刘力龙

摘  要：随着社会经济的快速发展，科学技术水平的不断进步，需要解决配网检修施工过程中坑洞开挖和电缆井检修作业无针对性防人员坠落的问题，在降低配网检修人员安全风险的同时提高检修工作效率。为了防止检修过程当中过往行人以及工作人员发生坠落，警示装置具有声光报警功能是非常有必要的，一款具有传感器的警示装置可以有效侦测靠近的移动物体（象行人、工作人员），并发出声光警示信号进行主动警示，警示效果大大优于传统的被动警示装置。

关键词：电力检修;防坠井;智能警示

中图分类号：U495        文献标志码：A

0 引言

随着我国电力行业的不断发展，电力施工以及电力检修也越来越频繁，在这个过程中对于施工以及检修的管理也是个很艰巨的任务，其中的安全管理对电力企业来说是一个较为重要的任务，我们经常能看到因为坑井造成的人员车辆坠落受伤的新闻，所以在施工及电力运检中防止人员车辆坠井是一个值得思考的点，智能设备的应用就成了降低人力成本并提高警示效果的一个解决方案。

1 警示防护装置的现状

1.1 围栏式

目前绝大多数的施工现场都采用围栏式防护手段，将施工区域与其他区域用围栏或围墙隔开，避免施工人员以外的人员进入现场造成坠井事故，这种方式主要的问题在于前期铺装的人力，时间成本较高，且不方便施工人员入场以及施工完毕之后撤离，交通成本也较高，安装和拆除较为麻烦，但是隔离效果好，适合长期大面积的施工现场。对于电力检修来讲，短期的检修用这种方式过于浪费人力与时间，且需购买大量隔离围栏，成本较高。

1.2 防坠网

防坠网在电力井的检修工作中有较大作用，能够防止人员失误坠入坑井，成本低廉，但是需要对坑井进行改造，加装固定铆来安装防坠网，但在非标准井坑的情况下不方便安装防坠网也成为防坠网使用的瓶颈，不能在所有的场景中使用。

1.3 声光报警式

为了提高警示效果，防患于未然，现有安装了电池的电子式声光警报装置，其类似于警报器。为了提高其续航能力安装了太阳能电池板以及蓄电池，常用于各种道路、市政施工中，特别在夜间提供警示时，其灯光闪烁以及声音警报可以起到较好的预防式警示效果。在雨雪天气和大雾天气的情况下也有着较好的效果。

2 智能全方位防坠落警示装置

2.1 电路功能设置

在电路板上设置了一款单片机处理器，配置有通迅芯片，插入网卡即可实现云通信功能，与微信小程序中的实现互联，在微信小程序上即可查看所有的装置的位置，并且可以设置并查看所有装置的运行状态，在传感器方面设置有红外传感器，可以识别运动物体，在人或车辆靠近时则可以触发声音与灯光提示。另外在电路板上装有光线传感器，可以在白天实现灯光自动熄灭，在夜间识别到黑暗环境自动开启灯光闪光功能，实现自动的灯光警示功能，通过对单片机的编程，实现了以下执行逻辑：白天启动状态下，当有行人车辆靠近时使用声音提示警告，当环境光线变暗时，自动开启灯光闪烁警示，并在有行人或车辆靠近的情况下发出声音提示。另外在电路板上装有陀螺仪，在手机软件端可以随时查看设备位置，在装置倾倒的情况下可以发送短信至绑定的手机号，提示装置姿态异常，此时人员可以第一时间前往现场查看。电路板如图1所示。

2.2 防墜支架设计

防坠支架是用来安装警报装置的支架，采用四脚架设计，4只支撑脚可以任意伸缩长度，并且覆盖有白红相间的反光漆，在夜间时可以反射车辆灯光，警示来往的车辆。另外通过改变伸缩支撑架的高度，可以适应不同工况。整个支撑架采用铝合金材质，质量较轻，可折叠，方便携带，施工前的安装以及施工完毕后的拆除都十分便捷，如图2所示。

2.3 警报的外观设计

经过多次的商讨，给出了一个较为出色的设计，相较于现今市场上的所有警报装置来讲，更加美观，纯白的外壳采用工程塑料，更加结实耐用，在图中深色部分为透明的塑料，内置LED灯泡，底部4个开孔为安装红外传感器的孔位。在装置底部有安装机构，可以将装置安装在防坠支架上。外观设计如图3所示。

2.4 微信小程序的UI设计

在UI设计中加入管理员的注册登录功能，可以邀请使用人员加入并授权对设备进行管理查看，可以实时查看设备的运行状态、布置位置以及是否存在异常，并且在地图栏中可以查看每个监护人的信息，其中包括了姓名、所属公司、电话。整个小程序的界面如图4所示。

3 设计中需要注意的问题

3.1 功能电路的高度集成设计

设计中由于要装配电池、单片机和GPS天线，体积较大，所以采用了分体设计以容纳较多的内部元器件，由于采用手工焊接线，线束较多，元器件较大，在后续改进中通过将各个部分元器件设计为集成电路板，可以大大减小内部电路板的体积，使其更加紧凑。

贴片式的各种元器件的使用使电路板的体积大大缩减，但是过于紧凑的电路设计使焊接工艺变得较为复杂，且电路间的走线需要特别设计，避免由于接地设计缺陷导致电路无法按照预设的逻辑工作。在实际的电路板制作中我们遇到了不少问题，但在增大地电极后得到了很好的解决。

在电路板上集成GPS天线时，遇到了信号弱的问题，贴片式的天线很容易搜星失败，所以改用棒状天线后信号质量得到改善，所以将天线安装在电路板的上方以增强信号。

3.2 防坠护板

在防坠支架上安装护板防止人员坠入坑井，也是其中重要的设计环节，为了方便支架伸缩伸展，护板边缘要具有一定弹性，使装置具有较好的延展性。

4 结语

在传统的井下作业时，井口处放置的立桩式警示是被动警示，在人员不注意时很容易发生坠井事故，在黑暗中如果没有主动光源的照射，则难以发现危险。而加入主动声光报警装置之后，在人员靠近时发出带有强烈警示效果的声音和闪光，可以有效防止危险的发生。在没有人员靠近时，传感器将不会发出信号，有效节省了电源电量，保证装置的续航能力。加装的声光报警装置是可拆卸式的，可以从警示支架上拆除，适用性更强。智能全方位防坠落警示装置主要带来的效益为在生产中避免可能发生的坠井危险，最大限度地提示作业人员及过往行人注意安全。

参考文献

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