本發(fā)明涉及變電站巡檢技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于RFID的變電站智能圍擋方法。

背景技術(shù)：

在電力系統(tǒng)中，由于電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用的連續(xù)性，電能的這一特點(diǎn)對(duì)實(shí)際電力系統(tǒng)中各設(shè)備單元的安全穩(wěn)定運(yùn)行有很高的要求。特別是近幾年來(lái)，電力系統(tǒng)向高電壓、大機(jī)組、大容量的方向快速發(fā)展，變電站的規(guī)模越來(lái)越大，巡視和檢修的任務(wù)也越來(lái)越重。變電站電力設(shè)備的巡檢在變電站的運(yùn)行工作中有著舉足輕重的作用。通過(guò)對(duì)設(shè)備的巡視可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備的缺陷，盡快地采取相應(yīng)的措施消除隱患帶來(lái)的影響。所以工作人員的巡視路線需要優(yōu)化管理，檢修人員能否及時(shí)準(zhǔn)確的找到故障區(qū)域?qū)收宵c(diǎn)進(jìn)行及時(shí)搶修，對(duì)變電站的安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行有著十分重要的意義，因此對(duì)需要被檢修的區(qū)域要提前做出明顯的標(biāo)記，對(duì)檢修的最佳路線要作出相應(yīng)的指引，以此來(lái)保障檢修工作的順利進(jìn)行。

在當(dāng)前變電站依靠人力巡視的模式下，變電站巡檢系統(tǒng)中巡檢人員存在到位不及時(shí)或不到位，不按規(guī)定巡視路線巡視，巡視效率低等問(wèn)題，并且在變電站檢修的過(guò)程中，大容量的變電站的設(shè)備數(shù)量多，位置分散，檢修人員不能迅速及時(shí)地找到故障區(qū)域或故障點(diǎn)，延誤變電站設(shè)備恢復(fù)正常運(yùn)作的時(shí)間，對(duì)變電站的安全可靠運(yùn)行是非常不利的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種基于RFID的變電站智能圍擋方法，利用RFID手持終端辨識(shí)位于最佳巡檢路線兩側(cè)位置和檢修區(qū)域的全部地樁，并將這些地樁升起，依次給地樁穿上隔離帶，形成便于檢修人員找到準(zhǔn)確的檢修區(qū)域的隔離區(qū)域，即對(duì)檢修設(shè)備所在區(qū)域與變電站其他正常運(yùn)行區(qū)域進(jìn)行地域和電氣上的隔離，智能圍擋的設(shè)置有益于維修人員對(duì)設(shè)備的檢修工作的開(kāi)展；另外，基于RFID的智能圍擋的方法還可以對(duì)日常巡檢人員的巡視情況和巡視路線做記錄和分析，實(shí)現(xiàn)巡檢人員的定位和考勤，提高巡視工作的質(zhì)量。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

基于RFID的變電站智能圍擋方法，包括以下步驟：

步驟一：在每個(gè)變電站地樁上設(shè)置電子標(biāo)簽，巡檢人員持RFID手持終端按變電站規(guī)定的路線巡檢；

步驟二：當(dāng)巡檢人員發(fā)現(xiàn)變電站一區(qū)域或多個(gè)區(qū)域發(fā)生故障時(shí)，預(yù)先規(guī)劃?rùn)z修人員的檢 修路線并將檢修路線設(shè)定到RFID手持終端上；

步驟三：巡檢人員按照預(yù)設(shè)的檢修路線通過(guò)RFID手持終端辨識(shí)出預(yù)設(shè)檢修路線兩旁的相應(yīng)地樁和包圍故障區(qū)域的所有地樁，并將這些貼有電子標(biāo)簽的地樁升起，地樁頂部依次穿上隔離帶，形成通往故障區(qū)域的隔離通道；

步驟四：檢修人員通過(guò)所述隔離通道找到故障區(qū)域，對(duì)故障區(qū)域的設(shè)備進(jìn)行檢查和維修。

每個(gè)地樁上的電子標(biāo)簽具有唯一標(biāo)識(shí)碼。

RFID手持終端識(shí)別道路兩旁地樁上電子標(biāo)簽的標(biāo)識(shí)碼，自動(dòng)記錄下電子標(biāo)簽標(biāo)識(shí)碼和具體時(shí)間，實(shí)現(xiàn)巡檢人員的定位和考勤。

預(yù)先規(guī)劃的檢修人員的檢修路線為到達(dá)檢修區(qū)域時(shí)間最快，路途最短，符合電氣隔離要求的檢修路線，實(shí)現(xiàn)檢修區(qū)域與變電站內(nèi)正常工作的區(qū)域在電氣和地理位置上隔離。

多個(gè)區(qū)域發(fā)生故障時(shí)，檢修路線采用蟻群算法規(guī)劃一條路途最短，時(shí)間最快，共用同一出入口但包絡(luò)每個(gè)故障區(qū)域的檢修路線。

采用蟻群算法尋找檢修路線的方法包括：

以多個(gè)變電站入口中的一個(gè)入口為蟻群目標(biāo)食物，多個(gè)發(fā)生故障區(qū)域所在位置為初始蟻群巢穴所在地；

蟻群從故障區(qū)域出發(fā)尋找從故障區(qū)域到變電站入口的路線，在尋找的過(guò)程中，最佳路線上的信息素會(huì)越來(lái)越強(qiáng)，選擇最佳路線去尋找食物的螞蟻會(huì)越來(lái)越多；

經(jīng)過(guò)多次循環(huán)以后絕大部分螞蟻尋找的最佳路線就是以一個(gè)入口為目標(biāo)的最佳路線；

以變電站的其他入口為目標(biāo)分別尋找到每個(gè)入口對(duì)應(yīng)的最佳路線，對(duì)所有的最佳路線作比較，選擇最符合路徑最短、時(shí)間最快要求的一條最佳路線為最終最佳路線。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明具有操作簡(jiǎn)單、安全可靠的特點(diǎn)。本發(fā)明可以對(duì)某一故障區(qū)域或多個(gè)故障區(qū)域的進(jìn)場(chǎng)檢修路線和檢修區(qū)域進(jìn)行智能圍擋，將故障區(qū)域和檢修路線從整個(gè)變電站區(qū)域分隔出來(lái)，形成單獨(dú)的區(qū)域，在地理位置上和電氣上對(duì)故障區(qū)域進(jìn)行隔離。升起的地樁及隔離帶形成明顯的進(jìn)場(chǎng)檢修的道路指引標(biāo)志，輔助檢修人員進(jìn)場(chǎng)檢修。

RFID手持終端識(shí)別范圍內(nèi)的道路兩旁的電子標(biāo)簽發(fā)送與相應(yīng)地樁相對(duì)應(yīng)的唯一標(biāo)識(shí)碼，巡檢人員的RFID手持終端將自動(dòng)記錄下標(biāo)識(shí)碼和具體時(shí)間，實(shí)現(xiàn)巡檢人員的定位和考勤。可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工作人員的監(jiān)督，提高工作效率，防止巡檢工作中出現(xiàn)不按時(shí)檢查以及不按規(guī)定路線巡視的現(xiàn)象，確保巡視工作高效有序進(jìn)行，杜絕巡視數(shù)據(jù)不真實(shí)的情況。

附圖說(shuō)明

圖1為RFID原理圖；

圖2為電子標(biāo)簽的識(shí)別流程圖；

圖3為變電站部分平面示意圖；

圖4為入口1為起點(diǎn)的單個(gè)檢修區(qū)域的圍擋示意圖；

圖5為入口2為起點(diǎn)的單個(gè)檢修區(qū)域的圍擋示意圖；

圖6為某一入口為目標(biāo)的螞蟻尋跡流程圖；

圖7為入口1為起點(diǎn)的多個(gè)檢修區(qū)域的圍擋示意圖；

圖8為入口2為起點(diǎn)的多個(gè)檢修區(qū)域的圍擋示意圖；

圖9為A*算法的方法流程圖。

其中，×為變電站地樁；×——×為穿有隔離帶的地樁。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

變電站的所有地樁上都設(shè)置電子標(biāo)簽，每個(gè)電子標(biāo)簽具有唯一的標(biāo)識(shí)碼，如圖1-2所示，RFID手持終端能夠識(shí)別有效范圍內(nèi)的電子標(biāo)簽的唯一標(biāo)識(shí)碼，并能夠自動(dòng)記錄下標(biāo)識(shí)碼和具體時(shí)間。

本發(fā)明中通過(guò)RFID技術(shù)對(duì)分布在檢修道路兩側(cè)的貼有電子標(biāo)簽的地樁和包絡(luò)故障區(qū)域的地樁進(jìn)行智能識(shí)別，由巡檢人員升起地樁，并穿引隔離帶。形成對(duì)檢修路線和區(qū)域的圍擋，實(shí)現(xiàn)變電站故障區(qū)域和正常工作區(qū)域在地理位置上以及電氣上的有效分隔，輔助檢修工作人員的工作。

基于RFID的變電站智能圍擋方法，包括以下步驟：

當(dāng)巡檢人員發(fā)現(xiàn)變電站某一區(qū)域或多個(gè)區(qū)域發(fā)生故障時(shí)，預(yù)先規(guī)劃?rùn)z修人員進(jìn)場(chǎng)的合理路線；

將檢修路線設(shè)定至RFID手持終端；

巡檢人員按照預(yù)設(shè)的檢修路線通過(guò)RFID手持終端辨識(shí)出預(yù)設(shè)檢修路線兩旁的相應(yīng)地樁和包圍故障區(qū)域的所有地樁，并將這些貼有電子標(biāo)簽的地樁升起，地樁頂部依次穿上隔離帶，形成通往故障區(qū)域的隔離通道；

檢修人員直接通過(guò)預(yù)先規(guī)劃的合理路線快速地找到故障區(qū)域，對(duì)故障區(qū)域的設(shè)備進(jìn)行檢查和維修，從而保障變電站的安全可靠運(yùn)行。

由于變電站有多個(gè)入口，如圖3所示，本實(shí)施例中以兩個(gè)入口(入口1和入口2)為例，對(duì)檢修區(qū)域的圍擋的設(shè)置而言，不同入口的規(guī)劃路線視為兩個(gè)不同的圍擋路線設(shè)置方案。

如圖4-圖5所示，對(duì)于單個(gè)檢修區(qū)域的圍擋，從入口1或2開(kāi)始，利用A*算法規(guī)劃一條到達(dá)檢修區(qū)域時(shí)間最快，路途最短，符合電氣隔離要求的檢修路線。對(duì)檢修區(qū)域在電氣和地理位置上對(duì)其與變電站內(nèi)正常工作的區(qū)域進(jìn)行隔離。有利于檢修工作的開(kāi)展。

針對(duì)變電站智能圍擋中單個(gè)故障區(qū)域設(shè)置圍擋的圍擋路徑規(guī)劃的問(wèn)題，本發(fā)明專利中采用A*算法?，F(xiàn)將A*算法的在智能圍擋的應(yīng)用介紹如下：

A*算法，如圖9所示，首先將變電站區(qū)域以1米為間隔進(jìn)行劃分，其中設(shè)備所在區(qū)域?yàn)檎系K區(qū)域，不可穿越；主路、輔道、空地可以作為路徑；變電站入口設(shè)置為起點(diǎn)；待檢修設(shè)備為目標(biāo)點(diǎn)。

將起點(diǎn)方格的信息推入列表，從這個(gè)起點(diǎn)方格檢索周圍相鄰的方格，計(jì)算這幾個(gè)相鄰方格到需要檢修的設(shè)備所在的方格的距離，再將相鄰方格的距離信息按照由小到大排列后推入列表，從距離小的方格開(kāi)始檢索周圍的塊再計(jì)算距離信息，可以知道這幾個(gè)相鄰方格中哪一個(gè)方格是到目標(biāo)方格(即檢修區(qū)域所在方格)的距離最近并且可到達(dá)的方格，滿足這一條件則起點(diǎn)塊由變電站入口塊移動(dòng)到符合條件的方格，這些在路徑上符合條件的方格暫且稱為中間方格，將不滿足距離最短和可到達(dá)的相鄰方格移出列表，循環(huán)搜索后可以得到幾個(gè)相鄰方格中距離目標(biāo)方格距離最短的可到達(dá)中間方格。將第一個(gè)搜索出來(lái)的中間方格作為第二個(gè)起點(diǎn)方格，再將第二個(gè)起點(diǎn)方格作為當(dāng)前起點(diǎn)方格最當(dāng)前起點(diǎn)方格的相鄰方格執(zhí)行上述循環(huán)，依次找到符合距離最短并且可以到達(dá)的條件的各個(gè)中間塊。由最后一個(gè)起點(diǎn)方格(即是目標(biāo)方格)經(jīng)過(guò)每個(gè)中間方格移動(dòng)到第一個(gè)起點(diǎn)方格的路徑，就是A*算法規(guī)劃出來(lái)的最優(yōu)路徑，在路徑規(guī)劃的基礎(chǔ)上設(shè)置圍擋。完成單個(gè)故障區(qū)域的圍擋設(shè)置。

如圖7-圖8所示，對(duì)于多個(gè)故障區(qū)域的圍擋，從入口開(kāi)始，利用蟻群算法規(guī)劃一條路途最短，時(shí)間最快，共用同一出入口但包絡(luò)每個(gè)故障區(qū)域的檢修路線和故障點(diǎn)的路徑。

如圖6所示，蟻群算法中，以多個(gè)入口中的一個(gè)入口為蟻群目標(biāo)食物，多個(gè)檢修區(qū)域所在位置為初始蟻群巢穴所在地；

蟻群從故障區(qū)域出發(fā)尋找從檢修區(qū)域到變電站入口的路線；

在尋找的過(guò)程中，最佳路線上的信息素會(huì)越來(lái)越強(qiáng)，選擇最佳路線去尋找食物的螞蟻就會(huì)越來(lái)越多，多次循環(huán)以后絕大部分螞蟻尋找的最佳路線就是以一個(gè)入口為目標(biāo)的最佳路線；

然后以變電站n個(gè)入口為目標(biāo)分別尋找到n條最佳路線，對(duì)這n條路線作比較，最符合路徑最短、時(shí)間最快要求的一條路線就是變電站檢修得最佳路線。

最后再把這條最佳檢修路線和檢修區(qū)域圍擋起來(lái)，輔助檢修工作人員的檢修工作。

變電站地樁上貼有的電子標(biāo)簽具有唯一標(biāo)識(shí)碼，當(dāng)巡檢人員拿著RFID手持終端按變電站規(guī)定路線巡檢時(shí)，RFID手持終端識(shí)別范圍內(nèi)的道路兩旁的電子標(biāo)簽發(fā)送與相應(yīng)地樁相對(duì)應(yīng)的唯一標(biāo)識(shí)碼，巡檢人員的RFID手持終端將自動(dòng)記錄下標(biāo)識(shí)碼和具體時(shí)間。實(shí)現(xiàn)巡檢人員的定位和考勤。

利用RFID技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)道路兩側(cè)地樁的管理以及對(duì)工作人員到位及時(shí)與否或是否到位的管理，從而提高變電站巡視的質(zhì)量，使管理者能夠準(zhǔn)確地掌握巡檢人員的位置和狀態(tài)，科學(xué)的制定巡視和檢修計(jì)劃。從而實(shí)現(xiàn)智能化巡檢管理。

本發(fā)明預(yù)先為檢修工作人員規(guī)劃到達(dá)檢修區(qū)域的最佳路線，通過(guò)檢測(cè)并升起包圍檢修道路兩側(cè)的地樁和包圍檢修區(qū)域的地樁，由這些升起的地樁形成故障區(qū)域和去往故障區(qū)域的隔離區(qū)域，檢修人員可以通過(guò)這個(gè)隔離出來(lái)的區(qū)域直接到達(dá)目的地，對(duì)故障區(qū)域進(jìn)行檢查和維修使相應(yīng)的設(shè)備盡快地恢復(fù)到正常狀態(tài)。以此達(dá)到保障變電站安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行的目的。與此同時(shí)，該發(fā)明能夠確定當(dāng)前巡檢人員的具體位置，監(jiān)督巡檢人員日常巡視的路徑是否符合規(guī)定的巡視路徑，考核巡檢人員是否到位及時(shí)或是否到位。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。