張蕊　郭懷東　郭伯軒

【摘? 要】研發(fā)一種基于物聯(lián)網(wǎng)的視頻監(jiān)控與智能報(bào)警高壓試驗(yàn)紅外感應(yīng)圍欄，通過(guò)語(yǔ)音提醒強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)無(wú)關(guān)人員對(duì)于高壓試驗(yàn)危險(xiǎn)的警覺(jué)，通過(guò)斷開(kāi)試驗(yàn)電源的方式杜絕高壓試驗(yàn)時(shí)的人員觸電傷亡事故的發(fā)生，切實(shí)提升現(xiàn)場(chǎng)安全的管控水平。

【關(guān)鍵詞】高壓試驗(yàn);紅外感應(yīng);安全管控

一、引言

高壓試驗(yàn)是通過(guò)對(duì)設(shè)備施加以遠(yuǎn)高于運(yùn)行電壓的方式檢測(cè)設(shè)備的健康狀況，最高電壓可達(dá)運(yùn)行額定電壓的3～8倍，現(xiàn)場(chǎng)的安全管理風(fēng)險(xiǎn)重大?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)置安全圍欄主要為防止無(wú)關(guān)人員誤入帶電區(qū)域或試驗(yàn)區(qū)域。無(wú)論硬質(zhì)安全圍欄還是軟質(zhì)安全圍欄，在現(xiàn)場(chǎng)的作用主要是起到提醒作用，尤其針對(duì)變電站交接試驗(yàn)過(guò)程中大范圍的耐壓試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)工作人員多、試驗(yàn)工作面廣、人員監(jiān)護(hù)范圍大，現(xiàn)場(chǎng)操作人員對(duì)高壓試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)理解有差異，需隨時(shí)應(yīng)對(duì)人員的各種突發(fā)情況，給試驗(yàn)的安全進(jìn)行帶來(lái)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

通過(guò)研發(fā)一種紅外感應(yīng)帶報(bào)警提醒、跳閘斷開(kāi)試驗(yàn)電源的圍欄，與傳統(tǒng)試驗(yàn)圍欄相結(jié)合，在人員靠近試驗(yàn)區(qū)域的圍欄時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音提醒“止步，高壓危險(xiǎn)！”;如有人員強(qiáng)行越過(guò)圍欄時(shí)自動(dòng)跳開(kāi)試驗(yàn)電源，瞬間將試驗(yàn)電壓歸零，確保試驗(yàn)時(shí)的人身安全，并實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控及信息記錄。

二、技術(shù)分析

電力安全圍欄裝設(shè)是保證現(xiàn)場(chǎng)工作人員安全技術(shù)措施之一，傳統(tǒng)絕緣伸縮安全圍欄存在體積大，只能被動(dòng)警示，不具有誤闖入感知報(bào)警功能。因此我們提出了智能高壓試驗(yàn)專用紅外感應(yīng)圍欄研制項(xiàng)目。首先，智能高壓圍欄的實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)在于圍欄傳感器的研究。紅外光柵探測(cè)器全名叫“光束遮斷式感應(yīng)器”（Photoelectric Beam Detector），其基本的構(gòu)造包括紅外光束發(fā)射器、紅外光束接受器、能量指示燈、光學(xué)鏡片、報(bào)警接口，報(bào)警指示等。紅外光柵探測(cè)器光源為光電發(fā)光二極管作，采用互補(bǔ)型自激多諧振蕩電路作驅(qū)動(dòng)電源，直接加在紅外發(fā)光二級(jí)管兩端，使其發(fā)出經(jīng)脈沖調(diào)制的、占空比很高的紅外光束，既降低了電源的功耗，又增強(qiáng)了紅外光柵探測(cè)器的抗干擾能力。紅外光柵探測(cè)器具有功耗低、體積小，誤報(bào)率低等優(yōu)點(diǎn)。

本課題所研制的圍欄，是當(dāng)非操作人員靠近圍欄時(shí)，紅外報(bào)警器報(bào)警提醒“止步，高壓危險(xiǎn)！”，試驗(yàn)期間任何人跨越圍欄時(shí)，紅外光柵探測(cè)器報(bào)警并輸出跳開(kāi)試驗(yàn)電源指令，瞬間將試驗(yàn)電壓歸零，確保人身安全。因此，此目標(biāo)具備技術(shù)可行性。

三、系統(tǒng)組成

1）由四根多光束紅外光柵圍成封閉空間，多頻互射式紅外光柵探測(cè)器，由發(fā)射探測(cè)器和接受探測(cè)器配對(duì)構(gòu)成，多束人眼無(wú)法看到的紅外光，形成警戒線，有物體通過(guò)，光線被遮擋，接收機(jī)信號(hào)發(fā)生變化，放大處理后報(bào)警。則最短遮斷時(shí)間為20ms，大于20ms報(bào)警，小于20ms不報(bào)警。每一光束獨(dú)立身份加密及解調(diào)，同一個(gè)探測(cè)器在任何工作距離，光束之間不會(huì)形成相互覆蓋和干擾，在紅外光發(fā)射機(jī)和紅外光接收機(jī)之間任何位置可以實(shí)現(xiàn)每一光束精準(zhǔn)識(shí)別報(bào)警，紅外光探測(cè)器的智能光束身份識(shí)別技術(shù)，可以保證紅外光發(fā)射機(jī)和紅外光接收機(jī)無(wú)論工作在多遠(yuǎn)探測(cè)距離，就算在在紅外光發(fā)射機(jī)一端去遮擋任何一個(gè)光束，探測(cè)器都不會(huì)存在任何探測(cè)盲區(qū)，阻斷任何光束都能實(shí)現(xiàn)探測(cè)器精準(zhǔn)報(bào)警在每一根紅外光柵上安裝一種當(dāng)人體靠近一定距離時(shí)發(fā)出警報(bào)聲，同時(shí)每一根紅外光柵具備發(fā)出和接收紅外光束功能，當(dāng)有物體遮擋紅外光束時(shí)，內(nèi)部元器件動(dòng)作，跳開(kāi)試驗(yàn)電源，將試驗(yàn)電壓瞬間歸零的圍欄。如圖1所示。

四、報(bào)警控制系統(tǒng)及管控平臺(tái)

智能報(bào)警高壓試驗(yàn)紅外感應(yīng)圍欄智能控制保護(hù)系統(tǒng)以ARM架構(gòu)多核處理器核心的智能保護(hù)模塊組成的PLC測(cè)控系統(tǒng)。對(duì)系統(tǒng)中各分控的圍欄進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、實(shí)時(shí)報(bào)警和實(shí)時(shí)控制，有效地保證了紅外感應(yīng)圍欄的快速性、安全性和準(zhǔn)確性，信息通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)上傳至管控平臺(tái)。

管控平臺(tái)設(shè)計(jì)原則堅(jiān)持“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”的方針，加強(qiáng)施工全過(guò)程、全方位、全員的安全防范意識(shí)，是抓好高壓試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)安全管理的核心。平臺(tái)具有信息化、數(shù)字化、智能化等技術(shù)支撐，智能化就是知識(shí)化，具有感知能力（獲取外部信息的能力）、記憶和思維能力（存儲(chǔ)信息并有思維產(chǎn)生知識(shí)）、學(xué)習(xí)能力和自適應(yīng)能力（學(xué)習(xí)并運(yùn)用知識(shí)）三類特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)中高壓試驗(yàn)計(jì)劃任務(wù)執(zhí)行情況、任務(wù)完成情況、系統(tǒng)操作信息、報(bào)警信息的統(tǒng)計(jì)分析，自動(dòng)生成值班日志。輔助視頻監(jiān)控智能AI分析智能視頻分析，智能視頻監(jiān)控通過(guò)對(duì)人體運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤與識(shí)別，并記錄下對(duì)象的運(yùn)動(dòng)軌跡和特征信息（如：大小，速度，方向等），再實(shí)時(shí)分析這些行為與事先定義的報(bào)警規(guī)則是否吻合，從而發(fā)出警報(bào)，提示進(jìn)行人工干預(yù)。加強(qiáng)了操作安全管理。

五、結(jié)束語(yǔ)

1、小組研制的高壓試驗(yàn)專用紅外感應(yīng)圍欄，通過(guò)語(yǔ)音提醒強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)無(wú)關(guān)人員對(duì)于高壓試驗(yàn)危險(xiǎn)的警覺(jué)，通過(guò)跳開(kāi)試驗(yàn)電源的方式杜絕高壓試驗(yàn)時(shí)的人員觸電傷亡事故的發(fā)生，切實(shí)提升現(xiàn)場(chǎng)安全的管控水平。" 輔助智能AI技術(shù)"安全生產(chǎn)管理平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)高壓試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)及相關(guān)人員起到了督促作用，實(shí)現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的視頻傳輸和語(yǔ)音對(duì)話、事后追溯、人員行為分析;開(kāi)展遠(yuǎn)程輔助研判等功能作用。

工作現(xiàn)場(chǎng)往往又是多班組交叉作業(yè)，人員流動(dòng)性大，現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜，誤闖試驗(yàn)圍欄的情況時(shí)有發(fā)生，有可能造成人身傷害和對(duì)試驗(yàn)儀器以及被試設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞，這給實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的安全工作埋下了隱患。自動(dòng)報(bào)警式專用紅外感應(yīng)圍欄，分析其應(yīng)用效果表明該裝置與安全圍欄有機(jī)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的安全控制與預(yù)警，安全監(jiān)護(hù)由被動(dòng)的防范轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的防護(hù)，提高現(xiàn)場(chǎng)安全管控水平。

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（作者單位：保定賽瑞電力科技有限公司）