CN115099434B - 一种水电站设备运维安全管理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水电站设备运维安全管理方法及系统，该方法具体包括水电设备安全接入阶段和运维人员认证阶段。在水电设备安全接入阶段：每次水电设备准备启动前获取该设备的标识信息，并进行第一次验证和基于计算得到的第一输出参数和第二输出参数的第二次验证后得到认证结果；在运维人员认证阶段：将接收到的所述认证标签、移动终端标识、运维人员的基本信息进行认证，并返回移动终端认证结果。同时，本发明一种水电站设备运维安全管理系统。利用本发明的方法和系统使运维安全体制逐步向“智能化”方向发展，在保障设备可靠运行的同时，实现防盗保护的科学性和合理性，也可以进一步通过两种方式结合提高认证的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及水电站运维安全领域，尤其涉及一种水电站设备运维安全管理方法及系统。
背景技术
作为水电站的主要设备，水轮发电机组购置价值高、安装周期长，尤其是大型、巨型水轮发电机组，在电力系统中地位重要，在安全性、经济性和可靠性约束下，通过智能化设备实现水电安全运行、少人值守、提升电量的业务目标，进而提升水电站的综合运行效率受到诸多限制
另外，水电站的电力设备属国家重点监管的特种设备之一，是水电站日常开闭闸门、泄洪及事故紧急落门等必不可少的机电设备，一旦发生安全事故，涉及的人员伤亡、财产损失等都十分巨大，同时水电站启闭设备受到其功能及工作制的限制，加上通常监控系统并不具备自动安全预警及运维提醒功能，往往容易忽略对该类设备的防盗保护，存在巨大的安全隐患。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的技术方案。因此，本发明的一个方面，提供了一种水电站设备运维安全管理方法，该方法具体包括水电设备安全接入阶段和运维人员认证阶段，具体包括步骤：
在水电设备安全接入阶段：
步骤1、每次水电设备准备启动前获取该设备的第一标识信息，并读取预先存储的终端的第二标识信息，随后，基于获取的第一标识信息和第二标识信息进行第一次验证；
步骤2、获取所述水电设备的第一运行状态参数，同时采集水电设备辅助参数，并读取预先存储的终端的第二输出参数，随后，利用第一运行状态参数和辅助参数计算得到第一输出参数，最后，基于计算得到的第一输出参数和第二输出参数进行第二次验证；
步骤3、当接收到验证结果后，如果没有通过验证，则不允许所述水电设备启动，控制水电设备关闭，并通知水电站工作人员；如果通过验证，则允许所述水电设备启动，记录当前水电设备状态，并通知水电站工作人员；
在运维人员认证阶段：
步骤1、注册运维人员信息后，当运维人员进入工作区域前，使用水电设备的标识信息在移动终端上加载认证标签，并输入运维人员的信息；
步骤2、将在移动终端上加载的所述认证标签、移动终端标识、运维人员的基本信息发送给身份认证服务器；
步骤3、将接收到的所述认证标签、移动终端标识、运维人员的基本信息进行认证，并返回移动终端认证结果。
优选的，所述在运维人员认证阶段还包括：步骤4、运维人员操作水电设备前，将移动终端靠近水电设备，并启动设备；
步骤5、当需要重新获取验证码时，通过移动终端输入负责的2－3个水电设备的标识信息以及运维人员的基本信息，在匹配成功后，生成验证码并发送到移动终端。
优选的，所述第一运行状态参数包括设备功率系数、设备发电能力；所述辅助参数包括水流速系数、水压系。
优选的，所述输出参数为当前水电设备的发电工作效率评分，用来衡量当前水电设备是否在合理的运行状态范围内；
发电输出公式具体为：Eout＝(F＊t+V＊S)＊Q
F为设备功率系数、V为水压系数、S为水流速系数、t为时间系数、Q为设备发电能力。
优选的，所述第二次验证具体为：将第一输出参数和第二输出参数进行比较；当两者之差大于一定阈值时，则没有通过验证，将认证结果发送给服务器；当两者之差小于一定阈值时，则通过验证，并将认证结果发送给服务器。
本发明还提供一种水电站设备运维安全管理系统，该系统具体包括移动终端、水电设备安全接入子系统和运维人员认证子系统，其中，
水电设备安全接入子系统，具体包括：第一验证模块、第二验证模块和控制单元；
所述第一验证模块，用于在每次水电设备准备启动前获取所述水电设备的第一标识信息，并读取预先存储的终端的第二标识信息，随后，基于获取的第一标识信息和第二标识信息进行第一次验证；
所述第二验证模块，用于获取所述水电设备的第一运行状态参数，同时采集水电设备辅助参数，并读取预先存储的终端的第二输出参数，随后，利用第一运行状态参数和辅助参数计算得到第一输出参数，最后，基于计算得到的第一输出参数和第二输出参数进行第二次验证；
所述控制单元，用于当接收到认证结果后，如果没有通过验证，则不允许该水电设备启动，控制水电设备关闭，并通知水电站工作人员；如果通过验证，则允许该水电设备启动，记录当前水电设备状态，并通知水电站工作人员；
运维人员认证子系统，具体包括：注册模块、通信模块、认证模块；
所述注册模块，用于注册运维人员信息后，当运维人员进入工作区域前，使用水电设备的标识信息在移动终端上加载认证标签，并输入运维人员的信息；
所述通信模块，用于将在移动终端上加载的所述认证标签、移动终端标识、运维人员的基本信息发送给身份认证服务器；
所述认证模块，用于将接收到的所述认证标签、移动终端标识、运维人员的基本信息进行认证，并返回移动终端认证结果。
优选的，所述认证模块，还用于当需要重新获取验证码时，通知移动终端输入负责的2－3个水电设备的标识信息以及运维人员的基本信息，在匹配成功后，生成验证码并发送到移动终端。
优选的，所述第一运行状态参数包括设备功率系数、设备发电能力；所述辅助参数包括水流速系数、水压系。
优选的，所述输出参数为当前水电设备的发电工作效率评分，用来衡量当前水电设备是否在合理的运行状态范围内；
发电输出公式具体为：Eout＝(F＊t+V＊S)＊Q
F为设备功率系数、V为水压系数、S为水流速系数、t为时间系数、Q为设备发电能力。
优选的，所述第二次验证具体为：将第一输出参数和第二输出参数进行比较；当两者之差大于一定阈值时，则没有通过验证，将认证结果发送给服务器；当两者之差小于一定阈值时，则通过验证，并将认证结果发送给服务器。
由于采用以上所述的技术方案，本发明可以达到以下有益效果：使运维安全体制逐步向“智能化”方向发展，在保障设备可靠运行的同时，实现防盗保护的科学性和合理性，也可以进一步通过两种方式结合提高认证的安全性。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是本发明的水电站设备运维安全管理方法中水电设备安全接入阶段流程图；
图2是本发明的水电站设备运维安全管理方法中运维人员认证阶段流程图；
图3是本发明的水电站设备运维安全管理系统示意图。
这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种水电站设备运维安全管理方法，该方法具体包括水电设备安全接入阶段和运维人员认证阶段，具体包括步骤：
如图1所示，在水电设备安全接入阶段：
步骤1、每次水电设备准备启动前获取该设备的第一标识信息，并读取预先存储的终端的第二标识信息，随后，基于获取的第一标识信息和第二标识信息进行第一次验证。
所述第一标识信息和第二标识信息为水电设备编号。
所述第一次验证具体为：将第一标识信息与第二标识信息进行比较；当一不致时，将认证后的结果发送给服务器，不允许该水电设备启动，并通知水电站工作人员。当一致时，则准备第二次验证。
步骤2、获取该水电设备的第一运行状态参数，同时采集水电设备辅助参数，并读取预先存储的终端的第二输出参数，随后，利用第一运行状态参数和辅助参数计算得到第一输出参数。最后，基于计算得到的第一输出参数和第二输出参数进行第二次验证。
所述第一运行状态参数包括设备功率系数、设备发电能力等。所述辅助参数包括水流速系数、水压系数。而所述第一输出参数和第二输出参数是将运行状态参数和辅助参数通过发电输出公式计算得到。
所述输出参数为当前水电设备的发电工作效率评分，用来衡量当前水电设备是否在合理的运行状态范围内。
发电输出公式具体为：Eout＝(F＊t+V＊S)＊Q
F为设备功率系数、V为水压系数、S为水流速系数、t为时间系数、Q为设备发电能力。上述参数主要是针对设备各个性能的评分，用来计算和评价发电设备工作效率。
例如，预先设置各个参数范围：设备功率系数F设置为级别1－10、水压系数V设置为高中低三个等级1/2/3、水流速系数S设置为快中慢三个等级1/2/3、设备发电能力Q设置为0－1，时间标准设置为3秒。
获取当前水电设备A的第一运行状态参数，同时采集辅助参数，得到水电设备A的参数：设备功率系数F为7、水压系数V为1、水流速系数S为2、设备发电能力Q设置为0.4，则水电设备A的第一输出参数Eout＝(7＊3+1＊2)＊0.4＝9.2。
所述第二次验证具体为：将第一输出参数和第二输出参数进行比较；当两者之差大于一定阈值时，则没有通过验证，将认证结果发送给服务器；当两者之差小于一定阈值时，则通过验证，并将认证结果发送给服务器。
所述第一输出参数和第二输出参数进行比较具体为：计算第一输出参数和第二输出参数之差的绝对值，如果该绝对值小于第二输出参数的5％，则认为通过验证。例如：上述水电设备A第一输出参数为9.2，而第二输出参数为9，则两者之差的绝对值为0.2，小于第二输出参数9的5％，则水电设备验证通过。
步骤3、当接收到认证结果后，如果没有通过验证，则不允许该水电设备启动，控制水电设备关闭，并通知水电站工作人员；如果通过验证，则允许该水电设备启动，记录当前水电设备状态，并通知水电站工作人员。
如图2所示，在运维人员认证阶段：
步骤1、注册运维人员信息后，当运维人员进入工作区域前，使用水电设备的标识信息在移动终端上加载认证标签，并输入运维人员的信息；
所述使用水电设备的标识信息在移动终端上加载认证标签具体为：使用运维人员负责的多个水电设备其中之一的标识信息在移动终端上加载该运维人员的认证标签，并在当前移动终端上输入该运维人员的基本信息。
所述认证标签中包括运维人员的基本信息、运维人员负责的多个水电设备其中之一的标识信息以及验证码。
步骤2、将在移动终端上加载的所述认证标签、移动终端标识、运维人员的基本信息发送给身份认证服务器；
所述身份认证服务器预先存储运维人员的基本信息、该运维人员关联的移动终端标识以及该运维人员关联负责的多个水电设备的标识信息
步骤3、将接收到的所述认证标签、移动终端标识、运维人员的基本信息进行认证，并返回移动终端认证结果。
具体为：首先将运维人员的基本信息和移动终端标识，与预先存储的运维人员的基本信息和该运维人员关联的移动终端标识进行匹配，成功则进行下一步认证；不成功则返回移动终端错误信息。
认证成功后，提取认证标签中的多个水电设备其中之一的标识信息和验证码，随后，对提取的标识信息进行匹配，如果该标识信息包括在预先存储的多个水电设备的标识信息中，则匹配成功，并将验证码作为运维人员操作设备的通行证发送到移动终端；如果该标识信息没有包括在预先存储的多个水电设备的标识信息中，则匹配不成功，并返回移动终端错误信息。
步骤4、运维人员操作水电设备前，将移动终端靠近水电设备，并启动设备。
具体为：移动终端靠近水电设备后，将接收到的验证码与水电设备预存的验证码进行匹配，如果成功则设备启动正常工作；如果不成功则设备无法启动，并且对运维人员进行重新认证。
步骤5、当需要重新获取验证码时，通过移动终端输入负责的2－3个水电设备的标识信息以及运维人员的基本信息，在匹配成功后，生成验证码并发送到移动终端。
本发明还提供一种水电站设备运维安全管理系统，该系统具体包括移动终端、水电设备安全接入子系统和运维人员认证子系统，如图3所示，其中，
水电设备安全接入子系统，具体包括：第一验证模块、第二验证模块和控制单元。
所述第一验证模块，用于在每次水电设备准备启动前获取该水电设备的第一标识信息，并读取预先存储的终端的第二标识信息，随后，基于获取的第一标识信息和第二标识信息进行第一次验证。
所述第一标识信息和第二标识信息为水电设备编号。
所述第一次验证具体为：将第一标识信息与第二标识信息进行比较；当一不致时，将认证后的结果发送给服务器，不允许该水电设备启动，并通知水电站工作人员。当一致时，则准备第二次验证。
所述第二验证模块，用于获取该水电设备的第一运行状态参数，同时采集水电设备辅助参数，并读取预先存储的终端的第二输出参数，随后，利用第一运行状态参数和辅助参数计算得到第一输出参数。最后，基于计算得到的第一输出参数和第二输出参数进行第二次验证。
所述第一运行状态参数包括设备功率系数、设备发电能力等。所述辅助参数包括水流速系数、水压系数。而所述第一输出参数和第二输出参数是将运行状态参数和辅助参数通过发电输出公式计算得到。
所述输出参数为当前水电设备的发电工作效率评分，用来衡量当前水电设备是否在合理的运行状态范围内。
发电输出公式具体为：Eout＝(F＊t+V＊S)＊Q
F为设备功率系数、V为水压系数、S为水流速系数、t为时间系数、Q为设备发电能力。上述参数主要是针对设备各个性能的评分，用来计算和评价发电设备工作效率。
例如，预先设置各个参数范围：设备功率系数F设置为级别1－10、水压系数V设置为高中低三个等级1/2/3、水流速系数S设置为快中慢三个等级1/2/3、设备发电能力Q设置为0－1，时间标准设置为3秒。
所述第二验证模块获取当前水电设备A的第一运行状态参数，同时采集辅助参数，得到水电设备A的参数：设备功率系数F为7、水压系数V为1、水流速系数S为2、设备发电能力Q设置为0.4，则水电设备A的第一输出参数Eout＝(7＊3+1＊2)＊0.4＝9.2。
所述第二次验证具体为：将第一输出参数和第二输出参数进行比较；当两者之差大于一定阈值时，则没有通过验证，将认证结果发送给服务器；当两者之差小于一定阈值时，则通过验证，并将认证结果发送给服务器。
所述第一输出参数和第二输出参数进行比较具体为：计算第一输出参数和第二输出参数之差的绝对值，如果该绝对值小于第二输出参数的5％，则认为通过验证。例如：上述水电设备A第一输出参数为9.2，而第二输出参数为9，则两者之差的绝对值为0.2，小于第二输出参数9的5％，则水电设备验证通过。
所述控制单元，用于当接收到认证结果后，如果没有通过验证，则不允许该水电设备启动，控制水电设备关闭，并通知水电站工作人员；如果通过验证，则允许该水电设备启动，记录当前水电设备状态，并通知水电站工作人员。
运维人员认证子系统，具体包括：注册模块、通信模块、认证模块。
所述注册模块，用于注册运维人员信息后，当运维人员进入工作区域前，使用水电设备的标识信息在移动终端上加载认证标签，并输入运维人员的信息；
所述使用水电设备的标识信息在移动终端上加载认证标签具体为：使用运维人员负责的多个水电设备其中之一的标识信息在移动终端上加载该运维人员的认证标签，并在当前移动终端上输入该运维人员的基本信息。
所述认证标签中包括运维人员的基本信息、运维人员负责的多个水电设备其中之一的标识信息以及验证码。
所述通信模块，用于将在移动终端上加载的所述认证标签、移动终端标识、运维人员的基本信息发送给身份认证服务器；
所述身份认证服务器预先存储运维人员的基本信息、该运维人员关联的移动终端标识以及该运维人员关联负责的多个水电设备的标识信息
所述认证模块，用于将接收到的所述认证标签、移动终端标识、运维人员的基本信息进行认证，并返回移动终端认证结果。
所述认证模块具体用于：首先将运维人员的基本信息和移动终端标识，与预先存储的运维人员的基本信息和该运维人员关联的移动终端标识进行匹配，成功则进行下一步认证；不成功则返回移动终端错误信息。
认证成功后，提取认证标签中的多个水电设备其中之一的标识信息和验证码，随后，对提取的标识信息进行匹配，如果该标识信息包括在预先存储的多个水电设备的标识信息中，则匹配成功，并将验证码作为运维人员操作设备的通行证发送到移动终端；如果该标识信息没有包括在预先存储的多个水电设备的标识信息中，则匹配不成功，并返回移动终端错误信息。
运维人员操作水电设备前，将移动终端靠近水电设备，并启动设备。
具体为：移动终端靠近水电设备后，将接收到的验证码与水电设备预存的验证码进行匹配，如果成功则设备启动正常工作；如果不成功则设备无法启动，并且对运维人员进行重新认证。
所述认证模块，还用于当需要重新获取验证码时，通知移动终端输入负责的2－3个水电设备的标识信息以及运维人员的基本信息，在匹配成功后，生成验证码并发送到移动终端。
在一个或多个示例性的设计中，本发明实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD－ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。
以上参照附图描述了本公开的优选实施例，但是本公开当然不限于以上示例。本领域技术人员可在所附权利要求的范围内得到各种变更和修改，并且应理解这些变更和修改自然将落入本公开的技术范围内。
在该说明书中，流程图中所描述的步骤不仅包括以所述顺序按时间序列执行的处理，而且包括并行地或单独地而不是必须按时间序列执行的处理。此外，甚至在按时间序列处理的步骤中，无需说，也可以适当地改变该顺序。
上文所有描述仅仅为本发明的实施方式，本发明所保护的范围并不仅限于此。本领域技术人员可轻易进行任何变化或替换。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为。
Claims (6)
1.一种水电站设备运维安全管理方法，其特征在于，包括如下步骤：
在水电设备安全接入阶段：
步骤1、每次水电设备准备启动前获取该设备的第一标识信息，并读取预先存储的终端的第二标识信息，随后，基于获取的第一标识信息和第二标识信息进行第一次验证；
步骤2、获取所述水电设备的第一运行状态参数，同时采集水电设备辅助参数，并读取预先存储的终端的第二输出参数，随后，利用第一运行状态参数和辅助参数计算得到第一输出参数，最后，基于计算得到的第一输出参数和第二输出参数进行第二次验证，所述第一运行状态参数包括设备功率系数、设备发电能力，所述辅助参数包括水流速系数、水压系，所述第一输出参数为当前水电设备的发电工作效率评分，用来衡量当前水电设备是否在合理的运行状态范围内：
发电输出公式具体为：Eout＝(F＊t+V＊S)＊Q
F为设备功率系数、V为水压系数、S为水流速系数、t为时间系数、Q为设备发电能力；
步骤3、当接收到验证结果后，如果没有通过验证，则不允许所述水电设备启动，控制水电设备关闭，并通知水电站工作人员；如果通过验证，则允许所述水电设备启动，记录当前水电设备状态，并通知水电站工作人员；
在运维人员认证阶段：
步骤1、注册运维人员信息后，当运维人员进入工作区域前，使用水电设备的标识信息在移动终端上加载认证标签，并输入运维人员的信息；
步骤2、将在移动终端上加载的所述认证标签、移动终端标识、运维人员的基本信息发送给身份认证服务器；
步骤3、将接收到的所述认证标签、移动终端标识、运维人员的基本信息进行认证，并返回移动终端认证结果。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在运维人员认证阶段还包括：步骤4、运维人员操作水电设备前，将移动终端靠近水电设备，并启动设备；
步骤5、当需要重新获取验证码时，通过移动终端输入负责的2－3个水电设备的标识信息以及运维人员的基本信息，在匹配成功后，生成验证码并发送到移动终端。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二次验证具体为：将第一输出参数和第二输出参数进行比较；当两者之差大于一定阈值时，则没有通过验证，将认证结果发送给服务器；当两者之差小于一定阈值时，则通过验证，并将认证结果发送给服务器。
4.一种水电站设备运维安全管理系统，其特征在于，包括：
移动终端；
水电设备安全接入子系统，具体包括：第一验证模块、第二验证模块和控制单元；
所述第一验证模块，用于在每次水电设备准备启动前获取所述水电设备的第一标识信息，并读取预先存储的终端的第二标识信息，随后，基于获取的第一标识信息和第二标识信息进行第一次验证；
所述第二验证模块，用于获取所述水电设备的第一运行状态参数，同时采集水电设备辅助参数，并读取预先存储的终端的第二输出参数，随后，利用第一运行状态参数和辅助参数计算得到第一输出参数，最后，基于计算得到的第一输出参数和第二输出参数进行第二次验证，所述第一运行状态参数包括设备功率系数、设备发电能力，所述辅助参数包括水流速系数、水压系，所述第一输出参数为当前水电设备的发电工作效率评分，用来衡量当前水电设备是否在合理的运行状态范围内：
发电输出公式具体为：Eout＝(F＊t+V＊S)＊Q
F为设备功率系数、V为水压系数、S为水流速系数、t为时间系数、Q为设备发电能力；
所述控制单元，用于当接收到验证结果后，如果没有通过验证，则不允许该水电设备启动，控制水电设备关闭，并通知水电站工作人员；如果通过验证，则允许该水电设备启动，记录当前水电设备状态，并通知水电站工作人员；
运维人员认证子系统，具体包括：注册模块、通信模块、认证模块；
所述注册模块，用于注册运维人员信息后，当运维人员进入工作区域前，使用水电设备的标识信息在移动终端上加载认证标签，并输入运维人员的信息；
所述通信模块，用于将在移动终端上加载的所述认证标签、移动终端标识、运维人员的基本信息发送给身份认证服务器；
所述认证模块，用于将接收到的所述认证标签、移动终端标识、运维人员的基本信息进行认证，并返回移动终端认证结果。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述认证模块，还用于当需要重新获取验证码时，通知移动终端输入负责的2－3个水电设备的标识信息以及运维人员的基本信息，在匹配成功后，生成验证码并发送到移动终端。
6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第二次验证具体为：将第一输出参数和第二输出参数进行比较；当两者之差大于一定阈值时，则没有通过验证，将认证结果发送给服务器；当两者之差小于一定阈值时，则通过验证，并将认证结果发送给服务器。
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