CN111106671A - 一种变电站编码锁的五防管理控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变电站编码锁的五防管理控制方法及系统，包括包括编码锁的管理控制方法、电脑钥匙的管理控制方法、操作票的管理控制方法，所述操作票的管理控制方法，用于操作票的管理和校验，包括操作票的生成、操作票指令的规则校验和操作票指令的五防逻辑校验，所述电脑钥匙的管理控制方法，用于电脑钥匙的管理和身份验证，所述编码锁的管理控制方法，用于对设备编码的生成和管理，包括编码识别模块和编码生成模块。本发明通过对模拟操作票进行校验、对操作顺序的五防逻辑校验和对设备编码锁的实际情况异常判断，实现了在对设备进行相关操作时，经过多重校验过程，避免对一次设备的开合误操作，保证了电力设备操作的正确性。
Description
技术领域
本发明涉及电力安全技术领域，具体涉及一种变电站编码锁的五防管理控制方法及系统。
背景技术
由于变电站内设备繁多、电压较高，电气误操作事故频频发生且其危害极大，可能会造成电力设备损坏、大面积停电，甚至人身伤亡事故。国家电力部门明确提出可能引起误操作的高压电气设备必须配备防误装置，而该防误装置应具备五种防误功能：防止误分合断路器；防止带负荷分、合隔离开关；防止带电挂(合)接地线(接地刀闸)；防止带接地线(接地刀闸)合断路器(隔离开关)；防止误入带点间隔，即“五防”。
随着变电站自动化技术的不断提高，五防系统已经在变电站得到了广泛的应用，五防系统可以有效避免变电站在运行、检修、维护过程中由于人为误操作所导致的电力事故。现有技术中最常用的五防系统是主要由防误主机、通信适配器、电脑钥匙、离线锁具等组成，操作人员在防误主机上对将要进行的操作进行模拟预演后生成操作票，通过通信适配器将操作票下载至电脑钥匙，操作人员持电脑钥匙到现场根据操作票的内容解锁离线锁具。该系统普遍存在的问题是“离线操作”和“走空程”，防误主机无法实时获取锁具和设备状态，系统存在安全隐患。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种变电站编码锁的五防管理控制方法，包括：编码锁的管理控制方法、电脑钥匙的管理控制方法、操作票的管理控制方法，
所述操作票的管理控制方法，用于操作票的管理和校验，包括操作票的生成、操作票指令的规则校验和操作票指令的五防逻辑校验，
所述电脑钥匙的管理控制方法，用于电脑钥匙的管理和身份验证，
所述编码锁的管理控制方法，用于对设备编码的生成和管理，包括编码识别模块和编码生成模块。
作为上述方案的进一步优化，所述操作票的管理控制方法，具体包括：
(21)五防管理控制中心接收到调度任务后，设备状态更新模块对比数据库中的设备接线图和变电站智能监控系统中获取的设备实时状态，如果两者设备状态一致，则操作票生成模块生成模拟操作票，否则，告警模块发出告警信息；
(22)规则校验模块根据操作规则库中预设的各个设备的操作行为规则对模拟操作票进行校验；
(23)逻辑校验模块，模拟执行操作票的每个指令，根据五防逻辑规则库中预设的五防逻辑对每个指令执行后的设备接线情况进行逻辑校验；
(24)检验完成的操作票存储至操作票待选库中。
作为上述方案的进一步优化，所述电脑钥匙的管理控制方法，具体包括：
(31)将变电站内的电脑钥匙身份信息和操作人员的身份信息存储至数据库中；
(32)接收电脑钥匙发送的操作请求信息，所述请求信息包括电脑钥匙的身份识别信息、操作人员的身份信息和操作票的信息；
(33)基于所述操作请求信息，在数据库中进行电脑钥匙身份信息和操作人员的身份信息匹配；
(34)当同时匹配到电脑钥匙身份信息和操作人员的身份信息，将所述操作请求信息和请求时间进行记录储存；
(35)基于所述匹配结果和操作请求信息，确定操作票待选库中与所述操作请求中的操作票信息匹配的操作票，获取匹配的操作票中的指令信息存储至待发送指令表单；
(36)按照所述待发送指令表单中的顺序指令发送至所述电脑钥匙。
作为上述方案的进一步优化，所述编码锁的管理控制方法，具体包括：
(41)通过摄像头对需要编码防误闭锁的电力设备进行多方位拍照；
(42)编码识别模块判断拍照设备的编码区是否存在编码，若存在编码，则将编码和设备位置信息录入，若不存在编码，则通过编码生成模块生成编码，将所述生成编码和设备位置信息录入；
(43)电脑钥匙接收操作票的一条操作指令，根据所述一条操作指令中的设备位置信息，对操作指令对应的设备进行编码识别，若编码正确，则开启设备编码锁，对设备按照操作指令操作，否则，设备编码锁保持关闭状态，并将编码识别发生异常的设备执行步骤(41)和步骤(42)。
作为上述方案的进一步优化，所述编码锁的管理控制方法还包括：
(51)对于编码识别模块判断为不存在编码的设备，将生成的编码和对应的设备信息存入数据库中；
(52)调取数据库中的数据，选择需要打印的设备编码信息，打印输出；
(53)将打印输出的编码贴到对应设备上。
作为上述方案的进一步优化，所述编码生成模块生成编码的方法具体为：
(61)基于电力设备的第一次使用时间、电力设备的位置信息和电力设备的拍照图像汇总成样本数据集；
(62)基于汇总的样本数据集对所有的设备进行数据特征的提取，通过迭代和分类算法训练，抽象出编码，所述通过迭代和分类算法训练通过神经网络实现；
(63)将抽象出来的编码进行分类和更新，把生成的编码贴到对应的电力设备上，所述将编码进行分类是根据电力设备的第一次使用时间、电力设备的位置信息和电力设备的种类进行分类，所述将编码进行更新是当有新增的电力设备和需要更换新的电力设备时，将旧的电力设备的编码设置为无效状态，并对新的电力设备进行编码处理。
本发明还根据所述一种变电站编码锁的五防管理控制方法提供了一种变电站编码锁的五防管理控制系统，包括：
五防管理控制中心模块，用于接收请求信息、处理请求信息并作出响应；
设备状态更新模块，用于根据变电站智能监控中的设备状态信息，与数据库中的设备接线图对比，进行设备接线图的更新；
操作票生成模块，用于根据调度任务生成模拟操作票；
规则校验模块，用于对模拟操作票的操作行为进行校验；
逻辑校验模块，用于对模拟操作票的每一步指令进行五防逻辑规则校验；
操作票待选库，用于存储校验完成的模拟操作票；
电脑钥匙身份识别和操作人员身份识别模块，用于接收电脑钥匙的操作请求信息，并对电脑钥匙身份和操作人员身份进行验证；
待发送指令库，用于存储被选中的操作票的操作指令；
设备编码生成模块，用于根据电力设备的第一次使用时间、电力设备的位置信息和电力设备的拍照图像抽象出设备编码；
设备编码识别模块，用于根据操作指令中的电力设备的编码对待操作的设备进行编码识别。
作为上述方案的进一步优化，所述待发送指令库的指令发送方法为：
发送一条指令信息后，五防管理控制中心模块接收操作结果信息；
若操作结果信息为异常报错，则不发送下一步指令；
若操作结果信息为操作完成，则调取变电站智能监控中的设备状态信息判断是否已经实际操作，
若判定已经实际操作，则发送下一步指令，否则，不发送下一步指令。
本发明的一种变电站编码锁的五防管理控制方法及系统，具备如下有益效果：
1.本发明的一种变电站编码锁的五防管理控制方法，在对设备编码锁的管理过程中，经过对操作票的内容校验、对操作顺序的五防逻辑校验，对设备编码锁的实际情况异常判断，实现了在对设备进行相关操作时，经过多重校验过程，避免编码锁误开和编码锁异常而造成的对一次设备的开合误操作，保证了电力设备操作的正确性。
2.本发明的一种变电站编码锁的五防管理控制方法，在模拟操作校验过程中，对编码锁的管理，通过迭代、分类算法反复测试，结合电力设备的汇总数据，通过神经网络训练，获取既有区分度，又抽象出不同类别的设备编码。
附图说明
图1为本发明一种变电站编码锁的五防管理控制方法的操作票的管理控制方法流程框图；
图2为本发明一种变电站编码锁的五防管理控制方法的电脑钥匙的管理控制方法流程框图；
图3为本发明一种变电站编码锁的五防管理控制方法的编码锁的管理控制方法流程框图；
图4为本发明一种变电站编码锁的五防管理控制方法的整体流程框图；
图5为本发明一种变电站编码锁的五防管理控制系统的整体结构框图；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行进一步说明。
本发明提供的一种变电站编码锁的五防管理控制方法，包括编码锁的管理控制方法、电脑钥匙的管理控制方法、操作票的管理控制方法，
所述操作票的管理控制方法，用于操作票的管理和校验，包括操作票的生成、操作票指令的规则校验和操作票指令的五防逻辑校验，
所述电脑钥匙的管理控制方法，用于电脑钥匙的管理和身份验证，
所述编码锁的管理控制方法，用于对设备编码的生成和管理，包括编码识别模块和编码生成模块。
在现有的变电站五防管理过程中，操作人员在五防主机上对将要进行的操作进行模拟预演后生成操作票，通过通信适配器将操作票下载至电脑钥匙，操作人员持电脑钥匙到现场根据操作票的内容解锁离线锁具，在这个过程中，要考虑到可能会发生的错误包括操作票内容错误，操作票指令逻辑错误和操作人员误操作，本发明采用了对模拟操作票进行校验、每一步模拟操作的五防逻辑规则校验和接收设备操作结果后进行判断，对断路器、隔离开关、接地刀闸、临时接地线、网、柜门等带有编码锁的设备安全进行管理。
本发明采用编码锁的管理控制方法、电脑钥匙的管理控制方法和操作票的管理控制方法相结合实现对编码锁的管理控制。
操作票的管理控制方法，具体包括：
(21)五防管理控制中心接收到调度任务后，设备状态更新模块对比数据库中的设备接线图和变电站智能监控系统中获取的设备实时状态，如果两者设备状态一致，则操作票生成模块生成模拟操作票，否则，告警模块发出告警信息，并对设备接线图进行更新；
(22)规则校验模块根据操作规则库中预设的各个设备的操作行为规则对模拟操作票进行校验；
(23)逻辑校验模块，模拟执行操作票的每个指令，根据五防逻辑规则库中预设的五防逻辑对每个指令执行后的设备接线情况进行逻辑校验；
(24)检验完成的操作票存储至操作票待选库中。
在生成模拟操作票之前，先通过变电站监控系统获取设备的状态信息，对比现有数据库中接线图的设备拓扑结构，如果存在设备状态不一致，则发生告警信息，并提示对设备状态确认，并更新接线图，重新生成模拟操作票。如果经过对比，现有数据库中的设备拓扑结构正确，则通过操作票生成模块生成模拟操作票，并依次通过规则校验模块和逻辑校验模块，对模拟操作票进行验证，对操作票上的所有指令校验完成后，将模拟操作票的信息保存至操作票待选库，用于操作人员选择需要执行的操作票。
为了保证变电站数据传输的安全，在与变电站监控系统通信连接，获取设备的实时状态信息时，在变电站监控系统传输数据时经过加密算法，获取到传输数据后经过解密算法获取完整的设备实时状态信息。
电脑钥匙的管理控制方法，是指对电脑钥匙的安全管理，一方面要确保电脑钥匙是变电站内记录在册的，另一方面要确保持有电脑钥匙操作电力设备的人员身份是正确的，本实施例中具体包括：
(31)将变电站内的电脑钥匙身份信息和操作人员的身份信息存储至数据库中；
(32)接收电脑钥匙发送的操作请求信息，所述请求信息包括电脑钥匙的身份识别信息、操作人员的身份信息和操作票的信息；
(33)基于所述操作请求信息，在数据库中进行电脑钥匙身份信息和操作人员的身份信息匹配；
(34)当同时匹配到电脑钥匙身份信息和操作人员的身份信息时，将所述操作请求信息和请求时间进行记录储存；
(35)基于所述匹配结果和操作请求信息，确定操作票待选库中与所述操作请求中的操作票信息匹配的操作票，获取匹配的操作票中的指令信息存储至待发送指令表单；
(36)按照所述待发送指令表单中的顺序指令发送至所述电脑钥匙。
多个待发送表单存储至待发送指令库中，待发送指令库的指令发送方法为：
发送一条指令信息后，五防管理控制中心模块接收操作结果信息；
若操作结果信息为异常报错，则不发送下一步指令；
若操作结果信息为操作完成，则调取变电站智能监控中的设备状态信息判断是否已经实际操作，
若判定已经实际操作，则发送下一步指令，否则，不发送下一步指令。
针对操作人员不实际操作的情况下，电脑钥匙自动进行下一项程序的操作，造成漏项操作而引发误操作事故的“走空程”问题，本发明的五防管理控制系统与电脑钥匙之间的操作指令的传输，是在一条指令发送并完成后，对实际操作进行校验，只有在确定操作人员实际完成指令的操作之后，才会进行下一指令的发送，操作人员才可以进行下一步操作。
当操作人员遇到设备位置异常和设备编码锁异常，导致无法按照操作指令对设备执行响应操作时，将所述异常信息，反馈到系统中进行处理。
编码锁的管理控制方法，包括对设备的编码生成和编码识别，具体包括：
(41)通过摄像头对需要编码防误闭锁的电力设备进行多方位拍照；
(42)编码识别模块判断拍照设备的编码区是否存在编码，若存在编码，则将编码和设备位置信息录入，若不存在编码，则通过编码生成模块生成编码，将所述生成编码和设备位置信息录入；
(51)对于编码识别模块判断为不存在编码的设备，将生成的编码和对应的设备信息存入数据库中；
(52)调取数据库中的数据，选择需要打印的设备编码信息，打印输出；
(53)将打印输出的编码贴到对应设备上。
基于上述录入的编码和设备位置信息，在生成模拟操作票的时候，操作票信息中会携带设备编码和设备位置信息。
(43)电脑钥匙接收操作票的一条操作指令，根据所述一条操作指令中的设备位置信息，对操作指令对应的设备进行编码识别，若编码正确，则开启设备编码锁，对设备按照操作指令操作，否则，设备编码锁保持关闭状态，并将编码识别发生异常的设备执行步骤(41)和步骤(42)。
编码生成模块生成编码的方法具体为：
(61)基于电力设备的第一次使用时间、电力设备的位置信息和电力设备的拍照图像汇总成样本数据集；
(62)基于汇总的样本数据集对所有的设备进行数据特征的提取，通过迭代和分类算法训练，抽象出编码，所述通过迭代和分类算法训练通过神经网络实现；
(63)将抽象出来的编码进行分类和更新，把生成的编码贴到对应的电力设备上，所述将编码进行分类是根据电力设备的第一次使用时间、电力设备的位置信息和电力设备的种类进行分类，所述将编码进行更新是当有新增的电力设备和需要更换新的电力设备时，将旧的电力设备的编码设置为无效状态，并对新的电力设备进行编码处理。
通过对样本数据集的迭代和分类算法训练，生成编码并分类，便于带有编码锁的电力设备的管理和维护。
本发明还根据所述一种变电站编码锁的五防管理控制方法提供了一种变电站编码锁的五防管理控制系统，包括：
五防管理控制中心模块，用于接收请求信息、处理请求信息并作出响应；
设备状态更新模块，用于根据变电站智能监控中的设备状态信息，与数据库中的设备接线图对比，进行设备接线图的更新；
操作票生成模块，用于根据调度任务生成模拟操作票；
规则校验模块，用于对模拟操作票的操作行为进行校验；
逻辑校验模块，用于对模拟操作票的每一步指令进行五防逻辑规则校验；
操作票待选库，用于存储校验完成的模拟操作票；
电脑钥匙身份识别和操作人员身份识别模块，用于接收电脑钥匙的操作请求信息，并对电脑钥匙身份和操作人员身份进行验证；
待发送指令库，用于存储被选中的操作票的操作指令；
设备编码生成模块，用于根据电力设备的第一次使用时间、电力设备的位置信息和电力设备的拍照图像抽象出设备编码；
设备编码识别模块，用于根据操作指令中的电力设备的编码对待操作的设备进行编码识别。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种变电站编码锁的五防管理控制方法，其特征在于：包括编码锁的管理控制方法、电脑钥匙的管理控制方法、操作票的管理控制方法，
所述操作票的管理控制方法，用于操作票的管理和校验，包括操作票的生成、操作票指令的规则校验和操作票指令的五防逻辑校验，
所述电脑钥匙的管理控制方法，用于电脑钥匙的管理和身份验证，
所述编码锁的管理控制方法，用于对设备编码的生成和管理，包括编码识别模块和编码生成模块。
2.根据权利要求1所述的一种变电站编码锁的五防管理控制方法，其特征在于：所述操作票的管理控制方法，具体包括：
(21)五防管理控制中心接收到调度任务后，设备状态更新模块对比数据库中的设备接线图和变电站智能监控系统中获取的设备实时状态，如果两者设备状态一致，则操作票生成模块生成模拟操作票，否则，告警模块发出告警信息；
(22)规则校验模块根据操作规则库中预设的各个设备的操作行为规则对模拟操作票进行校验；
(23)逻辑校验模块，模拟执行操作票的每个指令，根据五防逻辑规则库中预设的五防逻辑对每个指令执行后的设备接线情况进行逻辑校验；
(24)检验完成的操作票存储至操作票待选库中。
3.根据权利要求1所述的一种变电站编码锁的五防管理控制方法，其特征在于：所述电脑钥匙的管理控制方法，具体包括：
(31)将变电站内的电脑钥匙身份信息和操作人员的身份信息存储至数据库中；
(32)接收电脑钥匙发送的操作请求信息，所述请求信息包括电脑钥匙的身份识别信息、操作人员的身份信息和操作票的信息；
(33)基于所述操作请求信息，在数据库中进行电脑钥匙身份信息和操作人员的身份信息匹配；
(34)当同时匹配到电脑钥匙身份信息和操作人员的身份信息，将所述操作请求信息和请求时间进行记录储存；
(35)基于所述匹配结果和操作请求信息，确定操作票待选库中与所述操作请求中的操作票信息匹配的操作票，获取匹配的操作票中的指令信息存储至待发送指令表单；
(36)按照所述待发送指令表单中的顺序指令发送至所述电脑钥匙。
4.根据权利要求1所述的一种变电站编码锁的五防管理控制方法，其特征在于：所述编码锁的管理控制方法，具体包括：
(41)通过摄像头对需要编码防误闭锁的电力设备进行多方位拍照；
(42)编码识别模块判断拍照设备的编码区是否存在编码，若存在编码，则将编码和设备位置信息录入，若不存在编码，则通过编码生成模块生成编码，将所述生成编码和设备位置信息录入；
(43)电脑钥匙接收操作票的一条操作指令，根据所述一条操作指令中的设备位置信息，对操作指令对应的设备进行编码识别，若编码正确，则开启设备编码锁，对设备按照操作指令操作，否则，设备编码锁保持关闭状态，并将编码识别发生异常的设备执行步骤(41)和步骤(42)。
5.根据权利要求4所述的一种变电站编码锁的五防管理控制方法，其特征在于：所述编码锁的管理控制方法还包括：
(51)对于编码识别模块判断为不存在编码的设备，将生成的编码和对应的设备信息存入数据库中；
(52)调取数据库中的数据，选择需要打印的设备编码信息，打印输出；
(53)将打印输出的编码贴到对应设备上。
6.根据权利要求4所述的一种变电站编码锁的五防管理控制方法，其特征在于：所述编码生成模块生成编码的方法具体为：
(61)基于电力设备的第一次使用时间、电力设备的位置信息和电力设备的拍照图像汇总成样本数据集；
(62)基于汇总的样本数据集对所有的设备进行数据特征的提取，通过迭代和分类算法训练，抽象出编码，所述通过迭代和分类算法训练通过神经网络实现；
(63)将抽象出来的编码进行分类和更新，把生成的编码贴到对应的电力设备上，所述将编码进行分类是根据电力设备的第一次使用时间、电力设备的位置信息和电力设备的种类进行分类，所述将编码进行更新是当有新增的电力设备和需要更换新的电力设备时，将旧的电力设备的编码设置为无效状态，并对新的电力设备进行编码处理。
7.一种变电站编码锁的五防管理控制系统，其特征在于：包括：
五防管理控制中心模块，用于接收请求信息、处理请求信息并作出响应；
设备状态更新模块，用于根据变电站智能监控中的设备状态信息，与数据库中的设备接线图对比，进行设备接线图的更新；
操作票生成模块，用于根据调度任务生成模拟操作票；
规则校验模块，用于对模拟操作票的操作行为进行校验；
逻辑校验模块，用于对模拟操作票的每一步指令进行五防逻辑规则校验；
操作票待选库，用于存储校验完成的模拟操作票；
电脑钥匙身份识别和操作人员身份识别模块，用于接收电脑钥匙的操作请求信息，并对电脑钥匙身份和操作人员身份进行验证；
待发送指令库，用于存储被选中的操作票的操作指令；
设备编码生成模块，用于根据电力设备的第一次使用时间、电力设备的位置信息和电力设备的拍照图像抽象出设备编码；
设备编码识别模块，用于根据操作指令中的电力设备的编码对待操作的设备进行编码识别。
8.根据权利要求7所述的一种变电站编码锁的五防管理控制系统，其特征在于：所述待发送指令库的指令发送方法为：
发送一条指令信息后，五防管理控制中心模块接收操作结果信息；
若操作结果信息为异常报错，则不发送下一步指令；
若操作结果信息为操作完成，则调取变电站智能监控中的设备状态信息判断是否已经实际操作，
若判定已经实际操作，则发送下一步指令，否则，不发送下一步指令。
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