基于人工智能的電力安全監(jiān)督模式研究

劉嘉　楊曉楓　何位經(jīng)

摘要：本項目從視頻監(jiān)控角度出發(fā)，提出了一種基于計算機視覺的現(xiàn)場作業(yè)人員行為規(guī)范管控應用，通過融合變電站內(nèi)視頻監(jiān)控、機器人以及其他輔助設備，以及UWB定位技術實現(xiàn)現(xiàn)場作業(yè)人員行為的規(guī)范管控應用。最終實現(xiàn)站內(nèi)作業(yè)人員作業(yè)全過程的全局管控應用。

關鍵詞：人工智能?安全監(jiān)督

一、背景

安全是一切工作的基礎，也是電力生產(chǎn)的基石。由于在施工作業(yè)過程中缺乏有效的安全管控手段，在變電站日常運行維護或施工中，常需要巡檢人員或安裝人員在強電壓環(huán)境下作業(yè)，當相關人員疏忽或不遵守操作守則，導致電力生產(chǎn)過程中發(fā)生的電力人身事故和財產(chǎn)損失呈不斷增長的趨勢，給電力生產(chǎn)安全提出了更為嚴峻的挑戰(zhàn)。

據(jù)統(tǒng)計，2019年全國電力行業(yè)累計發(fā)生36起安全事故，造成43人死亡。究其主要原因：一方面作業(yè)現(xiàn)場點多面廣，監(jiān)督人員不足，導致現(xiàn)場監(jiān)督缺位，作業(yè)人員存在麻痹大意和習慣違章等作業(yè)行為未能及時有效制止;另一方面，作業(yè)人員素質(zhì)不能匹配管理要求，不能及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場安全措施設置不當和現(xiàn)場作業(yè)風險評估不足等苗頭性問題。因此，依靠純?nèi)斯けO(jiān)護或人工為主的作業(yè)現(xiàn)場的安全監(jiān)督管理方式已然不能滿足實際需要，迫切需要提升現(xiàn)場安全監(jiān)督的管控效率。

二、基于智能識別的安全監(jiān)督實現(xiàn)

隨著智能信息化技術不斷取得進步，智能信息化技術應用越來越廣泛。智能安全與智能運維、智能操作和變電站信息模型有機互聯(lián)、信息互通和互為反饋，以人工智能替代傳統(tǒng)管控模式，最終實現(xiàn)本質(zhì)安全已經(jīng)成為可能。

以監(jiān)測視頻錄像為基礎，通過對視頻數(shù)據(jù)的智能處理為用戶提供遠程監(jiān)護、提前預警和數(shù)據(jù)挖掘等服務。考慮到視頻數(shù)據(jù)處理對計算資源的龐大需求，以及不同變電站對計算資源需求的相似性，以變電站的本地計算結(jié)合云計算的方式部署。通過在在變電站部署的計算機提供初步數(shù)據(jù)處理和變電站資源調(diào)配服務，以云計算平臺提供對視頻數(shù)據(jù)智能處理的強大計算能力，從而在控制系統(tǒng)成本的同時，確保系統(tǒng)的敏捷性能。

當部署在變電站的監(jiān)控攝像機和巡檢機器人獲得監(jiān)控視頻后，將視頻流推送到變電站本地服務器;本地服務器對監(jiān)控視頻進行初步分析、壓縮、切片處理后，在權限管理服務器的允許下，將視頻上傳到云端對象存儲服務器。隨后，云端計算集群將進行視頻分析，在處理得到監(jiān)控或者情況;隨后通過本地服務器通知桌面以及移動客戶端，給出告警在內(nèi)的信息。此外，本地服務器也可以根據(jù)監(jiān)控情況，對監(jiān)控攝像機的角度，巡檢機器人的路線進行調(diào)整，從而實現(xiàn)對變電站內(nèi)操作人員行為的全面監(jiān)控。

在此基礎上，云端在獲得監(jiān)控視頻后，通過相應智能算法，進行人員車輛的審核、作業(yè)人員操作行為檢測、作業(yè)相關設備檢測。平臺展示手段模塊謀求以更直觀和準確的形式，向用戶展示基礎設施獲取的數(shù)據(jù)或者是系統(tǒng)采用智能算法提取特征后的數(shù)據(jù)，從而優(yōu)化用戶體驗。對外服務接口模塊則用于和其他系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，給與作業(yè)用戶直接的告警處理。系統(tǒng)云架構如圖1所示：

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)流程圖如圖2所示。

三、應用前景

通過工作業(yè)現(xiàn)場圖像進行人體行為識別、明火識別、現(xiàn)場電子區(qū)域檢測，主要包括特征表示與特征提取、特征融合以及行為識別幾個方面研究內(nèi)容，充分利用現(xiàn)有的計算機技術使機器能夠像人類一樣具有識別、分析、以及理解人體行為的能力。未來在工程現(xiàn)場人機交互、圖像監(jiān)控、以及運動分析等方面具有廣闊的應用前景。一方面，可以提升現(xiàn)場安全監(jiān)督的管控效率，減少人力、減少違章事件的發(fā)生、降低人身安全事故的比率，將給公司的安全生產(chǎn)監(jiān)察工作帶來長遠、良好的效果。另一方面，該裝置的使用，將大幅度減少安全監(jiān)管人員的工作強度，可以實現(xiàn)全天候、全工況的作業(yè)現(xiàn)場安全監(jiān)督，可以減少大量人力資本，提高工作和管理效率，降低企業(yè)運營成本。

四、結(jié)論

本文提出了一種適應未來智能電網(wǎng)發(fā)展需求的智能監(jiān)督方法，其通過融合機器人、高清視頻監(jiān)控、UWB高精度無線定位、環(huán)境安防裝置、電子圍欄、智能穿戴等智能終端設備，實現(xiàn)作業(yè)前、中、后期的人員與設備的全過程風險管控及全場景影響要素的信息交換，支撐生產(chǎn)領域大數(shù)據(jù)分析和智能應用，實現(xiàn)對現(xiàn)場作業(yè)全過程的安全感知與預警。為今后實現(xiàn)電力流、信息流、業(yè)務流的高度一體化融合體系，打造堅強可靠、經(jīng)濟高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動的現(xiàn)代智能電網(wǎng)提供技術支撐。

參考文獻

張皓藍.基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的智慧型水力發(fā)電企業(yè)風險管控技術創(chuàng)新及應用[D].成都：西南科技大學，2018.

吳蓉波.智能視頻監(jiān)控與人臉識別技術在監(jiān)獄安防中的應用研究[J].中國安全防范技術與應用，2019，6：16-19.