基于RFID的变电站智能围挡方法与流程

本发明涉及变电站巡检技术领域，尤其涉及一种基于RFID的变电站智能围挡方法。

背景技术：

在电力系统中，由于电能的生产、输送、分配和使用的连续性，电能的这一特点对实际电力系统中各设备单元的安全稳定运行有很高的要求。特别是近几年来，电力系统向高电压、大机组、大容量的方向快速发展，变电站的规模越来越大，巡视和检修的任务也越来越重。变电站电力设备的巡检在变电站的运行工作中有着举足轻重的作用。通过对设备的巡视可以及时发现电力设备的缺陷，尽快地采取相应的措施消除隐患带来的影响。所以工作人员的巡视路线需要优化管理，检修人员能否及时准确的找到故障区域对故障点进行及时抢修，对变电站的安全可靠稳定运行有着十分重要的意义，因此对需要被检修的区域要提前做出明显的标记，对检修的最佳路线要作出相应的指引，以此来保障检修工作的顺利进行。

在当前变电站依靠人力巡视的模式下，变电站巡检系统中巡检人员存在到位不及时或不到位，不按规定巡视路线巡视，巡视效率低等问题，并且在变电站检修的过程中，大容量的变电站的设备数量多，位置分散，检修人员不能迅速及时地找到故障区域或故障点，延误变电站设备恢复正常运作的时间，对变电站的安全可靠运行是非常不利的。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种基于RFID的变电站智能围挡方法，利用RFID手持终端辨识位于最佳巡检路线两侧位置和检修区域的全部地桩，并将这些地桩升起，依次给地桩穿上隔离带，形成便于检修人员找到准确的检修区域的隔离区域，即对检修设备所在区域与变电站其他正常运行区域进行地域和电气上的隔离，智能围挡的设置有益于维修人员对设备的检修工作的开展；另外，基于RFID的智能围挡的方法还可以对日常巡检人员的巡视情况和巡视路线做记录和分析，实现巡检人员的定位和考勤，提高巡视工作的质量。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于RFID的变电站智能围挡方法，包括以下步骤：

步骤一：在每个变电站地桩上设置电子标签，巡检人员持RFID手持终端按变电站规定的路线巡检；

步骤二：当巡检人员发现变电站一区域或多个区域发生故障时，预先规划检修人员的检 修路线并将检修路线设定到RFID手持终端上；

步骤三：巡检人员按照预设的检修路线通过RFID手持终端辨识出预设检修路线两旁的相应地桩和包围故障区域的所有地桩，并将这些贴有电子标签的地桩升起，地桩顶部依次穿上隔离带，形成通往故障区域的隔离通道；

步骤四：检修人员通过所述隔离通道找到故障区域，对故障区域的设备进行检查和维修。

每个地桩上的电子标签具有唯一标识码。

RFID手持终端识别道路两旁地桩上电子标签的标识码，自动记录下电子标签标识码和具体时间，实现巡检人员的定位和考勤。

预先规划的检修人员的检修路线为到达检修区域时间最快，路途最短，符合电气隔离要求的检修路线，实现检修区域与变电站内正常工作的区域在电气和地理位置上隔离。

多个区域发生故障时，检修路线采用蚁群算法规划一条路途最短，时间最快，共用同一出入口但包络每个故障区域的检修路线。

采用蚁群算法寻找检修路线的方法包括：

以多个变电站入口中的一个入口为蚁群目标食物，多个发生故障区域所在位置为初始蚁群巢穴所在地；

蚁群从故障区域出发寻找从故障区域到变电站入口的路线，在寻找的过程中，最佳路线上的信息素会越来越强，选择最佳路线去寻找食物的蚂蚁会越来越多；

经过多次循环以后绝大部分蚂蚁寻找的最佳路线就是以一个入口为目标的最佳路线；

以变电站的其他入口为目标分别寻找到每个入口对应的最佳路线，对所有的最佳路线作比较，选择最符合路径最短、时间最快要求的一条最佳路线为最终最佳路线。

本发明的有益效果：

本发明具有操作简单、安全可靠的特点。本发明可以对某一故障区域或多个故障区域的进场检修路线和检修区域进行智能围挡，将故障区域和检修路线从整个变电站区域分隔出来，形成单独的区域，在地理位置上和电气上对故障区域进行隔离。升起的地桩及隔离带形成明显的进场检修的道路指引标志，辅助检修人员进场检修。

RFID手持终端识别范围内的道路两旁的电子标签发送与相应地桩相对应的唯一标识码，巡检人员的RFID手持终端将自动记录下标识码和具体时间，实现巡检人员的定位和考勤。可以实现对工作人员的监督，提高工作效率，防止巡检工作中出现不按时检查以及不按规定路线巡视的现象，确保巡视工作高效有序进行，杜绝巡视数据不真实的情况。

附图说明

图1为RFID原理图；

图2为电子标签的识别流程图；

图3为变电站部分平面示意图；

图4为入口1为起点的单个检修区域的围挡示意图；

图5为入口2为起点的单个检修区域的围挡示意图；

图6为某一入口为目标的蚂蚁寻迹流程图；

图7为入口1为起点的多个检修区域的围挡示意图；

图8为入口2为起点的多个检修区域的围挡示意图；

图9为A*算法的方法流程图。

其中，×为变电站地桩；×——×为穿有隔离带的地桩。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

变电站的所有地桩上都设置电子标签，每个电子标签具有唯一的标识码，如图1-2所示，RFID手持终端能够识别有效范围内的电子标签的唯一标识码，并能够自动记录下标识码和具体时间。

本发明中通过RFID技术对分布在检修道路两侧的贴有电子标签的地桩和包络故障区域的地桩进行智能识别，由巡检人员升起地桩，并穿引隔离带。形成对检修路线和区域的围挡，实现变电站故障区域和正常工作区域在地理位置上以及电气上的有效分隔，辅助检修工作人员的工作。

基于RFID的变电站智能围挡方法，包括以下步骤：

当巡检人员发现变电站某一区域或多个区域发生故障时，预先规划检修人员进场的合理路线；

将检修路线设定至RFID手持终端；

巡检人员按照预设的检修路线通过RFID手持终端辨识出预设检修路线两旁的相应地桩和包围故障区域的所有地桩，并将这些贴有电子标签的地桩升起，地桩顶部依次穿上隔离带，形成通往故障区域的隔离通道；

检修人员直接通过预先规划的合理路线快速地找到故障区域，对故障区域的设备进行检查和维修，从而保障变电站的安全可靠运行。

由于变电站有多个入口，如图3所示，本实施例中以两个入口(入口1和入口2)为例，对检修区域的围挡的设置而言，不同入口的规划路线视为两个不同的围挡路线设置方案。

如图4-图5所示，对于单个检修区域的围挡，从入口1或2开始，利用A*算法规划一条到达检修区域时间最快，路途最短，符合电气隔离要求的检修路线。对检修区域在电气和地理位置上对其与变电站内正常工作的区域进行隔离。有利于检修工作的开展。

针对变电站智能围挡中单个故障区域设置围挡的围挡路径规划的问题，本发明专利中采用A*算法。现将A*算法的在智能围挡的应用介绍如下：

A*算法，如图9所示，首先将变电站区域以1米为间隔进行划分，其中设备所在区域为障碍区域，不可穿越；主路、辅道、空地可以作为路径；变电站入口设置为起点；待检修设备为目标点。

将起点方格的信息推入列表，从这个起点方格检索周围相邻的方格，计算这几个相邻方格到需要检修的设备所在的方格的距离，再将相邻方格的距离信息按照由小到大排列后推入列表，从距离小的方格开始检索周围的块再计算距离信息，可以知道这几个相邻方格中哪一个方格是到目标方格(即检修区域所在方格)的距离最近并且可到达的方格，满足这一条件则起点块由变电站入口块移动到符合条件的方格，这些在路径上符合条件的方格暂且称为中间方格，将不满足距离最短和可到达的相邻方格移出列表，循环搜索后可以得到几个相邻方格中距离目标方格距离最短的可到达中间方格。将第一个搜索出来的中间方格作为第二个起点方格，再将第二个起点方格作为当前起点方格最当前起点方格的相邻方格执行上述循环，依次找到符合距离最短并且可以到达的条件的各个中间块。由最后一个起点方格(即是目标方格)经过每个中间方格移动到第一个起点方格的路径，就是A*算法规划出来的最优路径，在路径规划的基础上设置围挡。完成单个故障区域的围挡设置。

如图7-图8所示，对于多个故障区域的围挡，从入口开始，利用蚁群算法规划一条路途最短，时间最快，共用同一出入口但包络每个故障区域的检修路线和故障点的路径。

如图6所示，蚁群算法中，以多个入口中的一个入口为蚁群目标食物，多个检修区域所在位置为初始蚁群巢穴所在地；

蚁群从故障区域出发寻找从检修区域到变电站入口的路线；

在寻找的过程中，最佳路线上的信息素会越来越强，选择最佳路线去寻找食物的蚂蚁就会越来越多，多次循环以后绝大部分蚂蚁寻找的最佳路线就是以一个入口为目标的最佳路线；

然后以变电站n个入口为目标分别寻找到n条最佳路线，对这n条路线作比较，最符合路径最短、时间最快要求的一条路线就是变电站检修得最佳路线。

最后再把这条最佳检修路线和检修区域围挡起来，辅助检修工作人员的检修工作。

变电站地桩上贴有的电子标签具有唯一标识码，当巡检人员拿着RFID手持终端按变电站规定路线巡检时，RFID手持终端识别范围内的道路两旁的电子标签发送与相应地桩相对应的唯一标识码，巡检人员的RFID手持终端将自动记录下标识码和具体时间。实现巡检人员的定位和考勤。

利用RFID技术可以实现对道路两侧地桩的管理以及对工作人员到位及时与否或是否到位的管理，从而提高变电站巡视的质量，使管理者能够准确地掌握巡检人员的位置和状态，科学的制定巡视和检修计划。从而实现智能化巡检管理。

本发明预先为检修工作人员规划到达检修区域的最佳路线，通过检测并升起包围检修道路两侧的地桩和包围检修区域的地桩，由这些升起的地桩形成故障区域和去往故障区域的隔离区域，检修人员可以通过这个隔离出来的区域直接到达目的地，对故障区域进行检查和维修使相应的设备尽快地恢复到正常状态。以此达到保障变电站安全可靠稳定运行的目的。与此同时，该发明能够确定当前巡检人员的具体位置，监督巡检人员日常巡视的路径是否符合规定的巡视路径，考核巡检人员是否到位及时或是否到位。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。