基于BIM和無線定位技術在變電站作業安全管理中的應用

邱傳東 陳德凱 孫研 宋國棟 方舟

【摘 要】伴隨著電力行業的持續性發展，對于變電站的安全性提出了更高的要求。但是，當前關于變電站的運行仍然存在許多的安全隱患，其中人為因素的隱患便是比較突出的因素之一。參考建筑信息模型的分析，應用無線定位技術也可以有效應用于變電站的作業安全管理工作中，借助定位技術與BIM技術的應用可以更好的規避人為因素而導致的安全風險。對此，為了進一步提高變電站作業安全管理水平，本文簡要分析基于BIM和無線定位技術在變電站作業安全管理中的應用，希望可以為相關工作者提供理論幫助。

【關鍵詞】BIM技術;無線定位技術;變電站作業;安全管理;相關應用

0、引言

我國目前智能電網建設已經進入到了全面建設階段，并且獲得了一定的成效，變電站作為電網的基礎，同時也是電網安全運行的主要工作區域，作業安全管理非常重要。為了進一步提升變電站的安全管理綜合水平，管理部門不僅需要定制系列規程、制度體系，還需要做好自動化綜合管理系統、視頻監控系統、五防系統以及電氣設備在線監測系統等度佛昂面的建設，并以技術設備水平的提升保障變電站的自動化水平，并為變電站的安全作業提供技術支持。但是，目前系統配置方面主要是根據化學量、電氣量的改變以及異常情況判斷電網的運行狀態，與變電站全覆蓋要求之間存在較大的偏差。對此，探討基于BIM和無線定位技術在變電站作業安全管理中的應用具備顯著實踐性價值。

1、系統需求的分析

有統計數據分析發現，變電站的現場安全事故中約有30%的事故是因為值班人員或者是操作者沒有嚴格履行相應的巡視規程、沒有認真落實安全操作以及管理規程、超區域作業、現場監護勘查不合理而導致的，均屬于人為因素引發的事故結果。按照人為因素的變電站安全隱患而言，其主要在于三個方面，分別為誤入危險區域、現場巡視不到位以及監護監控質量較差。新型變電站的作業安全管理系統主要是借助無線傳感器的方式實現對網絡化、精確性的定位，并將定位信息在變電站的平面圖上實時展現出來，對于不同的工作組可以借助不同顏色方式標注出來，以便于動態化的監督、區分化的觀察[1]。工作人員的工作路線都可以在系統當中被記錄與儲存，可以實現線路動態性的回訪，以便于后續工作人員操作任務完成情況的回顧性分析。系統的后臺監控軟件具備快捷、方便、專業以及精美等優勢，變電站的地理信息系統建模形象更加直觀與真實，以便于觀看、使用。后臺系統的實時功能可以隨時展現每一個目標的當前位置信息，同時在變電站的地理位置圖上標注出來，跟隨者目標的移動而移動，這一系統主要劃分為四個方面，分別為基于寬帶無線射頻的無線傳感網絡定位技術，基于波形探測的感應技術報警設備，和傳感網絡檢測設備系統化運行的高分辨率、動態化調節視頻設備以及后臺計算機管理系統[2]。系統架構圖見圖1。

2、系統工作模式以及設置方式

2.1工作模式

系統本身帶有多種工作模式，例如參觀、巡視、檢修、操作以及探測等模式，不同模式之下的監測重點并不相同。對于巡視模式而言，主要是對人員是否按照規定線路、時間以及位置進行巡檢。參觀模式則是針對外來的考察人員，記錄行走的路線、參觀的時間以及區域。檢修模式則是檢修內容設置人員數量、工作區域、危險區域，預防檢修人員幾人杜鰲危險區域或者是超出工作時間繼續操作[3]。操作模式則是操作人員內容設定數量、區域、危險區域以及操作時間，預防人員不到位、誤操作區域以及超出操作時間等問題。探測模式則是變電站區域中其他動態目標的監控，涉及到機械設備，尤其是對于車輛，因為體積較大、行進的速度比較快，所以監控的實時性要求也比較高[4]。

2.2系統設置

系統平臺建設完成之后便需要做好對系統的設置，定義相關的規則和屬性，按照功能需求的分析以及預警系統的架構方式，結合施工現場的安全管理相關需求，做好相應的設置工作，并將相應的設置輸入到預警系統當中[5]。首先是危險區域的定義，在具體設置中可以將施工現場劃分為不同的危險等級。其次是BIM模型的建設。系統在實施之前需要按照以往二維圖紙建設BIM模型，從而實現二維視圖向三維視圖轉化的過程。BIM模型也屬于系統本身可視化的一種載體，現場當中所有的實時信息和預警信息都可以在BIM模型當中展現出來。在具體工作流程方面先是在后臺監控計算機當中對每一位工作人員以及進入變電站的相關工作者注冊身份，同時在信息驗證之后提供相應的移動終端，按照工作人員所需要執行的操作做好工作路線、時間、工作區域以及危險區域的劃分，工作者在進入到施工現場后可以借助寬頻無線定位設備將數據傳輸給前置機，此時可以按照定位算法將工作者的位置計算出來，按照已經設定的為先建個判斷位置是否安全、合理，如果進入到危險區域則及時報警并由管理人員通知相應工作者。同時也會將工作者的信息發送到后臺監控系統當中，在平面圖上將工作者的位置坐標展現出來，以便于監控人員的觀察。另外，變電站當中工作者的行走路線等信息都可以儲存在數據庫當中，以便于后續以動態形式重新查看線路，實現對現場工作者的實時監督。

3、總結

綜上所述，伴隨著電網的持續發展以及及需求的不斷提高，將無線定位技術與BIM技術合理應用于變電站的作業安全管理中，不僅可以替代人工管理這一傳統手段，還可以更好的保障變電站的安全管理實效性，實現了資源節省與效益提升目的。實踐應用證明，基于BIM與無線定位技術的變電站作業安全故那里系統可以減少80%以上的人為因素安全隱患，并為變電站提供可靠的技術支持。伴隨今后智能電網的全面建設，無線定位技術的應用所能夠發揮的價值也會不斷提高，此時變電站作業安全管理水平會不斷的提高，這也是推動電力行業持續、長遠發展的關鍵。

參考文獻：

[1]鄒小偉，張丹，馬輝.基于BIM和物聯網的裝配式建筑施工作業安全預警平臺的建立[J].工程管理學報，2019，14（2）：25-26.

[2]趙虎軍，李慶達，趙欣，etal.基于BIM技術和工效數據庫的施工線性計劃應用研究[J].建筑技術，2018，49（1）：106-109.

[3]王宏偉，呂守國，扈健，etal.機載激光雷達技術下變電站施工安全保障研究[J].自動化與儀器儀表，2018，24（6）：311-312.

[4]朱明曉，劉青，王彥博，etal.基于平面相交法的敞開式變電站多源局部放電定位方法[J].高電壓技術，2018，44（9）：311-313.

[5]陳一鑫，馬少雄，徐宏.BIM技術在既有鐵路車站站改工程施工階段的應用研究[J].鐵道標準設計，2018，14（8）：233-234.

（作者單位：云南電網有限責任公司昆明供電局）