基于圖像識別的電力應急物資管理

摘 要：隨著社會生產(chǎn)活動均以電力能源為主現(xiàn)狀，避免出現(xiàn)電力輕、中、重等級事故，給日常生產(chǎn)活動帶來極大的損失影響，應急物資在電力企業(yè)的日常管理工作中越來越受到關注，只有做好這部分工作，才能做到有備無患，確保電力系統(tǒng)的正常運行。但是當前電力應急物資管理水平仍在一些特殊情況下無法滿足電力系統(tǒng)的需求。因此本文以圖像識別技術與電力應急物資管理緊密聯(lián)系為研究基礎，首先詳細闡述了電力應急物資管理的現(xiàn)狀及需求點進行分析，其次結(jié)合實際工作經(jīng)驗，從管理模塊、業(yè)務流程以及保障體系等層面，設計了基于圖像識別的電力應急物資管理方案，并對其運行成效進行了分析。最后為進一步提高電力應急物資管理水平，緊接著給出了實際可行的對策建議。

關鍵詞：圖像識別;電力系統(tǒng);應急物資

一、引言

在突發(fā)事件和自然災害的影響下，電力設施的正常運行工作將會受到破壞，電力系統(tǒng)的正常運行會受到很大的影響。因此，為了提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性并減少電力的使用，可以減少事故對電力系統(tǒng)的影響，必須及時正確處理事故。在處理事故過程中，需要大量的應急物資，包括相關的設備，工具，材料等。這些材料是緊急的，必須在短時間內(nèi)準備好。為了應對這種突發(fā)情況，電力應急物資調(diào)配的及時性和有效性尤為重要。在供電安全保障高要求下，電力應急物資需求提報的準確性、及時性要求越來越高，如果能從源頭上解決需求提報的問題，優(yōu)化自下而上提報流程，完善自上而下審批校驗流程，使應急物資供應能夠及時得到保障，對提高供電可靠性具有積極重要的意義。而圖像識別技術作為新一代信息技術，利用計算機對圖像進行處理、分析和理解， 以識別各種不同模式的目標和對象的技術，應用于電力應急物資調(diào)配管理，可以有效提升調(diào)配速度和效率。圖像識別是人工智能的一個重要領域，隨著計算機技術和信息技術的發(fā)展，圖像識別技術也受到了空前的關注。2019年發(fā)布的《互聯(lián)網(wǎng)技術司法應用白皮書》將圖像識別列為十大典型技術應用之一，如醫(yī)療診斷中各種醫(yī)學圖片的分析與識別、天氣預報中的衛(wèi)星云圖識別、環(huán)境監(jiān)測中的遙感圖片識別以及指紋識別、臉譜識別等都是圖像識別。在電力突發(fā)事件應急管理中使用圖像識別技術，能全面升級電力管理的數(shù)字化、智能化，逐步推進信息智能化運維技術，不斷完善并改進應急物資管理的信息技術，從應急物資管理技術的角度提高了電力應急物資需求提報的準確性、及時性，提高了電力應急物資保障的可靠性，增強了電力應急物資管理的改革方案實施力度。

二、現(xiàn)階段電力應急物資管理情況

應對突發(fā)性事件，確保能夠快速恢復電網(wǎng)供電，需派遣相關人員去事故現(xiàn)場核查物資損害情況，整理成報表文檔提交給專責人員進行匯總，再統(tǒng)一向物資管理部門上報需求，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行需要的物資。此過程存在兩方面的不足之處：一是應急事故現(xiàn)場的物資需求無法準確及時上報。由于應急現(xiàn)場情況的復雜性以及相關應急條件的不具備性，現(xiàn)場人員智能通過電話、短信、微信等通訊手段進行應急物資的申報，導致申報流程混亂，物資需求無法統(tǒng)計;除此之外，現(xiàn)場處理人員對某些物資的人工識別度不高，不知道具體物資的名稱及型號等，加上現(xiàn)場人員對物資的認知與倉儲人員對物資的認知存在專業(yè)的差異，容易出現(xiàn)應急現(xiàn)場人員對物資無法準確描述，導致上報的物資信息不準確，使倉儲人員對急需物資無法正確識別。二是應急物資運輸調(diào)配效率低。由于信息化遲遲得不到發(fā)展，沒有建立統(tǒng)一的工作標準，在電網(wǎng)內(nèi)部應急物資調(diào)撥工作過程中，調(diào)度人員需要査閱相關物資調(diào)撥單，采用電話方式與相關工作人員溝通，進行工作準備、物資發(fā)貨、物資接收等操作。加上應急物資調(diào)配指揮業(yè)務因其跨部口、跨地區(qū)、協(xié)作要求高、人員、車輛多、信息化水平率低等因素導致實施效率不高、管理困難、響應不及時等題。

三、基于圖像識別的電力應急物資管理解決方案

3.1基于圖像識別的電力應急物資管理模塊

本文的解決方案：一種基于圖像識別的電力應急物資需求管理，包括手持終端和服務器，手持終端連接現(xiàn)場圖像采集模塊，圖像采集模塊拍攝現(xiàn)場物資圖像并通過手持終端傳到服務器，服務器的圖像智能識別處理模塊對上報的現(xiàn)場物資圖像進行智能識別，獲得物資名稱及型號，并反饋到手持終端，手持終端的物資需求提報模塊向服務器上報應急物資需求信息，服務器的應急物資調(diào)配優(yōu)化模塊根據(jù)物資需求信息生成物資調(diào)配方案。基于圖像識別的電力應急物資管理模塊如下：

應急物資需求模塊。通過移動通信網(wǎng)絡實時接收物資需求提報提交應急物資需求信息，包括應急搶修災害類別、緊急程度和上報的現(xiàn)場物資圖像等，并寫入物資需求信息庫。

電力物資特征提取模塊。將具體型號電力物資樣本圖像上傳，利用樣本圖像訓練分類器，提取生成電力物資特征，并保存到電力物資特征庫。

圖像智能識別處理模塊。對上報的現(xiàn)場物資圖像進行智能識別，通過現(xiàn)場采集的物資圖像與系統(tǒng)預存的電力物資特征進行比對，比對成功則將該電力物資具體型號和名稱發(fā)送到物資需求提報中心，由現(xiàn)場用戶確認。

應急物資調(diào)配優(yōu)化模塊。提取電力物資系統(tǒng)中庫存數(shù)據(jù)，從物資需求信息庫獲取物資需求清單數(shù)據(jù)，利用多目標粒子群優(yōu)化算法求解最優(yōu)解集，并將最優(yōu)解集寫入物資儲備優(yōu)化結(jié)果庫，利用物資儲備優(yōu)化結(jié)果庫生成電力應急物資保障及調(diào)配最優(yōu)化方案發(fā)送到物資需求提報中心。

物資調(diào)配算法評價校驗模塊。確定檢驗樣本數(shù)據(jù)，檢驗模型算法生成的計算結(jié)果，對生成的最優(yōu)解集和檢驗樣本數(shù)據(jù)進行比較，當計算結(jié)果集和樣本數(shù)據(jù)集有較大誤差時，可調(diào)整多目標權(quán)值，訓練結(jié)束后，將相關多目標權(quán)值保存到儲備優(yōu)化結(jié)果庫。

3.2基于圖像識別的電力應急物資流程分析

通過對電力應急物資業(yè)務的詳細分析，可以將基于圖像識別的電力應急物資分為以下幾個流程：圖像采集、圖像預處理、特征提取、圖像識別、需求分析、需求申報、調(diào)配、采購、倉儲、配裝和運輸配送。其運作流程如圖1所示，災害發(fā)生時，各電力基層單位根據(jù)災害情況及時預測物資需求量，結(jié)合管轄區(qū)域內(nèi)的設備運行情況和實際保障需求，提出應急物資需求。同時派人前往事故現(xiàn)場，勘察人員及時使用手持設備對現(xiàn)場情況進行圖像采集，包括事故現(xiàn)場對物資信息或損毀情況，并將所述圖像信息實時傳輸至后臺服務器進行圖像預處理和特征提取，通過計算機視覺技術對圖像識別，在海量物資模型數(shù)據(jù)庫篩選出準確的物資信息，確定應急物資的種類及數(shù)量，并生成應急物資需求清單。進行物資需求分析及申報。利用物資儲備優(yōu)化結(jié)果庫生成電力應急物資保障及調(diào)配最優(yōu)化方案，在電力應急物資調(diào)度完成后仍舊未滿足的電力物資通過采購的方式來完成。應急物資保障中心根據(jù)應急物資采購任務自動生產(chǎn)采購訂單，采用圖像識別技術與物聯(lián)網(wǎng)技術對應急物資出入庫、在庫等環(huán)節(jié)信息進行跟蹤追溯，確保電力應急物資配送高效執(zhí)行。

3.3基于圖像識別的電力應急物資保障體系構(gòu)建

電力應急物資保障從本質(zhì)上講應該是一個集集成、標準、統(tǒng)一、迅速為一體的過程，它在電力應急管理中扮演著極為重要的角色，同時也是其中最具有難度和挑戰(zhàn)性的一個環(huán)節(jié)，應急物資保障的效果決定著整個應急工作的成功與否，為了較好的完成電力應急物資管理工作，突出圖像識別技術的優(yōu)勢特點，本文提出一種較為完善的基于圖像識別的電力應急物資保障體系，如圖2所示。

由圖2可知，電力應急物資管理保障體系是是保證電力系統(tǒng)應急物資順利配送的核心系統(tǒng)，同時也是降低電力突發(fā)事故的危害、促進社會穩(wěn)定的不可忽視的關鍵一環(huán)。其信息調(diào)度中心是電力應急物資保障體系所必備的核心條件，為工作人員實現(xiàn)在突發(fā)事故現(xiàn)場統(tǒng)一指揮、分工負責和重點保護任務提供重要的決策性支持。圖像識別是本文所提出的電力應急物資保障體系的首要特征，圖像智能分析主要包括圖像處理、目標檢測、目標跟蹤、場景識別等業(yè)務應用。利用此特點構(gòu)建信息調(diào)度中心。合理的將系統(tǒng)內(nèi)部各體系間相互聯(lián)系的通信設備、網(wǎng)絡服務設備、數(shù)據(jù)交換設備以及其他電力設備等集成到一個信息交流平臺，從而切實實現(xiàn)信息交流的集成化，在電力突發(fā)是個發(fā)生時，各個體系都可以通過這個信息調(diào)配交流中心了解相互之間的工作情況，實現(xiàn)各體系的相互作用和協(xié)同工作。同時通過這一信息交流平臺還可以完成整個應急物資、選取供應商等工作，實現(xiàn)應急物資統(tǒng)一置辦、分配和運輸，進而實現(xiàn)快速保障。

圖2 基于圖像識別的電力應急物資保障體系

四、進一步加強電力應急物資管理的保障對策

4.1加強專業(yè)應急搶險救援隊伍建設

電力企業(yè)要積極組建和培養(yǎng)專兼職應急隊伍，建設形成具有不同專業(yè)特長，能夠承擔重大事件搶險救援任務的電力專業(yè)應急搶險救援隊伍。加強對應急搶險救援隊伍的培訓和演練，提高專業(yè)理論水平和實戰(zhàn)技能，配備必需的應急技術裝備，并實現(xiàn)日常生產(chǎn)與應急救援的有機結(jié)合。

4.2組建應急專家組

電力企業(yè)要組織建立電力具有電力專業(yè)、機械專業(yè)、氣象專業(yè)、建筑專業(yè)、水利專業(yè)等應急所必需的專家隊伍。要開展專家信息收集、分類、建檔工作，建立相應數(shù)據(jù)庫，逐步完善專家信息共享機制，形成分級分類、覆蓋全面的電力應急專家資源信息網(wǎng)絡;完善專家參與預警、指揮、搶險救援和恢復重建等應急決策咨詢工作機制，開展專家會商、研判、培訓和演練等活動。

4.3抓緊電力應急物資保障體系建設

要優(yōu)化完善電力企業(yè)應急物資儲備體系，建立重要電力應急物資監(jiān)測網(wǎng)絡、預警體系和應急物資生產(chǎn)、儲備及緊急配送體系，實現(xiàn)物資綜合信息動態(tài)管理和共享。加強應急物資和裝備日常維護管理，定期調(diào)整、輪換與更新儲備物資，保證應急情況下的快速投入使用。

4.4完善應急資金管理

電力企業(yè)要在年資金計劃中，將應急資金列入計劃中，同時應建立企業(yè)自籌、政府補貼、保險理賠、社會捐贈的應急資金運作機制。

4.5完善其他應急保障體系準備

完善應急后勤保障、醫(yī)療保障等體系的建設。同時，應與交通、消防、水文、安監(jiān)、公安等簽訂應急資源共享及應急支援協(xié)議。

五、結(jié)論

開展圖像識別的電力物流應急管理需要足夠的應急資源作為支撐。電力企業(yè)應該明確自身職責和原則，將每個部門的力量和資源協(xié)調(diào)起來，做好電力物資應急的準備工作。配置完整的應急配電設備物資庫是第一個環(huán)節(jié)，根據(jù)不同區(qū)域和等級建立應急配電物資平臺至關重要，劃分好每個平臺管理人員明的職責和任務，在電力應急事件來臨時加強應急物資保障的穩(wěn)固性和可靠性。

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作者簡介：劉銳（1980-），男，湖南長沙人，工程師，碩士，從事信息化管理工作。