本发明涉及电气系统的操作安全领域，尤其涉及一种安全、有保障地操作电气系统的管理系统。
背景技术：
目前，在电厂、大型工厂或者城市的配网供电网络中，由于需要向厂区内、各个地域或者各个系统中供电，因而在配网供电网络中，通常以各个电路支路的形式向各个目标或系统进行供电和管理。而在每个电路支路中，又存在有或多或少的电气开关或节点，而这些开关或节点在该电气支路中主要是各个动力设备电机的开关装置以及电气系统中的刀闸。而环网柜由于其具有简单可靠、集中规整的特性，因而常常将用于电气支路的开关和刀闸以环网柜的形式进行布置和配置。但是由于环网柜中各个开关和刀闸的电气开关装置布置集中，外观相似，虽然电气开关柜上配属有相关的标识铭牌，但是由于操作人员对环网柜的操作和维护量非常大，因而在操作过程中难免出现操作流程、操作顺序以及误操作等情况。例如，某个电气支路上的一个操作，需要电气开关柜1、电气开关柜2、电气开关柜3依照顺序进行停电(包括断电以及将开关拉出)或送电(包括将开关推入以及通电)，现实操作中会出现操作顺序错误或者对于单个电气开关柜的操作流程错误，这往往会导致电气支路中的误操作，造成对电气系统、电气设备的损坏，影响用户的运行和效率；更严重的是，有些误操作，比如开关闭合时将开关拉出或推入，还会对操作人员的生命造成严重的威胁。
因而，如何保证电气系统的操作的安全，防止误操作的发生，成为亟待解决的问题。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提出一种用于电气系统的操作的安全管理系统，包括：服务器、电气开关柜终端、移动终端和电气开关柜；其中，
每个电气开关柜上设置有一个电气开关柜终端，用以对该电气开关柜的操作进行闭锁和解锁。
服务器包括操作顺序规则库、任务分配单元、初始赋值单元和传送单元，其中操作顺序规则库中保存有多种操作任务所各自对应的操作步骤、操作顺序和操作规则，任务分配单元用于将操作任务中的步骤分配给相应的操作人员，初始赋值单元则用于将第一步操作步骤和该操作任务共同生成第一步操作密钥，传送单元则用于将第一步操作密钥和分配的操作步骤传送至对应的移动终端。
每个电气开关柜终端都包括第一处理单元和第一存储单元，其中第一存储单元中存储有与该电气开关柜相关的操作任务以及对应于每个操作任务下相关的操作密钥，其中操作密钥由第一处理单元利用该对应的操作任务下在操作顺序中之前所有的操作步骤、该电气开关柜在该操作任务下的操作内容以及该操作任务共同生成。
移动终端由操作人员手持，移动终端包括第二处理单元和第二存储单元，其中移动终端接收服务器的所述传送单元发送的操作步骤以及第一步操作密钥，并将接收到的操作步骤和第一步操作密钥存储到第二存储单元中，第二处理单元还利用操作步骤的内容和操作任务生成操作密钥，并存储到第二存储单元中。
当要对电气开关柜进行操作时，所述移动终端与所述电气开关柜终端通信，根据操作任务，比对移动终端中对应的操作密钥和电气开关柜终端中对应的操作密钥，如果两个操作密钥匹配，则允许操作该电气开关柜；如果两个操作密钥不匹配，则不允许操作该电气开关柜。
进一步地，所述电气开关柜终端的第一存储单元中存储的操作密钥是预先输入并存储的。
进一步地，所述操作密钥使用散列函数算法计算得到。
进一步地，所述任务分配单元将操作任务下的步骤分配给一个操作人员或多个操作人员，每个步骤只分配给一个操作人员。
进一步地，当操作任务下的步骤被分配给一个操作人员时，当即将要操作一个步骤时，所述移动终端将操作过的所有步骤内容、即将操作的步骤内容和对应的操作任务共同生成操作密钥，并存储到第二存储单元中。
进一步地，当操作任务下的步骤被分配给多个操作人员时，所述移动终端在与所述电气开关柜终端通信时，先从其他移动终端获取该操作任务下该即将操作的操作步骤之前的所有操作步骤的内容，或该操作任务下该即将操作的操作步骤之前的所有操作步骤对应的操作密钥，并将所述的该操作任务下该即将操作的操作步骤之前的所有操作步骤的内容，或该操作任务下该即将操作的操作步骤之前的所有操作步骤对应的操作密钥，与即将操作的操作步骤的内容以及操作任务一起经由第二处理单元生成对应的操作密钥。
进一步地，在第一存储单元和第二存储单元中，每个操作密钥和对应的操作任务作为一条信息存在，该信息包括位于头部的操作任务或操作任务编号，以及位于尾部的操作密钥。
进一步地，在移动终端与电气开关柜终端通信时，先比对操作任务，操作任务相同后再比对相应地操作密钥。
进一步地，操作密钥长度为1字节、2字节、4字节、8字节、16字节、24字节或32字节。
进一步地，所述移动终端与所述电气开关柜终端的通信采用接触式、红外式或nfc通信方式。
实施本发明，具有如下有益效果：通过本发明的安全管理系统，利用服务器对操作任务的具体步骤分配给一个操作人员或多个操作人员，能够大大提高执行操作任务的效率，在应对繁杂、突发和多样的操作任务要求下，具有突出的优势。同时，基于安全、规范的操作顺序和操作要求，移动终端计算当前操作步骤之前已执行步骤的操作密钥，并与电气开关柜终端中存储的相关操作密钥进行比对，作为当前操作步骤能够进行的解锁条件，以此能够严格控制操作任务中各个步骤操作顺序的准确性，防止操作顺序的错乱或者误操作的发生，保证操作任务按照正确、安全的顺序完成，保证电气系统以及操作人员的安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明的安全管理系统硬件框架图。
图2是本发明的服务器结构图。
图3是本发明的操作任务步骤分配图。
图4是本发明的信息结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对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。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。
本发明提出一种用于电气系统的操作的安全管理系统，如图1所示，包括：服务器1、电气开关柜终端311、移动终端2和电气开关柜31。
对于电气支路上采用的环网柜3，该环网柜3包括有多个电气开关柜31，每个电气开关柜31中设置有一个电气开关或刀闸，电气开关或刀闸对应于电气支路上对应的开关或节点，通过操作电气开关或刀闸，即能够实现对电气支路的操作。其中，每个电气开关柜31上设置有一个电气开关柜终端311，用以对该电气开关柜31的操作进行闭锁和解锁。具体地，所述电气开关柜终端311用以控制电气开关柜31的机械的闭锁装置，能够使机械的闭锁装置闭锁从而使得操作人员无法操作该电气开关柜31，或者使机械的闭锁装置解锁从而使得操作人员能够操作该电气开关柜31。对于该机械的闭锁装置，可以使用类似于保险柜门样式的闭锁结构，也即只有打开该闭锁结构，才能用手柄或摇把等操作机构对电气开关进行操作；也可采用现有技术中存在的电气开关柜闭锁装置，在此不做详细介绍。
如图2所述，服务器1包括操作顺序规则库11、任务分配单元12、初始赋值单元13和传送单元14。其中操作顺序规则库11中保存有多种操作任务所各自对应的操作步骤、操作顺序和操作规则，例如图3所示那样，对于操作任务a，其涉及到3个电气开关，分别是电气开关a、电气开关b、电气开关c，而该操作任务a则要求必须按照第一步先操作电气开关a、第二步操作电气开关b、第三步操作电气开关c的操作顺序进行，而该操作任务a对应的操作步骤和顺序以及操作规则存储于操作顺序规则库11中。
当需要进行某项操作任务时，从操作顺序规则库11中调取该操作任务的相关信息。接下来，则对该操作任务中的各个步骤的操作人员进行分配，既可以将所有的步骤都分配给同一个操作人员，这样对于该操作人员，其能够认识到该操作任务下的所有操作步骤，当然这并不能够排除该操作人员主观上的误操作的可能性；当然，也可以将步骤分配给不同的操作人员，也即由多个操作人员参与到该操作任务中，其中存在操作人员之间沟通以及操作顺序的协调问题，这两个问题也是本发明的安全管理系统所致力解决的问题。
任务分配单元12用于将操作任务中的步骤分配给相应的操作人员，初始赋值单元13则用于将第一步操作步骤和该操作任务共同生成第一步操作密钥，传送单元14则用于将第一步操作密钥和分配的操作步骤传送至对应的移动终端2。
每个电气开关柜终端311都包括第一处理单元和第一存储单元，其中第一存储单元中存储有与该电气开关柜31相关的操作任务以及对应于每个操作任务下相关的操作密钥，其中操作密钥由第一处理单元利用该对应的操作任务下在操作顺序中之前所有的操作步骤、该电气开关柜31在该操作任务下的操作内容以及该操作任务共同生成。
移动终端2由操作人员手持，移动终端2包括第二处理单元和第二存储单元，其中移动终端2接收服务器1的所述传送单元14发送的操作步骤以及第一步操作密钥，并将接收到的操作步骤和第一步操作密钥存储到第二存储单元中，第二处理单元还利用已执行的操作步骤的内容和操作任务生成移动端操作密钥，并存储到第二存储单元中。
如图3所示，操作任务a其涉及到3个电气开关，分别是电气开关a、电气开关b、电气开关c，而该操作任务a则要求必须按照第一步先操作电气开关a、第二步操作电气开关b、第三步操作电气开关c的操作顺序进行。此时，任务分配单元12根据管理员的要求和选择来分配操作人员，或者根据可用操作人员的情况自动分配操作人员。
如图3中的操作任务a，将其下的三个操作步骤涉及到的三个电气开关a、b、c都由操作人员甲来操作。
首先，初始赋值单元13将操作任务a与电气开关a的操作内容作为输入量，输入到算法中，优选地采用散列函数算法，由此可以得到一个第一步操作密钥。该操作密钥与输入到散列函数算法中的输入内容是一一对应的，当输入内容有改变或者不同的时候，则会得到不同的操作密钥。传送单元14则将该第一步操作密钥和分配给该操作人员甲的所有操作步骤都传送到移动终端2中。
然后，操作人员甲手持移动终端2前往相关的电气开关柜31，电气开关柜31的电气开关柜终端311中存储有该操作任务a、操作任务a的操作流程以及该电气开关的操作位于该操作任务中的顺序，并同时存储有根据操作任务a以及该操作任务a下该电气开关的操作步骤及以前操作步骤输入算法所得到的验证用的操作密钥。
当该电气开关为第一步操作步骤时，操作人员甲手持的移动终端2中有从服务器1中传送的第一步操作密钥，操作人员甲使移动终端2与电气开关柜终端311进行通信，移动终端2中的第一步操作密钥与电气开关a的电气开关柜终端311中储存的验证用操作密钥匹配，则允许进一步的电气操作；而当操作人员甲走错位置，选择了错误的电气开关柜，则该错误的电气开关柜终端311中存储的验证用操作密钥与移动终端2中的第一步操作密钥不匹配，则会闭锁该电气开关柜禁止操作人员甲操作，移动终端2和电气开关柜终端311向操作人员甲提示误操作警告，同时移动终端2给出正确电气开关柜的提示信息。
而当第一步操作步骤完成时，即将进行第二步操作步骤时，此时移动终端2将操作任务a、第一步操作步骤完成信息以及第二步操作步骤内容输入移动终端2中存储的算法中，得到第二步操作步骤的操作密钥。操作人员甲前往电气开关b，电气开关b的电气开关柜终端311中存储有与该操作任务a、第一步操作步骤完成以及第二步操作步骤内容相对应的验证用操作密钥，移动终端2的第二步操作步骤的操作密钥与电气开关b的电气开关柜终端311中存储的验证用操作密钥匹配，则表示操作顺序正确，第一步操作已完成，应当进行该操作步骤，电气开关柜终端311则允许操作人员甲对该电气开关b进行电气操作。如果操作人员甲没有进行第一步操作步骤，而直接来到电气开关b处，则移动终端2中的操作密钥与电气开关b中的验证用操作密钥不同，则会禁止操作人员甲操作该电气开关b，移动终端2和电气开关柜终端311向操作人员甲提示误操作警告，同时移动终端2给出正确电气开关柜的提示信息。
以此方式，能够从移动终端2和电气开关柜31端分别独立的进行操作顺序的监控、验证和校核，当操作顺序有误或者操作对象有误时，移动终端2与电气开关柜终端311中的操作密钥不同或不匹配，电气开关柜31闭锁操作，防止操作人员甲的误操作，并发出提示信息，保证操作人员甲的安全以及电气系统及设备的安全。
如图3中的操作任务b，将其下的三个操作步骤涉及到的三个电气开关c、d、e由操作人员甲、乙来操作，也即该操作任务b由不同的操作人员来完成。
首先，初始赋值单元13将操作任务b与电气开关c的操作内容作为输入量，输入到算法中，优选地采用散列函数算法，由此可以得到一个第一步操作密钥。该操作密钥与输入到散列函数算法中的输入内容是一一对应的，当输入内容有改变或者不同的时候，则会得到不同的操作密钥。传送单元14则将该第一步操作密钥和分配给该操作人员甲的所有操作步骤都传送到第一移动终端2中。同时，将分配给操作人员乙的操作步骤传送给第二移动终端2中。
然后，操作人员甲手持第一移动终端2前往相关的电气开关柜31，电气开关柜31的电气开关柜终端311中存储有该操作任务b、操作任务b的操作流程以及该电气开关的操作位于该操作任务中的顺序，并同时存储有根据操作任务b以及该操作任务b下该电气开关的操作步骤及以前操作步骤输入算法所得到的验证用的操作密钥。
该电气开关c为第一步操作步骤，操作人员甲手持的第一移动终端2中有从服务器1中传送的第一步操作密钥，操作人员甲使第一移动终端2与电气开关柜终端311进行通信，移动终端2中的第一步操作密钥与电气开关c的电气开关柜终端311中储存的验证用操作密钥匹配，则允许进一步的电气操作；而当操作人员甲走错位置，选择了错误的电气开关柜，则该错误的电气开关柜终端311中存储的验证用操作密钥与第一移动终端2中的第一步操作密钥不匹配，则会闭锁该电气开关柜禁止操作人员甲操作，第一移动终端2和电气开关柜终端311向操作人员甲提示误操作警告，同时第一移动终端2给出正确电气开关柜的提示信息。
而当第一步操作步骤完成时，第一移动终端2将第一步操作步骤完成信息发送给操作人员乙持有的第二移动终端2。即将进行第二步操作步骤时，此时第二移动终端2将操作任务b、从第一移动终端2处接收的第一步操作步骤完成信息以及第二步操作步骤内容输入第二移动终端2中存储的算法中，得到第二步操作步骤的操作密钥。操作人员乙前往电气开关d，电气开关d的电气开关柜终端311中存储有与该操作任务b、第一步操作步骤完成以及第二步操作步骤内容相对应的验证用操作密钥，第二移动终端2的第二步操作步骤的操作密钥与电气开关d的电气开关柜终端311中存储的验证用操作密钥匹配，则表示操作顺序正确，第一步操作已完成，应当进行该操作步骤，电气开关柜终端311则允许操作人员乙对该电气开关d进行电气操作。如果第一步操作步骤没有完成，第二移动终端2还没有接收到第一移动终端2发出的第一步操作步骤完成信息时，此时第二移动终端2中的操作密钥则为不包括第一步操作步骤完成信息所生成的操作密钥；而直接来到电气开关d处，则第二移动终端2中的操作密钥与电气开关d中的验证用操作密钥不同，则会禁止操作人员乙操作该电气开关d，第二移动终端2和电气开关柜终端311向操作人员乙提示误操作警告，同时第二移动终端2给出等待第一步操作步骤完成的提示信息。
对于操作人员甲操作电气开关e，则以相同的方法进行管理和验证。
优选地说明的是，所述电气开关柜终端的第一存储单元中存储的操作密钥是预先输入并存储的。
而对于在服务器1、移动终端2和电气开关柜终端311中的所计算的操作密钥，所述操作密钥使用相同的散列函数算法计算得到。
对于移动终端2与电气开关柜终端311的通信，在第一存储单元和第二存储单元中，每个操作密钥和对应的操作任务作为一条信息存在，如图4所示，该信息包括位于头部的操作任务或操作任务编号，以及位于尾部的操作密钥。在移动终端与电气开关柜终端通信时，先比对操作任务，操作任务相同后再比对相应地操作密钥。而如果操作任务不同，则直接闭锁该电气开关柜，同时发出警示和提示信息。
进一步地，操作密钥长度为1字节、2字节、4字节、8字节、16字节、24字节或32字节。
进一步地，所述移动终端2与所述电气开关柜终端311的通信采用接触式、红外式或nfc通信方式。
实施本发明，具有如下有益效果：通过本发明的安全管理系统，利用服务器对操作任务的具体步骤分配给一个操作人员或多个操作人员，能够大大提高执行操作任务的效率，在应对繁杂、突发和多样的操作任务要求下，具有突出的优势。同时，基于安全、规范的操作顺序和操作要求，移动终端计算当前操作步骤之前已执行步骤的操作密钥，并与电气开关柜终端中存储的相关操作密钥进行比对，作为当前操作步骤能够进行的解锁条件，以此能够严格控制操作任务中各个步骤操作顺序的准确性，防止操作顺序的错乱或者误操作的发生，保证操作任务按照正确、安全的顺序完成，保证电气系统以及操作人员的安全。
以上所揭露的仅为本发明的几个较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
1.一种用于电气系统的操作的安全管理系统，包括：
服务器、电气开关柜终端、移动终端和电气开关柜；其中，
每个电气开关柜上设置有一个电气开关柜终端，用以对该电气开关柜的操作进行闭锁和解锁；
服务器包括操作顺序规则库、任务分配单元、初始赋值单元和传送单元，其中操作顺序规则库中保存有多种操作任务所各自对应的操作步骤、操作顺序和操作规则，任务分配单元用于将操作任务中的步骤分配给相应的操作人员，初始赋值单元则用于将第一步操作步骤和该操作任务共同生成第一步操作密钥，传送单元则用于将第一步操作密钥和分配的操作步骤传送至对应的移动终端；
每个电气开关柜终端都包括第一处理单元和第一存储单元，其中第一存储单元中存储有与该电气开关柜相关的操作任务以及对应于每个操作任务下相关的操作密钥，其中操作密钥由第一处理单元利用该对应的操作任务下在操作顺序中之前所有的操作步骤、该电气开关柜在该操作任务下的操作内容以及该操作任务共同生成；
移动终端由操作人员手持，移动终端包括第二处理单元和第二存储单元，其中移动终端接收服务器的所述传送单元发送的操作步骤以及第一步操作密钥，并将接收到的操作步骤和第一步操作密钥存储到第二存储单元中，第二处理单元还利用操作步骤的内容和操作任务生成操作密钥，并存储到第二存储单元中；
当要对电气开关柜进行操作时，所述移动终端与所述电气开关柜终端通信，根据操作任务，比对移动终端中对应的操作密钥和电气开关柜终端中对应的操作密钥，如果两个操作密钥匹配，则允许操作该电气开关柜；如果两个操作密钥不匹配，则不允许操作该电气开关柜。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电气开关柜终端的第一存储单元中存储的操作密钥是预先输入并存储的。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述操作密钥使用散列函数算法计算得到。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述任务分配单元将操作任务下的步骤分配给一个操作人员或多个操作人员，每个步骤只分配给一个操作人员。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，当操作任务下的步骤被分配给一个操作人员时，当即将要操作一个步骤时，所述移动终端将操作过的所有步骤内容、即将操作的步骤内容和对应的操作任务共同生成操作密钥，并存储到第二存储单元中。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，当操作任务下的步骤被分配给多个操作人员时，所述移动终端在与所述电气开关柜终端通信时，先从其他移动终端通信以获取该操作任务下该即将操作的操作步骤之前的所有操作步骤的执行信息，或该操作任务下该即将操作的操作步骤之前的所有操作步骤的执行信息对应的操作密钥，并将所述的该操作任务下该即将操作的操作步骤之前的所有操作步骤的执行信息，或该操作任务下该即将操作的操作步骤之前的所有操作步骤的执行信息对应的操作密钥，与即将操作的操作步骤的内容以及操作任务一起经由第二处理单元生成对应的操作密钥。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其特征在于，在第一存储单元和第二存储单元中，每个操作密钥和对应的操作任务作为一条信息存在，该信息包括位于头部的操作任务或操作任务编号，以及位于尾部的操作密钥。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，在移动终端与电气开关柜终端通信时，先比对操作任务，操作任务相同后再比对相应地操作密钥。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，操作密钥长度为1字节、2字节、4字节、8字节、16字节、24字节或32字节。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其特征在于，所述移动终端与所述电气开关柜终端的通信采用接触式、红外式或nfc通信方式。
技术总结