В статье рассмотрена концепция информационной модели электроустановки применимых к сфере электроэнергетики низкого (до 1000 В) и высокого (от 1 до 35 кВ) напряжения, а также предложен укрупненный алгоритм позволяющий определить неисправность в электроустановках на базе данной модели и подготовить рекомендации по их устранению. Разрабатываемые модель и алгоритм предполагают применение технологий машинного зрения и дополненной реальности воплощённые в рамках приложения для мобильных персональных компьютеров и иных носимых устройств, обладающих близкими функциональными возможностями.
Ключевые слова: электроустановка, травматизм, модель, алгоритм, дополненная реальность, машинное зрение.
Введение. Современные средства вычислительной техники в сочетании с математическим аппаратом позволяют успешно проводить моделирование процессов в электросетях, электроустановках и электрооборудовании существенно облегчая процедуры их разработки, испытания и эксплуатации [1–3]. В данной статье предлагается применить концепцию моделирования электроустановок в целях упрощения процедур, входящих в оперативное обслуживание и ремонт, выполняемых аварийно-восстановительной бригадой или местным уполномоченным оперативно-ремонтным персоналом в случае наличия неисправностей в работе электроустановок (ЭУ). Разрабатываемую концепцию модели ЭУ предполагается использовать в сочетании с программно-аппаратными средствами, применяющими технологии дополненной реальности и машинного зрения. Предполагается, что электротехнический персонал будет с помощью персонального мобильного компьютера получать необходимую информацию об объекте производства работ, мерах безопасности, рекомендациях по выполнению операций, а также сможет выполнить проверку ключевых этапов и условий работ, что в перспективе может снизить количество ошибок вызванных «человеческим фактором» при производстве аварийно-восстановительных работ, а также случаев электротравматизма [4].
Укрупненная информационная модель ЭУ. Врамках данной работы будет рассмотрена концепция модели в укрупненном представлении ключевых элементов (рисунок 1).
Рис. 1. Укрупненная схема модели электроустановки.
Общее описание ЭУ содержит:
− Наименование текстовое описание электроустановки.
− Информацию о максимальном уровне напряжения.
− Информации о расположении ЭУ.
Расположение блоков ЭУ содержит:
− Информацию о размещении всех блоков ЭУ в здании (включая этаж и помещение).
− Информации о расположении каждого функционального блока в помещении (например, с указанием местоположения на плане помещения).
Функциональный блок (ФБ) ЭУ содержит:
− Общую информацию позволяющую идентифицировать ФБ (в том числе наименование оборудования, номер и другую информацию).
− Информацию о составных элементах, которая содержит:
- Идентификаторы элемента.
- Его тип и описание.
- Внешний вид (типовой или фактический).
- Сведения о состояниях элемента, в том числе в которые он может быт переведён воздействием персонала, выполняющего работы.
− Информацию о возможных неисправностях, которая содержит:
- Информацию по определению неисправности согласно доступным факторам идентификации состояния ФБ.
- Алгоритмы устранения неисправности.
- Меры безопасности необходимые при выполнении операций из алгоритма.
Необходимо отметить, важность информации о размещении объектов, данное решение находит успешное применение при эксплуатации зданий и сооружений [6].
В рамках концепции предполагается разработка базовой модели, которая будет служить основой для формирования моделей конкретной электроустановки напряжением до и выше 1000В. В дальнейшем модель ЭУ загружается в специальное приложение для мобильных компьютеров.
Укрупненный алгоритм поиска и устранения неисправностей в ЭУ. Врамках данной работы будет рассмотрен укрупненный алгоритм поиска и устранения неисправностей (рисунок 2) на базе которого в дальнейшем разрабатываются детальные алгоритмы для каждого конкретного случая неисправности в используемой модели электроустановки.
Предполагается применение приложения, установленного на мобильный компьютер, оснащенный средствами видеофиксации. Пользователь в процессе перемещения к объекту работ может ознакомится с информацией о характере работ, далее ему указывается местоположения объекта, пользователь находит объект фиксирует его идентификатор, система распознает и сравнивает идентификатор с моделью, далее проверяются меры безопасности после чего пользователю даются рекомендации по выполняемым операция с распознаванием и выделением объектов воздействия на экране мобильного компьютера. Мерам электробезопасности следует особое внимание, ввиду возможной недостаточной квалификации персонала или его пренебрежительного отношения к правилам безопасной эксплуатации электроустановок [5].
Рис. 2. Укрупненный алгоритм поиска и устранения неисправности в ЭУ
Заключение. Вданной работе были рассмотрены в укрупненном виде информационная модель ЭУ и алгоритм распознавания и устранения неисправностей в ЭУ, применение моделей и алгоритмов привязанных к конкретной электроустановке и особенностям её функционирования, потенциально может упростить для электротехнического персонала процесс выполнение работ в электроустановках, что может привести к снижению ошибок вызванных «человеческим фактором» и случаев электротравматизма.
Данное научное исследование проводится при поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере по программе «УМНИК» по теме «Разработка интеллектуальной системы оперативного управления объектами электроэнергетики с применением технологий дополненной реальности» в рамках договора № 93ГУЦЭС8-D3/56375 от 21.12.2020 г.
Литература:
1. Дрокин Д. С. Моделирование электрических сетей на ЭВМ // Известия ЮФУ. Технические науки. 2008. № 7. C. 95–99.
2. Карамов Д. Н. Математическое моделирование автономной системы электроснабжения, использующей возобновляемые источники энергии // Вестник ИрГТУ. 2015. № 9 (104). C. 133–140.
3. Новаш И. В., Романюк Ф. А., Румянцев Ю. В., Румянцев В. Ю. Программно-информационное обеспечение комплексов для функциональных испытаний цифровых токовых защит электроустановок в системе динамического моделирования MatLab-Simulink // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2017. № 4. C. 291–308.
4. Попов Г. И., Круглов Р. М. Исследование нарушений в работе и случаев травматизма при эксплуатации электроустановок для подготовки рекомендаций по повышению безопасности труда в автоматизированной рекомендательной системе. // Оригинальные исследования (ОРИС) 2020. Т. 10 № 07. С. 58–63.
5. Балаганский А. О., Захаренко С. Г., Малахова Т. Ф., Захаров С. А. Электробезопасность в низковольтных сетях и её оценка // Вестник КузГТУ. 2017. № 1 (118). C. 67–75.
