国网北京昌平供电公司 张慈杭 高明亮 许崇耀 逯胜建 高 麒 闫 靖 高际惟

随着配电网快速发展，电力设备运行水平不断提升，配电站室均已实现无人值守的运行模式。为确保配电站室的设备安全运行，应提升配电站室安全设施的智能化水平，如配电站室门禁。目前，由于各供电公司所辖配电站室具有数量多、分布广、运行环境差等特点，而运维人员人数和精力有限，在对配电站室进行日常巡视和管理过程中，以现阶段机械锁具门禁的现状，钥匙管理不规范、无监控，使得配电站室存在设备运行风险和安全管理隐患[1]。

经过长期运行经验总结发现，针对配电站室门禁的管控方面往往存在以下问题：门禁往往采用传统锁具方式，导致钥匙数量多，若存放不规范，运维人员前往配电站前会出现查找困难的情况，影响工作效率；因为是机械锁具，钥匙在未授权的情况下也可随意拿取，且钥匙存在易丢失、易复制、配套锁具易生锈的情况，影响设备安全；配电站室数量多，导致门锁的开关无实时记录，无法追溯开门人员，门锁管控的智能化水平较低；各种人员进出配电站室均需运维人员前往开门，而配电站室分布范围广，导致人力物力成本增加。

为解决上述问题，本文提出搭建基于物联网技术的配电站室智能门禁管控系统，构建“互联网+ 门锁”管控体系[2-4]，采用低功耗窄带物联网（Narrow Band Internet of Things,NB-IoT）技术[5-6]，实现配电站室门禁的智能化管理，从而杜绝未经允许私自进站、无票进站、未按计划时间工作等严重违反生产安全规定的情况发生。

1 配电站室智能门禁管控系统主要结构

配电室智能门禁管控系统采用NB-IoT 技术，由管理工作站、云服务器、电脑钥匙、无线数据终端、门锁、门磁和锁控APP 组成（图1），主要特点如下。

图1 配电站室智能门禁管控系统主要结构

通信低功耗：NB-IOT 网络具有广覆盖、低功率、支持大数量连接、应用成本低等特征，应用低功耗NB-IoT 技术能满足门禁状态监测及通信应用需要，有效提高监测覆盖区域，消除覆盖死角，降低建设、应用及维护成本；钥匙智能通用：基于一把钥匙授权后即可打开所有锁具，成本低且方便管理。授权可配合检修工单时间，只可在工单时间内使用开锁。授权后的开锁次数不受限制，开锁过程无先后顺序；锁具安全性高：每把锁具有唯一身份识别码，识别码只能被授权过的电脑钥匙识别。门锁状态实时监测，具备防盗功能；使用维护方便：通过更换锁芯或整把锁即可快速更换，调试时间少，施工安全简单。

管理工作站/云服务器。管理工作站是整个系统运行的发起部分和最终结果的存储部分。安装有系统管理软件，管理人员预先在工作站设定人员权限。可存储所有信息，包括人员信息、设备信息、操作信息等，运维人员通过工作站给钥匙下发锁具操作序列，管理工作站最终通过无线方式与电脑钥匙或无线数据终端通讯；电脑钥匙。是系统专用的操作钥匙，是用于读取锁具身份识别码、开启授权范围内的门锁、自动记录开锁信息的智能化手持设备，电脑钥匙内置蓝牙模块，具备密码登录等功能。

门磁、无线数据终端。门磁安装在门上，可获取配电站室房门的开闭状态。无线数据终端采集门磁信号并通过NB-IOT 方式远程传送到云服务器，可使运维人员远程实时获取门锁的状态；智能锁具。采用智能化电子控制结构，具有统一锁芯结构、唯一身份识别码，可被电脑钥匙识别和控制，授权后即可被电脑钥匙开启；锁控APP。内存储系统设备数据，运维人员可通过锁控APP 接收门锁告警信息、查询门状态、查询解锁记录、定位导航、钥匙注销、接收指令并通过蓝牙通信向电脑钥匙发送解锁授权等。

图2 配电站室智能门禁管控系统的电脑钥匙

2 配电站室智能门禁管控系统主要功能及应用成效

门禁信息管理。门禁设备的信息包括锁具编号信息、规格型号、地理信息等资料可保存在系统数据库中，并与智能锁具系统关联，为业务应用提供数据支持，运维人员可根据权限对系统保存的门禁设备信息进行管理；门禁高安全性闭锁。门禁锁具采用防剪切锁具，具有强度高、难破坏的特点。门禁使用时可配合现场工单时间，若工单时间已过、授权将注销，门禁无法被打开。

门禁状态监测。门禁状态由无线数据终端进行采集，通过低功耗NB-IoT 技术与后台系统保持通信。平时使用时无线数据终端可定期向后台主站发送门状态信息。若配电站室房门非法打开时，无线数据终端能够将门禁状态变位告警信息实时发送给系统后台，提示门禁告警信息；门禁异动开启告警。当门禁状态在无授权状态下开启时，管理工作站会显示门禁异常开启的告警信息，具备地理信息显示条件时，可结合地理信息直观的向运维人员展示当前告警门禁的位置、告警时间等信息。告警信息同时能推送给指定的锁控APP，便于管理人员及时掌握门禁异动情况。

智能锁控管理。门禁开启必须使用具有授权的电脑钥匙才能打开，授权指令可由系统后台发送给指定的锁控APP 或运维人员向后台申请授权后，由云服务器远程发送开锁指令到锁控APP。锁控APP通过蓝牙通信将授权信息发送到电脑钥匙，由电脑钥匙执行门禁开锁操作；作业信息查询统计。现场作业门禁解锁记录、历史告警信息，以及各种传感器采集的数据信息均保存在系统服务器中，运维人员通过管理工作站或锁控APP 进行历史信息的查询统计及数据分析，以便提高配电站室运维工作效率。

目前，基于物联网技术的配电站室智能门禁管控系统已在国网北京昌平供电公司下辖所有配电站室推广应用，电脑钥匙授权使用已超过万余次，违规进配电室情况发现率同期减少超95%，使用效果良好，极大提升了配电站室安全管控水平。在未安装智能门禁系统时，每次运维人员需去现场为入站人员进行开门，来回折返消耗大量人力物力，影响工作效率。应用配电站室智能门禁管控系统后，经测算系统每年可为供电公司节省工车油耗超150万元，若考虑人力成本和设备安全成本，经济效益将提升更高。

综上，基于物联网技术的配电站室智能门禁管控系统不仅实现了门禁的智能化管理、实时监测告警、门禁动作在线纪录，将配电室的安全管理由“被动”转为“远程主动”，保证了配电站室的设备物资安全，提升了配电站室管理规范化水平和生产效率，是能源互联网建设在配电安全生产领域的有效落实。