探研电站管理系统的开发与应用

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1系统构架

多功能电站值巡管理系统由手持多功能机和配套标识钮、监控系统以及值巡管理软件等几个部分组成。手持多功能机包括有感应发射接收头、信息采集传输模块、数据储存模块、高压感应语音模块、LED照明电路、语音对讲模块、电源等几个部分。标识钮包括有接收发射感应线圈和集成芯片2个部分，芯片内含信息发送电路、滤波抗干扰电路、数字编码电路以及感应电源生成等电路。标识钮内含1串能代表某种身份的信息，所代表的身份可以是地址、设备、值班人员等的标识。标识钮为无源微电子电路模块，用ABS塑料封装成微小纽扣状。监控系统为现场视频信息摄录传输专用。监控视频摄像头可以根据值班车间设备分布情况配套单路或多路。配套管理软件为值巡信息(包括图像、文档、数据表格等处理软件。升级型的多功能电站值巡管理系统系在原有配备的基础上，在手持机中增加1个具有GPS卫星定位、摄录像功能的PDA模块，同时配套安装自主研发的值巡轨迹记录处理软件。通过软件功能的支持，实现了现场摄录声像的存贮或回传，同时生成由各个GPS定位点连结而成的移动轨迹———值巡路线。

2功能及原理

2．1系统功能

a电子值巡功能。具体功能包括:①签到，监控、识别值班人员签到与值班交接;②排班，可按需要设定值班排名顺序，灵活修改设定;③识别，可准确无误地识别值班人员的身份、被巡查的地点(设备、巡查的时间;④存贮，可方便地把诸多值巡数据信息储存在手持机里，最多存储信息量可达3000条以上，断电不丢失;⑤传输，手持机所巡检的数据可通过联络机座传输至计算机，计算机中的值巡管理中心将进行各项数据处理，并生成各项列表备查;⑥查询，通过互联网浏览器进行查询，能够方便地询查各类值巡数据，分析值巡结果;⑦拍摄，升级型系统的手持机可随时拍摄现场图像，并及时进行存贮或传回管理中心;⑧定位，升级型系统的手持机可进行GPS卫星定位，并能把值巡路线存贮于机内或传回值班管理中心。

b无线对讲。通过手持机功能按钮可以很方便地与电站值班管理中心实现无线对讲，及时汇报值巡发现的异常情况，并可接受值班管理中心的随时查询。

c高压警示。若值巡人员进入高压区，小于安全距离时，手持机上的高电压检测模块将启动语音提醒电路，发出“高压危险”语音警示，提醒值巡人员注意高压危险，退出危险区。

d强光照明。手持机上有一专用照明按钮，按下可作夜间照明，也可作闪光警示联络信号。

e通讯连接。完善互联网建设，实现远程监管，使本值巡管理系统在电站的管理中发挥更大的作用。远在城郊的电站单位管理中心，通过本地计算机远程操作直接登录电站值班中心(生产车间的电脑进行各项数据查阅，实现对生产现场即时的监管。生产车间的值班状况、各项巡查数据报表将一一呈现在管理者眼前。偏远山区通信不便，尤其是外出坝区、线路、设备等巡查时，往往只能依靠手持机与值班中心(生产车间的无线对讲联络，也可通过DMR数字中转台进行IP互联通话，即让语音信号载入互联网传送至管理单位无线子机上，实现值巡人员与单位管理者实时无线通话。

2．2工作原理

2．2．1标识钮

标识钮是1个内含64位数据的电子标签，体积大小类似于普通的纽扣电池，每个标识钮的编码都是唯一的，且不可复制。经系统编辑设置后，每个标识钮只表示1个设备(包括地址代码或1个值巡人员身份信息。把不同编码的标识钮安装在待巡检点或待巡设备上，并将标识钮编码及对应安装地点等信息存入电脑中。当值巡员在用手持机靠近标识钮时，标识钮接收到手持机发出的射频信号，通过内部感应电源生成电路产生1个能启动标识钮工作的电压，标识钮一经启动，既能同时发送1串身份码信息，让手持机中的数据采集器接收(信息读取。

2．2．2手持机

手持机由信息采集存储、无线对讲、智能手机电路(升级型系统中以及高压警示、强光照明等几个部分组成。

a信息采集存贮电路。当手持机接近标识钮时，标识钮工作启动并发射一串身份码，让手持机中的数据采集器接收(信息读取并同步存贮下来。再通过数据连接把这些代表某种身份的信息(如值巡人员的身份、设备标识、地点标识、信息采集时间等传输至电脑上进行处理。

b无线对讲模块。手持机上的无线对讲模块与值班中心的基台配对，通过对讲模块的语音—电磁波转换，即能实现与基台同频通话。

cPDA模块。在升级型系统中，手持机中的核心组件即为PDA模块，通过功能软件的支持，实现了值巡现场拍摄的声像储存或回传，各个GPS定位点的连结形成1个移动轨迹(软件自动生成，即为值巡人员的值巡路线。

d高压警示模块。高压警示模块主要由电磁感应接收头和信号放大处理、语音驱动等电路组成。通过设置，当手持机距离高压带电设备小于安全距离时，高电压的50Hz电磁波在高压模块的感应头上产生一定强度的电磁信号，此信号经电路放大处理后启动语音警醒电路，发出“高压危险”的语音警示。

e强光电路。强光电路中内置一时基翻转驱动电路，通过按钮可控制其翻转速度从而使闪光、平光可控。

2．2．3监控摄像

现场活动的场景经监控摄像头转化为视频信号，输送至电脑软件管理系统中进行存储处理，并通过互联网传输影像资料至远程管理中心。2．2．4软件管理系统电脑上安装值巡管理软件，用于设定巡值计划、保存值巡记录，并根据计划对来自各个标识钮编码信息和视频信息的记录情况进行分析，从而掌握正常、漏检、误点等情况，形成有关值巡人员、值巡班组、设备(或地点、巡查路线以及交接班等情况的报告列表。

3使用方法

系统投入使用之前，可先通过管理软件作多项设置。根据预先输入设定的值巡人员的身份代码、地点设备代码进行值巡路线与值巡组的设置。代表值班值巡人员的标识钮分别由值班值巡员佩戴，代表设备(或地点的标识钮安装在需要重点值巡的设备(或地点上。标识钮可直接敷设在混凝土的浅表层里，也可以粘贴在设备外壳上。按一定的次序把各个值巡点的标识钮连在一起，就形成了一条完整的值巡路线。当值巡员按设定的路线和时间到达设备值巡点后，只需将手持机在巡检点(标识钮前一晃，按动记录按钮，手持机中的存储器便记录了值巡员到达该设备的时间、地点及设备代码等相关信息。值巡结束后，手持机通过连接座向电脑输入所有的采集数据，系统软件对这些数据进行处理，并自动形成一份关于值巡人身份、值巡时间、值巡地点、巡检设备等内容的值巡报告。在值巡过程中，若没按正常设定要求巡视，时间提前或推后或漏查，管理软件将自动判定巡查记录无效，并生成巡查统计分析报告，包括提供各班组正常巡查率、漏查率及早到、迟到率等管理数据。管理中心也可随时方便地查询到相关信息(巡查班组、巡查人员、巡查路线、正常记录、不准时记录、漏查记录等的分类报表，对违规失职问题进行分析和处理。若在夜间巡回检查时，可启用强光照明。此外，在值巡过程中可以利用对讲功能实时与值班管理中心对话或汇报值巡中发现的问题，同时也可接受来自值班中心的查询。当值巡员进入高压带电区域时，高压警示功能将自动进入监测状态，随时提醒高压危险。

4系统解决问题及其优势

系统是基于偏远电站的管理不到位存在诸多安全隐患而提出并构建的。系统的投入使用实现了以科技手段对电站值巡人员、设备等进行多方位的监管，使得电站管理水平有了质的飞跃，管理制度得到了充分的落实，安全生产得到最大的保障。本系统的投入，其最大的成效就是能有效地解决许多偏远电站管理中存在的7个问题:①纪律松懈，责任心不强，工作现场缺乏有效监管手段;②交接班、值巡等制度落实不到位，存在有脱岗、离岗、连班等违规现象;③日常巡查到位情况和记录数据无法把握其真实性;④大量巡检信息保存不便、易丢失、耗工时;⑤信息查询不便，无法有效利用数据对设备作缺陷分析;⑥个别人员思想麻痹，安全意识淡薄，在巡检带电(特别是高压设备时违规靠近与操作，危及人身和设备安全;⑦有些新电站，其二次设备方面较之传统电站更为简洁可靠，这常成为值班人员粗心大意的“借口”，使得巡查到位率和巡检质量问题变得更为突出。多功能电站值巡管理系统集多功能于一身，建设成本低，使用方便，是强化电站安全管理和提高值巡到位率的有效帮手。与目前类似的辅助管理系统相比较，多功能电站值巡管理系统具有更多的优势。

a系统引入视频监控与无线对讲的辅助功能，使得值巡系统的识别能力更加强大。通过场景的视频监控和无线语音查询以及监测值巡人员身份标识，完全杜绝了混乱的值班顶替、连班、交接班不到位、脱岗及替代巡查等现象，确保电站按计划值巡。

b地处自然环境恶劣的山区电站，交通通信极为不便，当巡回检查在外的值巡人员发现设备异常或有相关急事汇报时，即可通过手持机及时汇报情况，并接受管理中心指挥的应急隐患处理指令，为及早杜绝事故障碍赢得更多的时间，真正做到防患于未然。

c电站多功能值巡管理系统除在电站(电力行业应用外，也可以应用到水库(大坝、溢洪道、水闸与河道等水利工程的巡查管理上。

5工作展望

惠安县地处东南沿海，全县有大中小型水库30余座，1000kW以上的水电站2处，共5座，均地处偏远山区，交通通讯不便。每逢汛期台风暴雨，电站、水库必遭重袭，巡回检查成为及早发现隐患的主要途径。多功能电站值巡管理系统这一科技监管手段的应用，将大大提高值班和巡回检查的质量，做到防范于未然。目前，在有关部门的支持下，多功能电站值巡管理系统正着手申报县级以上科技计划项目。根据投入经费情况，计划分3个阶段实施。第一阶段拟在2座主要的电站投入使用;第二阶段在另3处电站投入使用;第三阶段为值巡管理系统升级阶段，主要升级完善的工作有2个方面:①在现有技术的基础上增加GPS定位值巡、摄像照相等技术，使其应用范围更广，实用性更强;②完善互联网网络建设，实现通过互联网在单位管理中心计算机上实时监管每一座电站的值巡活动，查阅各项巡查表报资料以及值班现场的场景影像资料等，进一步规范管理，提高监管质量，促进电站安全经济运行。

作者：陈东风单位：福建惠安县水利局