基于BIM和无线定位技术在变电站作业安全管理中的应用

邱传东 陈德凯 孙研 宋国栋 方舟

【摘 要】伴随着电力行业的持续性发展，对于变电站的安全性提出了更高的要求。但是，当前关于变电站的运行仍然存在许多的安全隐患，其中人为因素的隐患便是比较突出的因素之一。参考建筑信息模型的分析，应用无线定位技术也可以有效应用于变电站的作业安全管理工作中，借助定位技术与BIM技术的应用可以更好的规避人为因素而导致的安全风险。对此，为了进一步提高变电站作业安全管理水平，本文简要分析基于BIM和无线定位技术在变电站作业安全管理中的应用，希望可以为相关工作者提供理论帮助。

【关键词】BIM技术;无线定位技术;变电站作业;安全管理;相关应用

0、引言

我国目前智能电网建设已经进入到了全面建设阶段，并且获得了一定的成效，变电站作为电网的基础，同时也是电网安全运行的主要工作区域，作业安全管理非常重要。为了进一步提升变电站的安全管理综合水平，管理部门不仅需要定制系列规程、制度体系，还需要做好自动化综合管理系统、视频监控系统、五防系统以及电气设备在线监测系统等度佛昂面的建设，并以技术设备水平的提升保障变电站的自动化水平，并为变电站的安全作业提供技术支持。但是，目前系统配置方面主要是根据化学量、电气量的改变以及异常情况判断电网的运行状态，与变电站全覆盖要求之间存在较大的偏差。对此，探讨基于BIM和无线定位技术在变电站作业安全管理中的应用具备显著实践性价值。

1、系统需求的分析

有统计数据分析发现，变电站的现场安全事故中约有30%的事故是因为值班人员或者是操作者没有严格履行相应的巡视规程、没有认真落实安全操作以及管理规程、超区域作业、现场监护勘查不合理而导致的，均属于人为因素引发的事故结果。按照人为因素的变电站安全隐患而言，其主要在于三个方面，分别为误入危险区域、现场巡视不到位以及监护监控质量较差。新型变电站的作业安全管理系统主要是借助无线传感器的方式实现对网络化、精确性的定位，并将定位信息在变电站的平面图上实时展现出来，对于不同的工作组可以借助不同颜色方式标注出来，以便于动态化的监督、区分化的观察[1]。工作人员的工作路线都可以在系统当中被记录与储存，可以实现线路动态性的回访，以便于后续工作人员操作任务完成情况的回顾性分析。系统的后台监控软件具备快捷、方便、专业以及精美等优势，变电站的地理信息系统建模形象更加直观与真实，以便于观看、使用。后台系统的实时功能可以随时展现每一个目标的当前位置信息，同时在变电站的地理位置图上标注出来，跟随者目标的移动而移动，这一系统主要划分为四个方面，分别为基于宽带无线射频的无线传感网络定位技术，基于波形探测的感应技术报警设备，和传感网络检测设备系统化运行的高分辨率、动态化调节视频设备以及后台计算机管理系统[2]。系统架构图见图1。

2、系统工作模式以及设置方式

2.1工作模式

系统本身带有多种工作模式，例如参观、巡视、检修、操作以及探测等模式，不同模式之下的监测重点并不相同。对于巡视模式而言，主要是对人员是否按照规定线路、时间以及位置进行巡检。参观模式则是针对外来的考察人员，记录行走的路线、参观的时间以及区域。检修模式则是检修内容设置人员数量、工作区域、危险区域，预防检修人员几人杜鳌危险区域或者是超出工作时间继续操作[3]。操作模式则是操作人员内容设定数量、区域、危险区域以及操作时间，预防人员不到位、误操作区域以及超出操作时间等问题。探测模式则是变电站区域中其他动态目标的监控，涉及到机械设备，尤其是对于车辆，因为体积较大、行进的速度比较快，所以监控的实时性要求也比较高[4]。

2.2系统设置

系统平台建设完成之后便需要做好对系统的设置，定义相关的规则和属性，按照功能需求的分析以及预警系统的架构方式，结合施工现场的安全管理相关需求，做好相应的设置工作，并将相应的设置输入到预警系统当中[5]。首先是危险区域的定义，在具体设置中可以将施工现场划分为不同的危险等级。其次是BIM模型的建设。系统在实施之前需要按照以往二维图纸建设BIM模型，从而实现二维视图向三维视图转化的过程。BIM模型也属于系统本身可视化的一种载体，现场当中所有的实时信息和预警信息都可以在BIM模型当中展现出来。在具体工作流程方面先是在后台监控计算机当中对每一位工作人员以及进入变电站的相关工作者注册身份，同时在信息验证之后提供相应的移动终端，按照工作人员所需要执行的操作做好工作路线、时间、工作区域以及危险区域的划分，工作者在进入到施工现场后可以借助宽频无线定位设备将数据传输给前置机，此时可以按照定位算法将工作者的位置计算出来，按照已经设定的为先建个判断位置是否安全、合理，如果进入到危险区域則及时报警并由管理人员通知相应工作者。同时也会将工作者的信息发送到后台监控系统当中，在平面图上将工作者的位置坐标展现出来，以便于监控人员的观察。另外，变电站当中工作者的行走路线等信息都可以储存在数据库当中，以便于后续以动态形式重新查看线路，实现对现场工作者的实时监督。

3、总结

综上所述，伴随着电网的持续发展以及及需求的不断提高，将无线定位技术与BIM技术合理应用于变电站的作业安全管理中，不仅可以替代人工管理这一传统手段，还可以更好的保障变电站的安全管理实效性，实现了资源节省与效益提升目的。实践应用证明，基于BIM与无线定位技术的变电站作业安全故那里系统可以减少80%以上的人为因素安全隐患，并为变电站提供可靠的技术支持。伴随今后智能电网的全面建设，无线定位技术的应用所能够发挥的价值也会不断提高，此时变电站作业安全管理水平会不断的提高，这也是推动电力行业持续、长远发展的关键。

参考文献：

[1]邹小伟，张丹，马辉.基于BIM和物联网的装配式建筑施工作业安全预警平台的建立[J].工程管理学报，2019，14（2）：25-26.

[2]赵虎军，李庆达，赵欣，etal.基于BIM技术和工效数据库的施工线性计划应用研究[J].建筑技术，2018，49（1）：106-109.

[3]王宏伟，吕守国，扈健，etal.机载激光雷达技术下变电站施工安全保障研究[J].自动化与仪器仪表，2018，24（6）：311-312.

[4]朱明晓，刘青，王彦博，etal.基于平面相交法的敞开式变电站多源局部放电定位方法[J].高电压技术，2018，44（9）：311-313.

[5]陈一鑫，马少雄，徐宏.BIM技术在既有铁路车站站改工程施工阶段的应用研究[J].铁道标准设计，2018，14（8）：233-234.

（作者单位：云南电网有限责任公司昆明供电局）