基于GPS技术的吊车防触电安全监控研究

杨 雄

国网山西省电力公司太原供电公司

基于GPS技术的吊车防触电安全监控研究

杨 雄

国网山西省电力公司太原供电公司

通过使用GPS卫星定位技术，结合移动通讯解决吊车在操作过程中吊臂升降时防止触电，对吊车在运行中实施群控，实现对整个管理范围之内的远程无人值守设备远程监控、防触电、以及综合信息管理。

GPS；吊车；监控

一、系统组成及技术原理

整个系统由三大子系统组成，分别是“防触电终端系统”、“监控平台系统”、“运行管理系统”。

(一)防触电终端系统

防触电终端系统由防触电装置硬件设备和嵌入式软件组成，其内部结构包括GPS模块，GPRS通讯模块，专用传感器、内置单片机以及外围电路。监控防触电装置安装在被监控的吊车上，主要完成对设备的定位、防触电监控以及和监控中心的信息通讯功能。在平时运行状态，可以通过监控平台与防触电装置通讯，进行定期巡检。当发生接近、触电等突发事件时，防触电装置可以及时报警，设备及时操作并通过GPRS向监控平台发出报警信号。防触电装置按照工业设备要求设计，适应防止接近触电，触电时吊车自动控制脱离危险区域、具备自主供电能力。

(二)监控平台系统

监控平台系统的功能，主要是完成与防触电装置之间的通讯，定期对防触电装置进行状态巡检，接收防触电装置向上发来的报警信息和定位信息，从而达到对报警装置进行监控的目的。监控平台由监控计算机、GPRS接入设备和相关软件组成，监控计算机采用普通商用计算机，安装监控管理软件；GPRS接入设备根据用户系统的规模和投资有若干种选择，可能是GPRS Modem，可能是APN专线路由器，也可能是由电信提供一套接入GPRS网络的方法。由于被监控的设备可能的数量不同，所以对监控平台系统的规模也有所不同，因此系统设计时考虑对监控计算机和GPRS接入设备组成的单元的数量问题。

以系统使用GPRS Modem为例子，一个监控计算机+一个GPRS Modem构成一个单元，一个单元能够容纳的监控装置的接入数量是有限制的，如果被监控的设备数量很大，就要对这个单元进行扩展设计，或者增加单元数量，或者改用其他接入方法解决上述问题。

(三)监控运行管理系统

运行管理系统是整个系统的最上层，它由运行管理计算机以及相关网络设备构成，它的主要功能是根据用户对被监控设备的管理要求。提供一套基于GIS系统和数据库系统的管理软件平台，运管系统负责和平台监控系统进行通讯，从监控平台系统获取当前被监控对象的位置信息，状态信息以及其他信息。所有对被监控设备的管理工作，都基于GIS(地理信息系统)系统提供的电子地图来实现，运管系统中需要构建一套GIS系统，提供包括基本的电子地图服务，提供被监控设备在电子地图上的展示服务。运管系统对被监控设备的管理，需要通过数据库系统来实现，数据库中存储对被监控设备的属性信息，包括编号、位置、状态等。用户在系统初始化的时候将这些信息录入数据库，整个系统的运行也依赖于数据库中的数据支持。当被监控设备发生状态和数量变化的时候，可以根据对数据库的重新录入和重新配置，方便地进行系统扩展。

二、组成及原理

运行管理系统是整个监控系统中最上层的系统，在整个监控系统中的地位不言而喻，用户通过运行管理系统，以基于电子地图的方式了解整个系统中被监控的各个移动设备的位置分布，通过数据库查询所有监控设备的属性信息，包括地理位置，周边环境，隶属单位，设备基本情况等。

当吊车吊臂接近或触电时，监控平台系统及时将设备的报警信息传送到运行管理系统，由运行管理系统根据预先设置的判别策略进行情况判别，一旦判定发生某种突发事故(吊车臂接近高压电安全距离、已触电)，运行管理系统将自动根据预先设定的报警方式报警，吊车会自行处理，同时平台反馈控制。监控装置一旦发生报警，系统将转入对吊车监控装置的报警处理，运行管理系统将提供报警信息，监控装置在电子地图上进行闪烁，同时触发声音和灯光等报警信号的功能。

运行管理系统运用了GIS(地理信息技术)、数据库技术等先进的IT技术，提供安全可靠的系统监控和运行管理平台。吊臂操作取决于小中端二组电场传感器的信息，一组为吊臂与高压线最低安全距离，当吊臂达到此点时，在吊车驾驶室内的终端发出声光报警，同时由终端向监控平台发出信息；当达到第二组吊臂与高压线极限距离时，终端会自动阻止其上升，使其立即下降到最低安全距离上，同时监控平台接到信号也可对吊臂进行反控。如果某区的高压线的电场畸变，电场传感器测不出正常电场信号，在小中端内还会产生另一种测定方法，监测小中端与高压线的距离，距离设定与电场设定安全距离相一致，执行的内容也一致。小中端主要把吊臂与高压线的距离，通过无线方法传递给终端，由终端判断后对吊臂进行控制。

为安全起见，电场传感器与测距法应同时采用。其控制方法也有两种，一种是终端输出信号直接监控吊臂，另一种是把信息传递给监控平台，通过终端来进行反控，两种方法也是同时进行。

三、结语

该安全监控装置除实现自动预警外，后期还设想研究针对各类突发事件时，可以预先定义一系列应急响应预案，预案中的内容主要是遇到该类突发事件时，各相关部门，各相关人员需要采取的措施和活动。系统在触发一类报警时，根据报警的级别，自动显示当前应该采取的预案措施，并采取有效的对应措施，确保应对突发事件的及时和准确。

[1] 孟祥泽，电力行业特种设备安全监督管理手册，中国电力出版社，2017

[2] 宋守信，电力安全风险管理，中国电力出版社，2011

杨雄，男，1981年12月生，2008年毕业于华北电力学院，高级工程师，国网山西省电力公司太原供电公司安全监察质量部。