基于智能锁控技术的智能安全工器具系统研究

广东电网有限责任公司广州供电局 孙嘉兴 唐裕明 南方电网公司电缆系统安全与运维保障重点实验室 冉 倩

安全生产是电力企业的生命线，电力安全工器具是电力安全生产的最后一道防线。在电力生产中，根据各专业和工种的不同，员工要从事不同的工作和进行不同的操作，根据生产实践，为了顺利完成任务而又不发生人身事故，操作工人必须携带和使用各种安全用具，如对运行中的电气设备进行巡视、改变运行方式、检修试验时，需采用电气安全工器具具；在线路施工中需使用登高安全工器具；在带电的电气设备上或邻近带电设备的地方工作时，为防止工作人员触电或被电弧灼伤需使用绝缘安全工器具。所以，安全工器具是防止触电、坠落、电弧灼伤等工伤事故、保障工作人员安全的各种专用工具和用具。根据国家和行业相关要求，对电力安全工器具有着严格的规定，主要体现在：安全工器具需求识别、存放、领用、使用、检验与维护、检查、归还、报废都有明确的规定。错用和误用安全工器具都可能导致人身安全事故事件，严重威胁现场作业人员的生命安全。

1 电力安全工器具规范化管理要求及困难

国家、行业以及电力企业均明确了电力安全工器具有关规范化标准。企业应建立个人防护用品、工器具等生产用具的管理系统，对其需求识别、采购、验收与发放、培训、使用、检验、检查与维护、存放、报废等相关环节有明确规定，符合国家、行业标准规范。

1.1 规范化管理要求

安全工器具存放于温度为15℃～40℃、相对湿度不大于80%；在用各类安全工器具应经过国家规定的型式试验、出厂试验和使用中的周期性试验，并做好记录；安全工器具经试验后，由试验人员按国家安全工器具技术规范规定在合格的安全工器具本体上（不妨碍绝缘性能、使用方便且醒目的部位）粘贴“试验合格证”标签，注明试验单位部门、试验人、试验日期及下次试验日期等；安全工器具实行台账管理。各类安全工器具应分类造册登记，记录编号、规格、制造厂、出厂日期、试验检验情况等内容，帐、卡、物一致。使用部门对检查记录、试验报告、出厂说明及有关技术资料等应妥善保存，以备核查。

安全工器具应分类编号、定置存放，存放处应设有标志和定置摆放划线。安全工器具的编号应与存放处编号一致，对号入座，同一班组的同类型安全工器具编号不得重复；需确保绝缘性能良好的安全工器具，其存放环境应干燥通风。绝缘安全工器具应存放于温度（-15℃～40℃）、相对湿度不大于80%的环境中，应满足国家和行业标准、安全工器具技术规范和产品说明书有关要求，推广使用智能安全工器具柜（室）；检查不合格的安全工器具不应使用，如：超过试验周期未试验的、试验不合格的、超过检查周期未检查的、定期检查不合格的、使用前检查不合格的；使用部门应定期开展安全工器具检查，填写《电力安全工器具定期检查表》。

1.2 存在的问题

在日常安全管理实践中，经常会发现电力安全工器具管理和使用中出现问题，如，安全工器具领用和归还不规范、无记录。安全工器具超期未试验、未报废。安全工器具现场摆放混乱，未满足“三分开”管理要求[1]；安全工器具房环境温湿度不满足标准要求；台账管理不规范。

1.3 问题解决方案

为解决电力安全工器具在日常管理使用过程存在的问题，需建立一套信息化、智能化的管理系统，通过技术手段替代人的行为，解决人员管理存在的不负责任、麻痹、习惯性懒惰以及监管不到位问题。

1.3.1 安全工具管理方式演变及发展

人工管理阶段（安全工具管理人员、使用人员手工填写记录表格）。本阶段管理特点是所有管理全依赖人员自觉手工填写各类表格，存在人为因素干扰[2]，导致错误率高，台账经常对不上；信息化、智能化管理初级阶段（主要技术是手持扫码枪（有线式和无线式）扫一维码或二维码标签））。本阶段特点是管理全依赖人员自觉扫码，如不扫码借出系统没有记录，台账还是对不上。

信息化、智能化管理中级阶段（主要技术：射频标签（RFID）管理[3]，标签识别仪自动识别标签））。本阶段特点是管理全依赖人员标签识别仪的识别率和标签的完好率，如射频标签（RFID）损坏、丢失或识别仪识别错误都会造成记录出错，使用人还了工具系统的记录没有消除此条外借记录，工具日常检查记录、试验周期到了没有及时试验且被使用的几率很大，而且做不到原位借还、无法责任到人，无法保证台账一致性。

信息化、智能化管理高级阶段（主要技术：枪弹管控智能锁控技术）。本阶段特点是所有绝缘工器具全部用智能锁管控起来，领用、归还、日常检查都先要进行身份识别（系统登录），每一步操作流程都有记录。绝缘工器具周期性试验到期自动锁定无法外借。所有台账一致性问题和责任到人都能得到保证。

1.3.2 确定解决方案

智能锁控系统就是将电子技术、集成电路设计、大量的电子元器件结合多种创新的识别技术(包括计算机网络技术、内置识别卡、网络报警、锁体的机械设计)等综合的系统。不但具备RFID 的所有优点，而且能解决RFID 的所有缺点。因此，本次实践采用基于智能锁控技术工器具管理系统。

2 基于智能锁控技术智能工器具管理系统建设探索

安全工器具智能锁控管理系统是在军警枪支弹药管理系统基础上，针对电力行业特点专门开发的绝缘工器具管理系统。技术成熟，已在公安等行业广泛使用，能够使绝缘工器具管理真正实现全生命周期（出厂、入库、借、还、试验、报废等）管理[4]。

2.1 硬件系统

包括32寸电阻屏触控显示屏、身份识别仪、监控系统（摄像头、存储）、门禁系统[5]、软件平台及服务器、挂墙55寸工业led 显示屏、智能化绝缘工具柜体及主控板。

2.2 安全工具智能锁控管理系统组成

2.2.1 库房环境控制部分

温度控制器：根据工器具类型及存放区域不同，配置4个温度传感器，分别放置在备品区、杆类工具区、控制室、软质绝缘工具区，根据不同区设置不同温度控制限值，一般设置15～30度，根据室外环境做适当调整，防止工器具使用时结露，同时考虑节约用电降低能耗；湿度控制器：根据绝缘工器具存放管理要求，工器具库房内空气相对湿度不大与60%。根据库房功能区划分不同，需在备品区、杆类工具区、控制室、软质绝缘工具区各配置一个湿度控制器，在室外智能送风机进出风口各配置1个湿度控制器，2个智能送风机需要配置4个湿度控制器。

智能送风机：根据室内面积选用风量180～500m3/h 智能风机2台。根据室内温度和烟雾情况自动调整风量；烟雾报警器。根据划分的功能区，备品区、杆类工具区、控制室、软质绝缘工具区每个功能区配置1个共4个。烟雾报警器探测到烟雾达到报警值后即发送指令给主控主机切断所有设备电源并启动报警设备。

2.2.2 门禁控制部分

门禁控制结合智能锁控系统对进入库房的人员识别身份，采用人脸识别系统1套，人脸识别系统除应具备传统身份识别，本系统需应对与室内大屏互连，与生产作业办公系统连接；如使用人进入绝缘工具器室门口，通过人脸识别进入室内，大屏立即显示该工作人员需要的各种工器具（与工作票系统互联），同时也与生产作业系统相连接，真正做到现代化智能科技工具室，从而免去了传统意义各种繁杂的手续流程，也节省了大量的时间；安全工器具锁控部分。智能锁控对绝缘安全工具管理模式是一对一锁止管理，提前申请审批机制，申请批复后才能打开智能锁领用并记录申请人、归还时申请人验证身份后才能对绝缘安全工具原位置归还并记录，否则智能锁打不开，避免了因领取、错拿错放和归还记录等问题的发生。

图2 硬件系统架构示意图

2.3 监控平台

将环境监测、视频监控、门禁人脸识别、锁控系统，通过软件平台及服务器、挂墙55寸工业led显示屏进行展示，可实现异常报警，领用声光展示，手机APP 远程查看等功能。

综上，本文主要结论如下：安全工器具智能锁控管理系统使绝缘工器具管理真正实现全生命周期（厂家、入库、出厂日期、借、还、周期试验、报废等）管理，实现对安全绝缘工具的全面规范管理，该系统具备责任到人、台账一致性、工器具使用、管理全过程可追溯特性，综合采用数字传感、计算机网络通信、智能锁管控等先进技术，提升安全工具的管理水平；对库房内各种设备的状态及参数实时测控，真正达到了智能、规范、统一管理的目的；通过信息化手段减少了员工大量登记，自动匹配作业信息系统，自动提醒监测、报废，为作业现场数据分析提供信息化、数字化支撑；该项目已应用于广州供电局输电管理二所安全工器具房，建设投运将近1年，有效提高了效率、安全，取得了良好的管理效益。