邱傳東 陳德凱 孫研 宋國棟 方舟

【摘 要】伴隨著電力行業(yè)的持續(xù)性發(fā)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(yè)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(guī)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(yè)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(yè)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(yè);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(qū)域，作業(yè)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(guī)程、制度體系，還需要做好自動化綜合管理系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、五防系統(tǒng)以及電氣設備在線監(jiān)測系統(tǒng)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(yè)提供技術支持。但是，目前系統(tǒng)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(tài)，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(yè)安全管理中的應用具備顯著實踐性價值。

1、系統(tǒng)需求的分析

有統(tǒng)計數據分析發(fā)現(xiàn)，變電站的現(xiàn)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(guī)程、沒有認真落實安全操作以及管理規(guī)程、超區(qū)域作業(yè)、現(xiàn)場監(jiān)護勘查不合理而導致的，均屬于人為因素引發(fā)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(qū)域、現(xiàn)場巡視不到位以及監(jiān)護監(jiān)控質量較差。新型變電站的作業(yè)安全管理系統(tǒng)主要是借助無線傳感器的方式實現(xiàn)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(xiàn)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(tài)化的監(jiān)督、區(qū)分化的觀察[1]。工作人員的工作路線都可以在系統(tǒng)當中被記錄與儲存，可以實現(xiàn)線路動態(tài)性的回訪，以便于后續(xù)工作人員操作任務完成情況的回顧性分析。系統(tǒng)的后臺監(jiān)控軟件具備快捷、方便、專業(yè)以及精美等優(yōu)勢，變電站的地理信息系統(tǒng)建模形象更加直觀與真實，以便于觀看、使用。后臺系統(tǒng)的實時功能可以隨時展現(xiàn)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(tǒng)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(tǒng)化運行的高分辨率、動態(tài)化調節(jié)視頻設備以及后臺計算機管理系統(tǒng)[2]。系統(tǒng)架構圖見圖1。

2、系統(tǒng)工作模式以及設置方式

2.1工作模式

系統(tǒng)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(jiān)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(guī)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(qū)域。檢修模式則是檢修內容設置人員數量、工作區(qū)域、危險區(qū)域，預防檢修人員幾人杜鰲危險區(qū)域或者是超出工作時間繼續(xù)操作[3]。操作模式則是操作人員內容設定數量、區(qū)域、危險區(qū)域以及操作時間，預防人員不到位、誤操作區(qū)域以及超出操作時間等問題。探測模式則是變電站區(qū)域中其他動態(tài)目標的監(jiān)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(jiān)控的實時性要求也比較高[4]。

2.2系統(tǒng)設置

系統(tǒng)平臺建設完成之后便需要做好對系統(tǒng)的設置，定義相關的規(guī)則和屬性，按照功能需求的分析以及預警系統(tǒng)的架構方式，結合施工現(xiàn)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(tǒng)當中[5]。首先是危險區(qū)域的定義，在具體設置中可以將施工現(xiàn)場劃分為不同的危險等級。其次是BIM模型的建設。系統(tǒng)在實施之前需要按照以往二維圖紙建設BIM模型，從而實現(xiàn)二維視圖向三維視圖轉化的過程。BIM模型也屬于系統(tǒng)本身可視化的一種載體，現(xiàn)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(xiàn)出來。在具體工作流程方面先是在后臺監(jiān)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(zhí)行的操作做好工作路線、時間、工作區(qū)域以及危險區(qū)域的劃分，工作者在進入到施工現(xiàn)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(qū)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(fā)送到后臺監(jiān)控系統(tǒng)當中，在平面圖上將工作者的位置坐標展現(xiàn)出來，以便于監(jiān)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(xù)以動態(tài)形式重新查看線路，實現(xiàn)對現(xiàn)場工作者的實時監(jiān)督。

3、總結

綜上所述，伴隨著電網的持續(xù)發(fā)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(yè)安全管理中，不僅可以替代人工管理這一傳統(tǒng)手段，還可以更好的保障變電站的安全管理實效性，實現(xiàn)了資源節(jié)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(yè)安全故那里系統(tǒng)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(fā)揮的價值也會不斷提高，此時變電站作業(yè)安全管理水平會不斷的提高，這也是推動電力行業(yè)持續(xù)、長遠發(fā)展的關鍵。

參考文獻：

[1]鄒小偉，張丹，馬輝.基于BIM和物聯(lián)網的裝配式建筑施工作業(yè)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）