浅谈二维码及语音提示技术在油田变电站设备巡检中的应用

浅谈二维码及语音提示技术在油田变电站设备巡检中的应用

郭海陆 张丽

长庆油田分公司 甘肃省庆阳市 745100

摘要:本文介绍了一种基于二维码技术的变电站巡检方案，结合人体红外感应语音风险提示器的使用，能够协助变电站巡检人员安全、快速、高效地完成变电站设备巡检任务。巡检时，人员靠近设备，人体红外感应语音提示器会自动发出靠近带电设备、保持安全距离，随后运用手机扫设备上的二维码进入，按照手机出现的巡视流程、平面示意图，填写对应设备巡视要点菜单，管理人员可以随时通过手机或浏览器查看巡视结果。该措施积极有效地解决了传统人工检查变电站的错检、漏检等不规范操作的问题，从而实现变电站巡检的标准化和信息化。

关键词：二维码 语音提示 变电站 巡检

引言：随着西峰油田的快速发展，油气产量不断提高，油田电网智能化水平也逐步升级，近年来为了消除员工自然退休减员与企业发展不均衡的突出矛盾，我们以集控站和无人值守变电站为重点深入推进“四化”建设，积极推行基层班站“2+3”管理模式，有效夯实了我厂管理体系高质量发展。但随着变电站自动化水平的提高和无人值守的普及,给变电站各级设备的安全运行带来了更为严峻的考验。为了保证变电站的设备正常工作,定期给变电站的设备进行巡检工作是必不可少的。但现在人工巡检和手抄记录的传统模式，已经很难保证巡检的高效率,并且由于要巡视不同站所的不同设备，很容易在巡视中因精神疲劳而误碰带电设备而发生意外。因此，我们采用一种基于二维码技术的变电站巡检方案，结合人体红外感应语音风险提示器的使用，能够协助变电站巡检人员安全、快速、高效地完成变电站设备巡检任务。

1 变电站设备巡检技术现状

1.1 国内外无人值守变电站

当前，在国内外的变电站各设备的巡检工作中，现在比较先进的有“视频监控技术”和“智能机器人巡检”技术等这些巡检方式，基本上都是在地理信息系统之上建立的,用GPS系统提供的经纬度定位的信息，并把这些信息存做到一个大型的数据库中，巡视对象主要面向变电站外高压设备、输配电线路设备，而针对站点内设备，由于当前人工巡检有高度的适应性及灵活性，能够及时发现改备视频监控死角存在的隐患与问题,所以站点内设备的巡检方式中，人工巡检仍占据主流。由此，满足人工巡检管理的系统应运而生，这些系统大多采用带有扫描标签功能的移动终端来代替手抄记录巡检方式，从而提高巡检工作的便捷度、效率及准确率。
二维码技术正在迅猛发展，二维码是用某种特定的几何图形按照一定规律在平面分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的条形码。其特点是:容错性能强、信息容量大、译码可靠性高、成木低、可加密、尺寸大小比例可变等。

1.2 油田无人值守变电站

近年来，为了消除员工自然退休减员与企业发展不均衡的突出矛盾，油田变电站大部分已实现无人值守，以集控站和无人值守变电站为重点，深入推进“数字化、自动化、可视化、智能化”电网建设，建立了“厂生产指挥中心——大队集控站——操作维护班”生产组织架构，并且按照电网结构特点及供电区域实际情况，设置了操作维护班、枢纽变电所，分别对所属区域内的无人值守变电所进行日常运行维护。同时，积极推行基层班站“2+3”管理模式，即在无人值守站所推行“管理+技术”管理模式，实行“审、巡、查、核、判、处”六字管理法，运用“微机五防、辅助物联、电动刀闸、在线巡视、智能管控”五项技术手段，实现站所日常运行、故障处置以及应急抢险等作业过程全面自动化、智能化，实现真正意义上的无人值守，推动生产组织方式和生产运行方式取得了根本性变革。

对于无人值守变电站，我们采取远程“重点巡”+就近“系统巡”的方法，由集控站通过变电所预置监控摄像机，对网格巡视单元按照巡视预置流程开展重点巡视，同时监督现场巡视人员的安全措施及工作质量等要求是否落实到位；现场运维人员要根据站所结构和设备分布情况，按照预定的巡视路线设定巡视流程，现场对照巡视流程卡开展近距离巡视和测温。但是目前我们在变电站巡视时，还采用的是人工巡检和手抄记录的传统模式，人工巡检的质量高低和巡视人员的责任心有着密切的联系，这样的变量显然是不稳定的，一旦巡视工作不到位，就埋下了安全与经济的隐患。并且由于要巡视不同站所的不同设备，很容易在巡视中因精神疲劳而误碰带电设备而发生意外。因此，我们需要运用一些技术手段，协助变电站巡检人员安全、快速、高效地完成变电站设备巡检任务。

2 二维码设计依据

二维码也被称为二维条目。它是将一些特定的几何图案组成黑白相间的图像，呈现在二维平面上，一般来说，这些黑白图像的分布是有规律可循的，利用图形识别技术就可以实现自动识别与数据处理。所以，二维码是条目技术、信息处理技术和图像识别技术交叉而来的综合类学科。
　　智能电网的电气设备都有统一的编号，日常的设备巡视需要人工录入设备的状态信息，再对其进行信息的汇总，整个过程环环相扣，既繁琐又容易出错，所以如何进行信息的现场采集，一直以来都是供电环节管理中的核心问题。曾经尝试的射频识别技术维护和推广的成本都非常高，而二维码技术的维护成本显然低多了，而适用范围的广泛与不受电磁干扰的优势，是变电设备巡视中的不二之选。

3 变电站设备巡检技术整体设计

3.1 设计思路

根据油田变电站的实际情况，我们提出了一种基于二维码软件+人体红外感应语音提示器硬件技术的变电站巡检方案,该方案针对不同的变电设备进行不同的二维码标签编码,利用二维码标签的规范管理、程序可编程，以及人体红外感应语音提示器针对不同设备可编制不同设备基本情况、风险告知等优点，由此开发并设计出了一套较为实用的变电站内设备巡检管理工作系统，为变电站巡检人员安全、快速、高效地完成变电站设备巡检任务提供了强有力的技术支持。

3.2 系统构成

3.2.1二维码软件系统

3.2.1.1概述

管理人员根据无人值守变电站设备的实际位置及运行情况，编制符合巡视人员现场的巡视流程，并且制作设备巡视平面示意图，然后利用二维码生产软件针对变电站每个设备制作对应的巡视要点二维码，并粘贴于现场每个设备处，巡视人员按照巡视周期到达变电站，在巡视的过程中通过手机对各个设备的二维码进行扫描，查看本站设备巡视流程图，并能通过巡视平面示意图查看当前所在位置，填写相关设备巡视要点表单，表单内有本设备巡视检查项、检查结果、巡检情况记录、现场照片及自动定位、日期和当前时间，最后进行签名，完成此项设备巡检，全程简捷方便，无论在物质成本还是人力成本上都做到了最大程度的节约。同时，管理人员或者巡视人员通过手机扫描设备的二维码可以查看此台全部巡视情况，而且管理人员通过电脑浏览器中二维码工作台进行巡视数据汇总、设备缺陷收集、统计分析等，并且可以运用计划管理进行设备巡检计划下达。

3.2.1.2 设备二维码制作

我们采用“草料二维码”软件制作变电站设备巡视二维码。我们先要对所巡视变电站的设备进行统计，对应制作每个设备的二维码。以周庄35kV变电站为例进行展示说明。

第一步，管理人员运用电脑打开“草料二维码”软件，进入工作台。

第二步，点击“空白建码”后，输入标题，新建表单，可以运用“基础类组件、多媒体组件、填表人组件等”进行设备巡视要点表单编辑，完成“避雷针设备巡视要点”表单。

第三步，点击“完成编辑，下一步”后生成二维码，点击“下载”并对此设备二维码进行命名。

第四步，管理人员完成此变电站所有设备的巡视要点表单编辑后，根据编制的符合巡视人员现场的巡视流程，制作设备巡视平面示意图，可以分区域编制巡视要点，对所涉及到的设备巡视要点进行关联，达到便于巡视人员统一巡视的目的。

3.2.1.3 设备二维码巡视流程

将变电站设备信息制作成二维码标签，并贴到实际设备上之后，巡检人员即可使用手机进行实际巡检工作。具体巡检步骤如下:（1）管理人员在电脑后台“草料二维码”软件“工作台”中计划管理制定巡检计划；(2)巡检人员到达变电站后，按照巡检流程，找到巡检设备,利用手机扫描二维码标签；(3)开始巡检设备,查看巡检设备信息；(4)在手机中输入设备的巡检结果；（5)继续巡检其他设备；(6)按照巡检流程,结束本次巡视工作。

3.2.1.4 设备二维码巡检系统功能及应用

1.设备二维码巡检系统的应用让变电站巡检工作达到规范化、无纸化和信息化。每次的巡检数据都是可以标记巡检的人员和巡检的时间，不仅提高了巡检数据的准确性和巡检人员的到位率,还杜绝了巡检人员巡视不到位的现象。本系统历史巡检数据定期以文件形式进行备份，存储方便,可以防范历史数据丢失。系统记录历史巡检数据，各级生产管理人员只需使用浏览器登录到巡检Web服务器，即可及时掌握各自所负责的变电站设备运行情况。

2.设备二维码巡检系统能够进行数据分析。系统提供的数据汇总、扫面量统计功能，通过各维度巡检数据曲线的绘制，设备缺陷得以直观显示，便于管理层进行决策处理。不仅可以满足变电站运行设备的巡检工是作人员正常的巡检要求，而且还可以使各级的生产管理工作人员清晰、直观地及时掌握变电站的各种设备的运行情况，并及时地发现和处理设备在运行中出现的各种异常及次其他存在的安全隐患等问题，以确保电网各设备的运行安全和稳定，从而真正地实现变电站管理工作的规范化、集约化和科学化。

3.2.2 人体红外感应语音提示器

3.2.2.1概述

管理人员根据无人值守变电站设备的实际位置及运行情况，按照设备巡视平面示意图，在适合的位置安装人体红外感应语音提示器，当巡视人员靠近设备四米时，人体红外感应语音提示器会自动发出“靠近带电设备、保持安全距离”、“你已进入XX设备区”等语音，提醒巡视人员注意人身安全。

3.2.2.2 设备介绍

我们采用威尼安品牌生产的型号为M7语音提示器，它是一款防水定时感应红外人体可录音语音提示器，人体进入感应范围内可以触发播报语音和LED灯开启功能，具备IP45防水防尘，可以市电和太阳能两种供电方式，并且支持手机蓝牙程序进行语音内容编辑。

3.2.2.3 设备使用方法及语音编辑

1. 小程序操作和语音更换

打开手机自身蓝牙和手机定位，再在微信首页下滑找到“Kingsound”蓝牙小程序点击打开，点开搜索。搜索到“LE-WS1”时点击连接(数据传输蓝牙)，连接成功后即可进行蓝牙小程序的相关功能操作。

2.语音更换:点击小程序主界面的“语音更换”，点击合成，输入“您好，你已进入我所高压设备区，请与带电设备保持安全距离”等内容，点击合成并试听，之后点击录入就完成了一条语音设置。

3.触发方式选择：播放模式选择如下表，此模式只可以选择一项，选择完点击最下层“设置同步”即可。

4.音乐试听，点击蓝牙小程序上方的播放／暂停按钮即可播放或暂停播放语音内容。点击上下曲选项即可选择上下曲目进行试听。声音大小设定，通过左右滑动音量旋钮调整声音大小。

4 结语
变电站无人值守模式开创了油田电网运行的新篇章，而变电站站内巡检方式在很长一段时间内仍需要依靠人工巡检作为主流巡检方式，我们运用的一套基于二维码软件+人体红外感应语音提示器硬件技术的变电站巡检方案，能够协助变电站巡检人员安全、快速、高效地完成变电站内设备巡检任务，针对不同的变电设备进行不同的二维码标签编码，利用二维码标签的规范管理、程序可编程，以及人体红外感应语音提示器针对不同设备可编制不同设备基本情况、风险告知等优点，有效解决了变电站传统人工巡检出现的不规范、漏检、错检等常规问题，实现了变电站巡检的规范化、信息化和无纸化操作,具备了低成本、抗干扰等优势，具有一定的推广应用价值。

参考文献
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