基于可穿戴设备的电力检修安全辅助系统的研究

李秋实 董肇晖 刘树勇 李冰玉 杨旭东

摘 要：可穿戴设备是一种可穿戴的计算机系统，是一种新的人机交互形式。本文采用便携式安全帽和电子手表技术结合后台辅助系统，为变电检修人员提供辅助安全保障，及时预警人员危险行为，在发生安全事故时及时提供应急救援。便携式终端实时监控工作场所的危险情况，并将数据传输到辅助系统。辅助系统根据现场监控数据实时了解每位员工的工作空间，并将必要的信息反馈给员工。

关键词：可穿戴设备;安全辅助;辅助系统

前言

安全是电力企业永恒的主题，虽然近年来我国电力生产安全事故大幅下降，但电力企业安全生产形势依然严峻。 2011年，全国发生发电人身或死亡事故30起，其中死亡38人，比去年同期增加5起，死亡5人。人身事故的发生主要是由于部分一线工作人员安全意识低、安全技能差、违规行为普遍所致。目前，电力公司配备了绝缘、个人防护用品、攀爬等多种安全工具，但大多不具备主动安全报警功能。借助现代科学技术，要加强现役国防力量安全装备的研发。便携技术是一种可用于身体的紧凑型计算机系统，是一种新的人机交互形式。便携式技术是大型高科技公司正在努力探索的最热门技术之一。国内一些电气设备公司开发了伪电子头盔和伪电子时钟报警器，但它们在发电厂的应用尚未普及，具有遇险报警、语音呼叫、摄像头、事故报警等功能的便携式设备。警报可用于个人安全援助。

1应用场景

1.1 设备巡视

借助变电站维护人员对设备的检查，及时了解设备运行情况，第一时间发现设备故障。设备检查包括定期检查、专项检查、夜灯检查、巡视检查等。

1.2 设备检修

设备维修的目的是及时纠正设备故障，确保设备安全稳定运行，包括事故维修、定期维修、状态维修等。现场维修人员包括主管和工班成员。工作负责人协助工人阶级的成员，并在更复杂的维修工作场所增加一名单独的助理。

1.3 线路工作

工作人员爬上电线塔，进行车牌安装工作，拉紧电线，更换绝缘，清除异物，施工等工作，并进行安全带和扣具使用等安全措施。并且在塔下有专门的人员。

1.4 可穿戴设备的应用

电工一出现健康异常就用便携电器说话，擅自越过安全栅栏，误带电，低于带电电器安全距离，附近带电单元温度过高，六氟化硫（SF6 ） 泄漏。报警，及时制止违法行为，预防安全事故;它还可以记录工作过程的音频和视频，拍摄故障设备的照片，为工作人员提供远程控制，照明。夜间查询电力设备参数、运行方式等信息;当员工因意外事故（例如触电或跌倒）而坠毁时，会尽快向远程助手发送警报消息。远程助理收到报警信息后，可以从电子地图上查看工作人员的位置信息，加快处理速度，及时处理。

2安全辅助系统的功能

辅助系统负责接收所有便携终端下载的数据，实时了解每个员工的工作空间，并将相关信息反馈给员工。辅助系统的功能是：①定位工作人员，例如当工作人员意外切换到实时间隔时，向工作人员发送警报信息;② 数据库，如设备的参数和操作模式，根据便携终端的使用情况向它们发送信息;③ 与手机通话 进行语音通话;④ 接收和显示便携终端录制的音视频;⑤ 接收和查看便携式终端拍摄的照片;⑥ 接收并显示便携终端发送的红外热像;终端。⑦接收来自便携终端的近电流报警、SF6泄漏报警、跌倒报警、紧急报警信号;⑧重复的工作流程;⑨数据统计分析。

3安全辅助系统设计

3.1 技术架构设计

帮助系统采用B/S架构，数据表达和语音通话显示在浏览器端，事件逻辑和数据库管理在服务器端实现。基础硬件层包括定位设备（Wi-Fi AP）、网络设备（路由器、交换机、防火墙）和服务器;支撑层是底层基础软件，如数据采集、处理和存储，包括传输控制协议/互联网协议（TCP/IP）、实时流协议（RTSP）、定位算法、电子地图、数据库等;公司团队为电工安全辅助实现了部分功能，包括误输入实时报警、数据验证、与员工语音通话、工作场所实时音视频显示、工作场所照片显示、红外工作场所热成像过程统计等;表示层负责生成和展示监控报警信息，包括PC辅助终端、语音终端、智能头盔、智能手表等。

3.2 人员定位

变电站的电子地图是二维地图的形式，将变电站的位置和设备的位置信息按比例缩放到实际比例。辅助系统根据从Wi-Fi定位子系统获取的人员坐标数据，在车站地图上实时显示人员的轨迹。工作区和生活区提前在变电站的电子地图上标明。授权系统通过将协调的人员数据与工作区域和负载区域进行比较来评估它是否超出范围。如果超过限制，系统立即向工作人员发出警报，系统控制终端也发出声音警报，提醒现场管理人员违规。当系统向便携终端发送报警信息或接收到报警信息时，电子卡上相应的人员标识以红色显示，并显示报警信息。在变电站外工作时，调用已建立的GIS或百度地圖，根据GPS坐标信息在地图上定位工作人员。

3.3 报警信息记录与查询

用于安装辅助系统的报警元件列表。同时，系统在电子卡上显示报警信息和报警要素列表，并将报警信息存储在数据库中。报警内容包括员工姓名、报警类型、报警时间和报警位置。报警类型包括跨境报警、物理偏差报警、近电报警、SF6 泄漏报警、跌倒报警和紧急报警。帮助系统还将便携式终端传输到数据库的其他信息存储在数据库中，包括音频和视频、照片和红外热图像。在事故调查过程中，可以查询和回放求助系统中存储的报警内容、人员路径、音视频、照片、红外热像等。求助系统还具有统计分析功能，可以统计作业数量，总调查日期、组名、变电站名称、人员姓名、工作类型、报警类型等条件。

4 结语

本文在电气工作场所使用便携式技术，可以帮助解决员工的人身安全问题并提高员工工作效率。目前，电力领域对便携技术的研究仍处于起步阶段，不可避免地面临设备体积庞大、电池寿命差、灵敏度差、成本高、快速技术等短期内不易解决的问题。智能头盔、智能手表等便携设备在电器行业乃至其他行业的应用越来越普及。

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作者简介：李秋实（研究生，高工）、董肇晖（本科，高工）、刘树勇（本科，高工）、李冰玉（研究生，助理工程师）、杨旭东（研究生，高工）国网冀北电力有限公司检修分公司2D53453F-AB58-405C-94D1-B69E72447833