變電站作業管控的遠程許可系統研究與應用

范承志，李震，莊杰

上海欣能信息科技發展有限公司，上海，200025

0 引言

社會的發展離不開電能的供給，變電站的數量也隨之劇增，建造更多智能變電站已然成為發展趨勢。與常規變電站相比，智能變電站的運行特點是智能化、高效化以及信息化，并且對于變電站運行維護提出了較高的技術要求[1]。

工作許可在變電站作業管控中，是必不可少的工作流程。在此之中，工作許可人是至關重要的角色，從一份變電站工作票的接收到全部工作內容結束，工作許可人需要全程把控現場的工作安全。變電站包含設備的類型和數量眾多，需要進行定期和不定期的運行維護、檢修和設備更換；電力負荷的快速增長，很多變電站需要進行改擴建，因此變電站涉及較多的施工作業[2]。而在日常作業中，很大一部分作業是低危險級別的，如變電站清掃等，工作人員僅在變電站外圍進行作業，還有部分作業可通過控制工作人員活動范圍從而得以控制。電力系統提高經濟效益的主要途徑之一，就是大幅度減少從業人員。減人的措施靠管理上的現代化和生產上的技術進步[3]。

為了解決工作許可人人手緊缺的問題，需要通過科技手段解決該矛盾。人臉識別是當今的熱門應用領域和研發方向，在安防、金融、公共服務等領域具有十分廣泛的應用[4]。本文根據現在的工作許可流程，結合生物識別技術及邊緣計算等技術，對現有變電站進行改進，配合各種遠程遙控技術，以信息采集、遠程控制等功能為基礎，可實現一套遠程許可授權的系統，達到用自動化技術手段代替工作許可人現場授權的目的，并且可保障現場作業的安全。

1 系統總體設計

電力作業中，工作許可人的崗位職責有以下幾點：

（1）負責對工作票上的安全措施進行仔細檢查，確保其無遺漏、無錯失，且符合現場條件；

（2）對工作現場進行嚴格檢查，保證現場安全措施落實到位，如出現缺失需立即進行補充；

（3）關閉電源后對檢修設備進行測試，確保設備處于斷電狀態；

（4）在對工作票中事項出現疑問時應積極向簽發部門進行了解，并進行詳細補充，防止出現意外事故。

由此可見，工作許可人在作業中的安全至關重要。遠程許可系統可以通過科技手段，讓許可人不在現場也能完成作業許可的功能，圖1為遠程許可系統開始任務的許可流程。

在結束任務時，遠程許可系統同樣有工作許可人的崗位職責，通過完成業務流程，完成作業后安全檢查的目的。遠程許可系統結束任務流程，如圖2所示。

2 站端系統說明

為了完成遠程許可系統，需要對現有變電站進行改造，增加遠程許可設備，每個電站內需安裝，站端相關設備結構圖如圖3所示。

2.1 站端設備要求

站端結合站內輔控、技防等已有系統，增配適當的電控、視頻及終端設備，以滿足遠程許可各項工作要求[5]。

（1）在大門或主要站房門口配置帶有人臉識別、身份證識別、工作識別等多重身份識別的智能門禁，結合遠程應用，實現遠程站房許可準入。設計上充分考慮戶外防護等級要求，做好防偷盜、防損壞措施，設備能夠易于維護。

（2）對變電站大門或主要門房鎖具進行電動鎖或智能鎖改造，通過智能門禁實現授權開門。

（3）配置專門用于車牌識別的攝像機，對進站車輛進行識別比對。其他場地攝像機可充分利用原有安防及生產監控攝像機。

（4）配置專門用于人臉識別的攝像機，對進站所有人員進行人臉識別和資質審核。

（5）對在場所有人員進行人數識別判斷是否與工單相符。如不相符則產生相應告警。

（6）站端配置遠程許可終端，對門禁、攝像機等設備進行管理、調配和控制，支持人臉、車牌識別功能。與站端輔控、技防等系統進行信息交互，實現技防撤布防、異常告警等功能。采用統一、標準的通信協議與供服系統進行通信，結合遠程應用，完成遠程許可各項工作[6]。

2.2 站端設備應用

（1）信息采集。通過智能門禁、專用攝像頭等設備獲取建站人員證件信息、車牌信息、人臉圖像等；可調用場地攝像頭，監視現場情況，進行抓拍記錄。

（2）識別功能。對人員、車輛進行識別，結合工作任務，確定進站的合法身份。原則上，人員（車輛）的準入機制依賴的判據不得少于兩條。對不在許可范圍內的人員（車輛）信息，能夠自動識別并告警。

（3）現場告警。依托站內輔控、技防等系統，根據預設模型和研判規則，分析現場異常狀態。現場告警信息可實時發送給后臺供服系統。

（4）聯動功能。與技防系統實現聯動。人員正常進站時，可向技防主機發送撤防請求；非法進入時，可向技防主機發送入侵告警。結合遠程應用，可實現遠程布撤防操作。

3 遠程許可終端功能說明

在整套遠程許可系統中，遠程許可終端可謂整個系統的大腦，對下調度各個遠程許可設備，為許可作業進行服務；對上和供服系統交互，接收供服系統下發的業務信息，上傳遠程許可業務報文。遠程許可終端相關功能框圖如圖4所示。

由圖可知，系統中有多種設備組成，各種設備有各自的接口及協議，并且，不同的廠家協議及接口也存在差異。為了完成遠程許可的功能，遠程許可終端對接了所有的設備完成遙信、遙測、遙控的功能[7]。

遠程許可系統中的每個設備，通過遠程許可終端的調度，為作業安全服務。工作許可人無需到達作業現場，即可完成工作許可的崗位職責，系統使用的主要流程如下：

（1）工作負責人通過供服系統提供的網頁客戶端或者手機APP申請任務。

（2）工作許可人對任務進行審核，任務審核通過后，系統將任務信息下發到遠程許可終端，終端對數據進行處理后存儲到終端內部，其中包含電子工作票信息，其信息與傳統工作票信息一致。

（3）工作負責人到達作業現場，通過APP進行進站申請。工作許可人通過進站申請后，遠程許可終端將任務相關信息下發至各個遠程許可設備。

（4）工作負責人到達作業現場大門的身份認證裝置前，通過刷卡加刷人臉進行身份驗證。通過身份認證裝置的邊緣計算功能，將認證結果發送至遠程許可終端，終端對認證結果進行審核，上報消息或告警給供服平臺。

（5）工作許可人可通過手機APP或客戶端，遠程審核任務及身份認證信息，通過遙信信息，還可以查看現場認證人員的照片，完成遠程許可的工作。

（6）完成審核后，工作許可人可通過APP進行遠程遙控，發送遠程控制命令，包括遠程控制電站大門、遠程撤防等。遠程許可終端收到遙控信息后，可控制各種遠程設備，進行機構運作。

（7）工作人員進站后，車牌識別和人臉識別攝像頭工作，抓取現場視頻，進行邊緣計算，分析現場工作人員及車輛是否為任務車輛，如發現非法的人和車，上報告警至供服。工作許可人即可通過APP和客戶端查看告警信息，查看現場圖片，可遠程把控作業現場安全[8]。

（8）變電站特別是高電壓等級的變電站場地很大，有很多扇門防，工作許可人通過APP和客戶端，可遠程授權和作業相關的門房，控制作業人員的出入，禁止人員進入和任務無關的區域，保障作業安全。

4 結語

現代變電站是電網智能化建設安全、可靠運行的關鍵，智能監控系統在現代化變電站中所起的作用十分重要，通過視頻識別分析這一技術功能，使智能變電站的監控技術更加完善。本文介紹的遠程許可系統運用了這種技術功能，實現了工作許可中作業安全監控的功能，達到了節省工作許可人力成本的目的[9-10]。

目前，遠程許可系統在很多變電站中已投入使用，包括500kV220kV110kV35kV變電站等，大大節省了國網電力工作許可人的需求壓力。該系統投運以來，得到了用戶一致好評。除了變電站，該系統也可以應用到開關站、配電站、箱變等配電設施。遠程許可系統在客戶中不斷迭代開發增加功能，為保障作業安全服務。