員觀察到，導致地面監(jiān)護人員無法對高空作業(yè)人員安全帶的使用情況做出準確判斷，不能及時對高空作業(yè)人員發(fā)出警告，也加大了墜落發(fā)生率。鑒于此，借助智能技術研發(fā)智能鎖扣和監(jiān)督裝置具有積極意義。

3 高空作業(yè)鎖扣智能監(jiān)督裝置設計亮點

高空作業(yè)鎖扣智能監(jiān)督裝置在不改變安全帶原有防護性能與結構的基礎上，在保命繩與掛鉤連接處加裝高空作業(yè)鎖扣智能監(jiān)督裝置，具備遠程開關控制、語音對講功能、太陽能充電、強行解鎖發(fā)出警報、特殊情況自行解鎖等功能，是一款實用性強的外置防護裝置，能有效提高高空作業(yè)的安全性，防止高空人員作弊，提高整體電網(wǎng)施工的管理水平。高空作業(yè)智能鎖扣監(jiān)督裝置外觀圖如圖1所示，內(nèi)置獨立大容量耐高溫鋰電池、集成藍牙無線通訊，采用低功耗芯片和通訊協(xié)議，能通過遠程語音實現(xiàn)監(jiān)督交流功能；裝置實時采集安全掛鉤的使用情況，當安全掛鉤違規(guī)使用時可及時發(fā)出聲光報警，用來提醒和監(jiān)督高空作業(yè)人員，地面的監(jiān)督人員可在手持接收機同時接收到高空作業(yè)人員違規(guī)操作，使用集成對講機功能詢問具體原因。為了避免緊急事故發(fā)生，高空作業(yè)人員可緊急打開安全帶智能鎖扣裝置，裝置內(nèi)置多個傳感器，高精度陀螺儀等，采用姿態(tài)解算等智能判斷程序，能在不改變安全帶原有結構同時增加安全防護。

圖1 高空作業(yè)智能鎖扣監(jiān)督裝置外觀圖

4 高空作業(yè)鎖扣智能監(jiān)督裝置使用介紹

4.1 鎖扣狀態(tài)監(jiān)控及預警

智能鎖扣監(jiān)督裝置將通過超寬帶定位技術定位作業(yè)人員，并準確判斷安全帶是否正確鎖扣。再通過信息渠道向高空作業(yè)管理終端發(fā)送精準的定位信息，給出安全帶實時狀態(tài)通知。一旦高空作業(yè)人員開啟安全帶，智能鎖扣監(jiān)督裝置及時檢測安全帶是否處于危險區(qū)域。若處于危險區(qū)域，則進一步判斷安全帶與安全繩定位器距離是否處于預定距離范圍內(nèi)。如果安全帶處于危險區(qū)域，且與安全繩定位器距離小于預定距離，系裝置會進一步檢測安全帶是否在預定時間內(nèi)鎖扣。若未在規(guī)定時間內(nèi)鎖扣，智能鎖扣監(jiān)督裝置會及時借助通信渠道向高空作業(yè)管理終端發(fā)送定位信息，并提示報警。當位于地面的監(jiān)護員接收到高空作業(yè)管理終端信息，及時借助語音系統(tǒng)發(fā)出預警提示。必要情況下，監(jiān)護人可以通過遠程控制裝置進行遠程操作，減少電力高空作業(yè)安全隱患。

4.2 遠程控制

智能鎖扣監(jiān)督裝置具備遠程控制功能，可以通過無線通信網(wǎng)絡連接遠程終端，通過遠程終端對裝置主系統(tǒng)進行遠程控制，并及時同步信息。信息同步主要包括數(shù)據(jù)上傳和讀取。遠程終端可以是手機、平板或電腦等，能夠通過無線通信網(wǎng)絡與智能鎖扣裝置建立穩(wěn)定聯(lián)系。無線通信網(wǎng)絡可以是藍牙架構的局域網(wǎng)、基于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡連接的互聯(lián)網(wǎng)等，通過遠程終端可以向智能鎖扣監(jiān)督主系統(tǒng)遠程錄入預設信息以及讀取收集到的在線設備信息等，實現(xiàn)遠程化智能控制。高空作業(yè)時，智能鎖扣監(jiān)督裝置自動上鎖。高空作業(yè)人員如果遇火災、地震等突發(fā)情況，需緊急開鎖，只需按下裝置盒子上的按鍵，地面的管理后臺就能顯示，地面監(jiān)護員并立即為其遠程開鎖。

4.3 太陽能充電

智能鎖扣監(jiān)督裝置使用方便，支持太陽能充電。在陽光下，智能鎖扣監(jiān)督裝置內(nèi)置太陽能充電器，通過光能轉(zhuǎn)換為電能并通過控制電路儲存到內(nèi)置蓄電池，也可以直接把光能轉(zhuǎn)化的電能對智能鎖扣監(jiān)督裝置充電。太陽能充電器在陽光下無需交流電源，直接將太陽光能轉(zhuǎn)化為直流電能，更支持隨時隨地地充電。這樣智能鎖扣監(jiān)督裝置即便在使用過程中也可以充電，保證智能鎖扣監(jiān)督裝置始終處于正常供電狀態(tài)。

4.4 安全監(jiān)督

智能鎖扣監(jiān)督裝置卡扣處安裝有小型智能高度傳感器和壓力傳感器，能夠?qū)崟r記錄安全帶使用情況，可以精確判斷高空作業(yè)人員的安全帶是否正確使用。如果作業(yè)人員登高5min后，系統(tǒng)未監(jiān)測到其正確系掛安全帶，智能安全帶就會立刻播報“雙鉤未系掛”或“單鉤未系掛”的語音提醒，管理人員的PC端和手機端上會接收到反饋信息，如圖2所示。如果3min后仍未整改，違章信息將會通過系統(tǒng)推送至各級管理人員處，同時將違章記錄儲存至管控系統(tǒng)。

圖2 智能鎖扣監(jiān)督裝置終端反饋提示

4.5 語音對講通話

智能鎖扣監(jiān)督裝置增設了便攜式通話設備，高空作業(yè)人員在作業(yè)時無需攜帶通訊設備即可完成與作業(yè)人員或監(jiān)護人員之間的溝通和交流。當需要進行對話時，作業(yè)人員無需手動操作，可以通過語音命令代替手動操作來喚醒設備，設備喚醒后即可進行雙向通話。這種具備便攜式通話的安全帶問世使電力高處作業(yè)的溝通更高效、更方便、更安全，提高工作效率，降低工作風險，確保了高空作業(yè)人員的人身安全。

5 智能鎖扣監(jiān)督裝置應用反饋

近幾年電力作業(yè)中因為違規(guī)操作不當導致的高處墜落傷亡事故，成為安全管理上的“痛點”。為了解決這一“痛點”，在高空作業(yè)中引入了智能鎖扣監(jiān)督裝置。智能鎖扣監(jiān)督裝置包括智能安全扣和安全繩在內(nèi)的穿戴設備以及智能安全作業(yè)管理平臺兩部分。高空作業(yè)時，智能鎖扣監(jiān)督裝置自動上鎖。高空作業(yè)人員如果偶遇突發(fā)情況，只需按下裝置上的控制按鍵，地面的智能安全作業(yè)管理平臺就能顯示并響應，立即為其遠程開鎖。在智能安全作業(yè)管理平臺終端控制頁面，可以清楚地看到“新增人員設備”、 “人員管理”、“開鎖請求”、“安全報警”等操作圖標。智能鎖扣監(jiān)督裝置因為具備設備狀態(tài)監(jiān)測、人員作業(yè)狀態(tài)監(jiān)測、安全警告推送、智能巡檢、遠程授權等功能，實現(xiàn)了“人防”到“技防”再到“智防”的轉(zhuǎn)變，做到高空安全事前可為，事中可控，事后可追溯。從實際使用來看，高空作業(yè)安全防護效果較好。智能鎖扣監(jiān)督裝置防止高空人員未固定安全掛鉤作業(yè)。如果高空作業(yè)人員作業(yè)時未掛接智能安全掛鉤，智能鎖扣監(jiān)督裝置會不斷提醒高空作業(yè)人員，同時后臺會顯示智能安全掛鉤未掛接狀態(tài)，作出預警提示。高空作業(yè)人員工作前固定智能安全掛鉤時，會觸發(fā)智能鎖扣監(jiān)督裝置拍照或錄制短視頻發(fā)回后臺以備平臺檢核，同時平臺會實時顯示智能安全掛鉤的掛接狀態(tài)；智能鎖扣監(jiān)督裝置采用低功耗芯片和通訊協(xié)議，工作時間可持續(xù)待機一周。支持太陽能充電，避免因為電量不足而中斷作業(yè)。智能鎖扣監(jiān)督裝置采用高溫鋰電池和高強度鋁合金金屬保護外殼，滿足高空作業(yè)各種環(huán)境。智能鎖扣安全監(jiān)督裝置的使用也帶來了高空作業(yè)的多方面改變，一是人員管理由粗放向精細轉(zhuǎn)變；二是危險報警由被動向主動轉(zhuǎn)變；三是作業(yè)監(jiān)管由現(xiàn)場向遠程轉(zhuǎn)變；四是現(xiàn)場作業(yè)由單一向交互轉(zhuǎn)變。五是安全生產(chǎn)由傳統(tǒng)向現(xiàn)代轉(zhuǎn)變。

6 結束語

國家明確規(guī)定基準面兩米以上的作業(yè)為高空作業(yè)，凡是高空作業(yè)都需要加強安全防護，安全帶是主要的防護裝置。傳統(tǒng)的高空作業(yè)安全帶智能化水平不高，防護功能有限。本文研發(fā)的實用性強的安全帶外置防護產(chǎn)品——智能鎖扣監(jiān)督裝置，使其具備遠程開關控制、語音對講、太陽能充電、解鎖報警等功能。因此提升高空作業(yè)安全性的智能鎖扣監(jiān)督裝置具有推廣應用的必要性。