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基于RFID技術的安全工器具全生命周期管理系統(tǒng)研究

發(fā)布時間:2016-07-14 責任編輯:susan

【導讀】針對目前電力系統(tǒng)安全工器具管理中存在的問題,結(jié)合安全生產(chǎn)工作實際利用射頻識別技術、視頻智能分析、視頻自動檢索等技術的應用開發(fā),研究基于RFID技術的安全工器具全生命周期管理系統(tǒng)。

實現(xiàn)安全工器具的全生命周期管理,對日常安全工器具使用違規(guī)行為自動檢索取證。實現(xiàn)安全工器具采購、試驗、使用的全過程監(jiān)管。提高安全工器具的實時監(jiān)管力度,提升安全生產(chǎn)管理的水平。
  
電力行業(yè)是典型的高危工作行業(yè),各種安全工器具等自身屬性是否有良好的管理非常重要,如安全工器具存在損壞、過期等問題而不能及時將信息傳遞給管理人員或使用人員,在使用者無法及時了解、非法使用時將可能出現(xiàn)嚴重安全事故以及人員傷亡事故,給員工作業(yè)安全帶來隱患。為了確保作業(yè)人員安全和電網(wǎng)安全運作,供電部門出臺了《電力安全工器具管理規(guī)定》等有關規(guī)程,對設備和工器具采購、使用、試驗、檢驗、維護均有嚴格的規(guī)定,也對工器具高效、準確地管理提出了新要求。本系統(tǒng)計劃研究應用計算機技術和網(wǎng)絡技術,建立起各種生產(chǎn)管理體系,滿足生產(chǎn)管理需要。[1]通信技術、網(wǎng)絡技術以及管理系統(tǒng)將進一步提高企業(yè)的管理水平。本系統(tǒng)采用語音、數(shù)據(jù)和圖像三合一綜合管理模式,構建了基于“物聯(lián)網(wǎng)”技術的新型智能化庫房,實現(xiàn)安全工器具的全生命周期管理方式,借助科技手段提升安全生產(chǎn)管理的水平。
 
 
一、研究背景和目標
  
安全生產(chǎn)是電力企業(yè)永恒的主題,而安全工器具的好壞將直接影響到電力企業(yè)在生產(chǎn)過程中的人身和設備安全。這幾年來,各單位因安全工器具問題造成人身傷亡和設備事故時有發(fā)生。在調(diào)查安全事故中發(fā)現(xiàn),事故原因有因驗電器不合格造成事故;因絕緣工具不合格造成的人身傷害;因登高工具不合格造成事故;因起重工具不合格造成事故??梢姲踩て骶叩墓芾碓诎踩a(chǎn)中尤顯重要。
  
通過近幾年的調(diào)研總結(jié),安全工器具存在以下的共性問題:安全工器具定期試驗的意識較為淡薄;安全工器具觀檢查流于形式;安全工器具使用不規(guī)范并缺乏保養(yǎng)和維護;一些單位安全工器具設備的配置不合理。另外,電力行業(yè)目前對工具及安全工器具管理仍然依賴于傳統(tǒng)的管理模式,以紙張文件為基礎來進行記錄、追蹤管理,存在效率低、出錯幾率高等問題,而工器具的存放環(huán)境也未能實現(xiàn)恒溫恒濕的智能化。[2]國內(nèi)少數(shù)企業(yè)嘗試用條形碼實現(xiàn)資產(chǎn)的數(shù)量識別與管理,但也無法監(jiān)督人員的有效工作,只能對類別進行數(shù)量管理,不能對每件物品的屬性(工具名稱、圖像、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期、檢驗時間等)進行有效管理,并且管理系統(tǒng)不能將單件物品的數(shù)據(jù)及時傳遞給責任對象等。
  
鑒于上述實際情況,需要研究開發(fā)一套基于物聯(lián)網(wǎng)技術的安全工器具全生命周期管理系統(tǒng),利用“物聯(lián)網(wǎng)”技術(包括RFID射頻識別、視頻智能分析/監(jiān)測技術)的綜合應用實現(xiàn)安全工器具無人職守及全生命周期管理,借助RFID射頻識別、視頻智能分析/監(jiān)測及溫濕度工業(yè)智能化控制技術實現(xiàn)安全工器具、施工機具、備品備件等設備的出入庫自動識別、智能監(jiān)控,建立工器具的智能數(shù)據(jù)庫。有效、準確、智能地對進出庫房的安全工器具進行信息自動識別、采集、記錄、上傳以及安全工器具的維護提醒、維護信息進行快速的查詢、統(tǒng)計,從而建立起供電企業(yè)管理的數(shù)字化信息管理系統(tǒng),為人工的傳統(tǒng)管理方式提供科技化管理手段。同時通過工業(yè)智能溫濕度技術,實現(xiàn)工器具存放環(huán)境的溫濕度達到《電力安全工器具管理規(guī)定》所提出的要求。[3]應用計算機技術和網(wǎng)絡技術,建立起各種生產(chǎn)管理體系,以滿足生產(chǎn)管理需要。通信技術、網(wǎng)絡技術以及管理系統(tǒng)將進一步提高企業(yè)的管理水平。本系統(tǒng)采用語音、數(shù)據(jù)和圖像三合一綜合管理模式,構建了“無人職守”的新型智能化庫房。
  
二、系統(tǒng)功能需求分析
  
(1)工器具批量出入庫自動登記,并實時語音提示使用者,所使用工器具是否存在“試驗超期”、“超過使用年限”、“報廢”等情況。避免違規(guī)使用不合格工器具。
  
(2)采用視頻智能分析錄像、視頻記錄自動檢索記錄,可實時遠程監(jiān)控工器具庫房。對于違規(guī)現(xiàn)象自動檢索視頻記錄,進行調(diào)查取證,追究相關人員責任。
 
(3)使用電子門鎖,實現(xiàn)“電子卡”自動開啟庫房門鎖及身份識別,避免非法人員進入。
  
(4)無人職守庫房管理,節(jié)約人力成本。
  
(5)工器具狀態(tài)、使用記錄、試驗記錄、檢查記錄等可實時查詢,實現(xiàn)工器具整個生命周期資料均可實時調(diào)取查看。
  
(6)自動提醒管理人員,庫房是否存在試驗超期、報廢、超過使用年限工器具。
  
(7)自動生成報表,降低工器具相關存檔資料編制的時間。
  
(8)使用RFID手持機進行月度檢查,必須掃描每個工器具標簽信息,才能利用手持機進行檢查,避免月度檢查流于形式、報表造假等違規(guī)情況。
  
(9)采用一體化硬件設計方式,將RFID讀寫設備安裝于庫房門口進行庫房整體管理,既降低硬件投資成本又美觀。
  
三、系統(tǒng)技術原理
  
RFID技術是21世紀發(fā)展最快的一項高科技技術。隨著與傳統(tǒng)網(wǎng)絡的結(jié)合,RFID技術展現(xiàn)出巨大的市場應用潛力,被稱為“物聯(lián)網(wǎng)”和“第二代Internet”。
  
RFID是射頻識別技術(Radio Frequency Identification)的英文縮寫,俗稱電子標簽,是一種非接觸式的自動識別技術。它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù),識別工作無須人工干預,可工作于各種惡劣環(huán)境。[4]RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽,操作快捷方便。射頻識別技術是20世紀90年代開始興起的一種自動識別技術。RFID技術利用無線射頻方式在閱讀器和電子標簽之間進行非接觸雙向數(shù)據(jù)傳輸,以達到目標識別和數(shù)據(jù)交換的目的。[5]在國外,射頻識別技術已廣泛應用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理、資產(chǎn)管理等眾多領域。 無線射頻識別與條形碼相比,不需要看見目標,只要在讀寫器的作用范圍內(nèi)電子標簽就可以被讀取。讀寫器可以識別高速運動的物體,在極短時間內(nèi)同時識別和讀寫數(shù)個電子標簽,操作快捷方便。[6]RFID系統(tǒng)組成:由耦合元件及芯片組成,每個RFID標簽具有唯一的電子編碼,附著在物體上標識目標對象,俗稱電子標簽或智能標簽;讀取器/讀寫器(Reader):讀取(寫入)標簽信息的設備,可設計為手持式或固定式。
  
本系統(tǒng)利用RFID自動識別技術,實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的自動化和無紙化;提高安全工器具管理的完備性和有效性,提高了管理的效率,采用先進的技術對存儲數(shù)據(jù)進行充分的利用以及數(shù)據(jù)和應用結(jié)果的方便、高效查詢。
  
四、系統(tǒng)硬件及軟件結(jié)構
  
電子標簽是含有物品唯一標識體系的編碼的標簽。這種唯一標識體系包括產(chǎn)品電子代碼EPC、泛在識別號UCODE等等。
  
本系統(tǒng)由六個部分組成,分別是:工器具RFID電子標簽、電子標簽自動讀取設備、視頻智能分析自動檢索系統(tǒng)、電子門鎖、手持機巡檢系統(tǒng)和后臺數(shù)據(jù)庫服務器。系統(tǒng)硬件拓撲如圖1所示。系統(tǒng)軟件功能結(jié)構如圖2所示。系統(tǒng)軟件拓撲結(jié)構如圖3所示。
  
五、結(jié)語
  
本系統(tǒng)的設計和開發(fā)能使安全工器具庫房除日常庫房工器具更換、送檢、報廢、巡查需庫房管理員干預外,實現(xiàn)安全工器具的無人職守管理模式,大大提高了安全工器具管理的工作效率,方便共享設備的跟蹤,使得安全工器具庫房的管理井然有序,避免各種違規(guī)行為的出現(xiàn),提升安全生產(chǎn)管理的水平。同時,本系統(tǒng)設計方案具有較好的適應性和擴展性?,F(xiàn)場采用RFID手持機作為數(shù)據(jù)核查終端可以方便瀏覽電力安全工器具信息,記錄本次電力安全工器具核查信息。手持機直觀的圖形界面、友好的人機交互方式、豐富的內(nèi)嵌應用軟件、先進的硬件平臺支撐為進一步擴充應用奠定了基礎。

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