摘要：可穿戴安全监控设备设施主要用于视频信息、环境参数、人员生理参数的采集，根据实时监控信息推送作业指导技术方案，根据人员分布热力图结合大数据，分析员工工作负荷，实现现场生产指挥及调度，实现施工人员的紧急求救功能等，以期持续促进电力施工安全性和质量的提高，并为我国电力施工管理工作改革提供良好的理论支持。
关键词：紧急求救技术；指挥及调度技术；视频信息、环境参数、人员生理指标等电力生产作业实时数据采集技术
前言：随着国家电网公司“十三五”的开局，电网发展对安全生产提出了更高要求。电网现场作业具备范围更广、类型更多、精度更高、应用价值更高的安全信息。现场安全监控设备可全方位提高电力现场作业各环节信息感知的深度和广度，有助于提升电网现场作业的监督、分析、预警功能，是电网安全作业智能化的重要支撑技术。
一、可穿戴安全监控设备研制的必要性
长期以来许多公司对于安全管理规章流于形式，一直沿用安规制度和现场人为监督的方式对外协单位的施工人员进行电力现场作业的安全管理，主要在以下方面存在问题。
（一）电网现场作业安全缺乏有效监督
安全管理规章流于形式，事故隐患无法在源头进行预警；管理和人为因素占据了导致安全事故发生的失效因素的绝大部分，即管理规章执行不到位、违规操作、错误指挥等是导致安全事故发生的重要原因，而管理规章执行不到位、违规操作和指挥的根源是缺乏监督。
（二）电网现场作业缺乏有效指导
电网现场作业人员面对特殊的施工环境和情况时，缺乏实施的专业指导，容易因操作失误发生事故。
（三）电网现场作业无过程影音记录
电网现场作业无过程影音数据记录，导致发生事故后对事故原因无法进行快速、准确的分析，对事故责任无法进行科学的认定。
（四）电网现场作业无环境和生理指标监测
缺乏环境参数（温度、湿度、氧气浓度等）和作业人员生理指标（血氧、血压、心跳、体温等）的实时监测，导致无法及时发现和处理人身事故隐患。
（五）电网现场作业人员调度缺乏科学性
无作业人员的实时位置分布信息和人员工作负荷分析信息，导致人员调度效率低下、调度安排缺乏科学性与合理性。
因此，有必要研制一套可穿戴安全监控设备及配套的智能调度指挥微应用，以提高公司的安全生产的管理水平。
二、系统概述
根据研制必要性分析进行设计，可穿戴安全监控系统主要包含五大部分，即可穿戴安全监控设备、保障箱、智能管理柜、智能调度微应用和便携指挥平板。为了完善系统设计，可穿戴安全监控设备可以分为施工人员版和管理人员版两种不同型号，智能调度微应用分为微应用PC客户端、微应用Android客户端和微应用服务器端，其中微应用服务器端运行在云服务器平台，微应用PC客户端和微应用Android客户端分别运行在调度指挥中心和便携式指挥平板中。
三、实现原理
系统主要分为感知层、服务层、应用层。感知层包括可穿戴安全监控设备、智能管理柜和保障箱；服务层即智能指挥调度微应用的服务器端主要负责感知层与应用层的数据交互，应用层包括便携指挥平板和PC平台，平台运行微应用客户端程序（Android客户端和PC客户端），通过服务层与感知层进行数据交互，进而实现指挥调度、推送作业指导、查看人员实时数据等功能。
1.可穿戴安全监控设备
可穿戴安全监控设备可以分为施工人员版本和管理人员版本两种。管理人员版本主要由GPS定位模块、人员生理参数采集模块、环境参数采集模块、运动参数采集模块、音视频模块、通讯模块、显示模块、警报提示模块、供电模块、紧急求救模、中央处理模块等构成；施工人员版本不包含音视频模块和显示模块，其余和管理人员版本相同。
可穿戴安全监控设备采用模块化设计方法。可穿戴安全监控设备由三大模块组成，分别为位于帽子外侧的M1模块，位于帽子内侧的M2模块，可拆卸安装的M3模块。可穿戴安全监控设备组成如下图所示。
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图 1 可穿戴安全监控设备组成框图
根据模块化设计方法，施工人员版本的设备包括M1和M2两部分；管理人员版本包括M1、M2和M3三部分构成；其中各个部分作为可拆卸安装的组件，可以自由拆装M3来构成不同的版本。
2.智能管理柜
智能管理柜由存储柜单元和控制柜单元两部分组成。
存储柜单元主要实现可穿戴安全监控设备的存取、充电、消毒、加热、通风等功能。
控制柜单元主要实现可穿戴安全监控设备的存取识别、电路控制、系统供电、状态监测、信息交互等功能。
3.保障箱
保障箱包括高压预警；人员血压、血氧、及心电等生理参数采集；风速、气体检测等现场环境参数的采集功能。
风速测量采用热线风速仪，一根被加热的金属丝流动的空气使它散热，利用散热速率和风速的平方根成线性，即可制成热线风速计。
有害气体检测选用市场上成熟的便携式气体检测仪，并对设备进行集成化改造。气体检测仪用于需要移动式快速精确检测现场多种气体的浓度和温湿度测量值并具有超标报警功能。气体检测仪选用当前行业内最好品牌的电化学或红外、催化燃烧、热导、PID光离子原理的气体传感器、瑞士高精度电容式数字温湿度传感器。可以检测管道中或受限空间、大气环境中的气体浓度也可以检测气体泄漏，检测气体种类超过500多种，还可以检测各种背景气体为氮气或氧气的高浓度单一气体纯度。
人员生理测量设备采用成熟的健康智能监测仪，该智能监测仪不仅仅是一种或一类硬件设备，更是通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大功能的系统，硬件属于具有专业性能的备医疗设备。
4.调度指挥中心
调度指挥中心通过PC客户端实现，客户端通过C/C++进行开发，以客户端（.exe安装文件）形式安装至调度指挥中心,用户可通过各界面对可穿戴安全监控设备进行指挥调度、推送远程指导、进行安全监督、查看实时音视频和实时人员信息状态等，有助于提升现场作业的监督、分析、预警，能够有效的提升工作效率。
PC客户端架构图如下：
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图 2 PC客户端架构图
5.便携式指挥平板
结合智能指挥调度微应用研究，运用可穿戴安全监控设备采集的音频信息、视频信息、环境以及人体生理参数等进行大数据分析，在平板电脑上实现现场安全作业移动监督和指导，方便指挥调度人员现场办公。
结论：综上所述，可穿戴安全监控设备设计方案论述完整清晰，遵循了“先进、实用、经济、可靠”的原则，各项主要功能和技术指标完善，方案技术成熟、先进，技术风险较小，可实施性强。
参考文献：
[1]冯靖杰.穿戴式核心体温和连续血压测量关键技术的研究.浙江大学,2018.04
[2]郭雨松，于振，赵炜妹.基于可穿戴技术的电力作业安全监护平台研究.中国电力科学研究院,2015
论文作者:范津津1,张兵1,杨勇2
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/9
标签：作业论文; 穿戴论文; 监控设备论文; 现场论文; 模块论文; 电网论文; 人员论文; 《电力设备》2019年第19期论文;