礦山防誤識別跟蹤智能管理系統設計與應用

摘要：通過分析我國現有礦山供電防誤識別管理系統的基本現狀，對于防誤識別跟蹤智能管理系統進行了總體介紹，同時對系統的構建、系統組成做了系統描述，也對應用系統建立后產生的實際實施效果做了簡單地總結描述。

關鍵詞：防誤識別;智能跟蹤;管理系統

一、概述：

隨著現代信息技術的高速發展，以物聯網+、云服務、云計算、人工智能等前沿技術，結合 “以人為本”的理念，為保證煤礦企業電力系統中人、機、物、法、環進行安全、可靠、經濟和穩定運行，研發了一套基于物聯網的礦山供電防誤識別智能管理系統。它主要基于物聯網技術、云計算技術，利用最先進的防誤識別智能管控理念，針對礦山供配電系統工作，實現操作過程可追溯，流程再造、細化操作流程、杜絕步驟丟失、防誤拒動、高壓近電預警、防觸電語音報警、故障診斷與應急處理等功能。有效的規范管控企業員工工作流程，防止誤操作引起的電力事故發生，給企業在供電安全生產上保駕護航。

系統由參與活動的設備或人、識別碼標簽、手持終端、電腦服務器、防誤識別跟蹤智能管理軟件組成。將“互聯網+” 首次應用到傳統系統中，通過對人、機、物、環、管理，針對影響現場安全的“人的不安全行為、物的不安全狀態、機電設備隱患、周邊安全環境和管理”五要素進行實質化、可操作的管理平臺，實現人與人、人與物、人與管理、人與環境的有機結合。

二、項目實施背景

在煤礦電力行業里，高壓供配電系統的主要作用是負責輸送電能、轉換電壓等級、轉換運行方式、投切負荷等，它是電力系統的重要設備之一。高壓開關柜的可靠穩定運行直接關系著電網的安全，高壓開關柜內有著大量可操作設備，如斷路器、隔離開關和接地刀閘等，大型高壓開關柜主接線和二次接線非常復雜，如果高壓開關柜的安全管理不到位，很容易就會造成誤操作事故。一旦對高壓開關柜發生電氣誤操作，往往會造成電網大范圍停電、設備損毀、人身傷亡等，嚴重的甚至會導致電網振蕩解列，社會影響也不容忽視。

從多年的經驗來看，從歷次發生的誤操作事故案例來看，純粹依靠規章制度等安全組織措施，依然無法從根本上杜絕人為惡性誤操作事故的發生。

人為惡性誤操作的屢屢發生，為煤礦高壓電力系統生產運行敲響了警鐘，讓我們逐步認識到防止誤操作的重要性和緊迫性。

三、總體系統設計理念

目前，國內外煤礦企業防誤供電系統技術發展到僅對 “設備”防誤閉鎖或者進行設備約束，設備級的防誤方式很難以達到對人的行為規范、供電設備的運行狀態進行實時管控、分析及處理。

構建一個滿足各級站點需求的基于物聯網礦山供電防誤識別智能管理系統，通過探索，建立標準化、自動化、智能化、信息化的防誤技術監督管理、推理模型，搭建一套集監控管理、防誤識別、云計算為一體的智能化管控平臺，適用于各級站點對防誤系統技術管控需求，實現防誤系統技術監控管理工作的標準化。其主要職能是以煤礦高壓供電設備防誤系統技術監控管理為中心，圍繞防誤系統技術監控管理主線合理構筑防誤管理系統的數據核心和系統結構。

四、總體系統架構搭建

基于物聯網的礦山供電防誤識別智能管理系統包含云服務器、智能手持終端、高壓近電預警裝置、高壓語音報警拒動裝置、智能二維碼電子數據交互模塊等五大關鍵部分，各部分協同工作系統框架如圖1所示。

云服務器作為整套管理系統的指揮大腦，通過無線通訊網絡從高壓近電預警裝置、高壓語音報警拒動裝置及手持終端獲取供電設備電路運行情況及工作狀態信息，通過云計算技術對信息進行細致縝密的分析，并按照應急處理預案處理供電事故。

智能手持終端作為整套系統主要對人行為干預和管控的移動工作站，通過接收云服務器端下發的攜帶操作屬性的電子識別碼，給操作人員提供操作步驟及規范，通過藍牙4.0通訊技術與智能二維碼電子數據交互模塊進行數據交互，實現電子開票、驗票，實時提取高壓語音報警拒動裝置中的工作數據，通過拍攝和錄音記錄人員的操作過程，通過離線存儲與無線通訊技術將操作過程中的音像數據、操作程序數據和提取的工作數據及時送報云服務器端。

高壓近電預警裝置作為系統中帶電腔體電路運行狀態實時監測的智能檢測模塊，將帶電信息實時傳輸至高壓語音報警拒動裝置，實現對開關柜帶電操作的拒動。此外帶電腔體電路運行狀實時回傳至服務器端，作為服務器監測電網供電狀況的依據，發生斷電時自動發出應急預案提醒切換備用電源。

高壓語音報警拒動裝置作為整套系統的防誤執行機構，根據高壓近電預警裝置監測的電路運行狀態，通過高壓拒動裝置采集的煤礦供電設備信息來源包括：礦井供電運行狀態數據、故障信息數據、電能數據等。對員工的帶電誤操作以及操作對象混亂等動作拒絕執行，并發出智能語音提示。

智能二維碼電子數據交互模塊作為高壓語音報警拒動裝置與智能終端實現電子數據交互的功能模塊，通過藍牙4.0技術將全部數據傳至智能手持終端。

五、系統界面

基于物聯網的礦山供電防誤識別智能管理系統，已陸續應用于開灤集團公司東歡坨礦、呂家坨礦以及范名莊礦，對現場操作人員的行為起到了很好的管控作用，最大限度的避免了礦井下人為誤操作導致的事故，達到通過對人的行為干預和管控，來實現對人的“本質安全性”保護，近而避免危險情況的發生給企業帶來各種損失，給企業創造明顯的經濟效益和社會效益。部分應用界面如下：

操作員登錄系統后，根據操作票操作順序下發開關操作指令，并傳送到手持終端，生成電子操作票，如圖2所示。

六、實施效果

應用后，不同類型用戶登陸后享有相應不同的權限，用戶操作數據可以實時發回給后臺數據庫，并檢測各個反饋渠道的信息，進行數據篩選，之后生成報告。規范了員工的操作流程，干預管控人的行為軌跡，避免了操作失誤現象的發生;方便現場信息的反饋與處理，提高了工作和生產效率;提供異常預警報警信息，杜絕事故發生，提高生產安全性;應用界面友好，人性化，操作簡單，具備語音提示功能，方便操作人員使用。

總之，礦山供電防誤識別智能管理系統設計，從整體宏觀到各個局部過程都起到了對工作人員行為的很好的管控作用，杜絕了由于工作人員的操作失誤造成人員的安全問題，確保生產的安全性和高效性，避免了由于人為操作失誤給企業帶來的安全隱患和經濟損失。

參考文獻：

[1]電力系統中繼電保護與自動化裝置的可靠性探究[J]. 陳志彪. 科學技術創新. 2019（11）

[2]關于電力系統中的繼電保護設備及其自動化可靠性研究[J]. 王凱，李婉卿，周大遷. 電子測試. 2019（Z1）

作者簡介：李澤利，1972年7月出生，男，河北唐山人，工程師，現在開灤（集團）信息與控制中心從事機電技術研究工作。