電廠檢修現場智能化管控研究

明華

重慶市科源能源技術發展有限公司 重慶 400041

引言

電廠檢修是一項工期長、任務緊、人員雜、涉及面廣、不安全因素難預控的工作，如何確保安全、優質、高效完成檢修任務是電廠安全生產工作中的重點任務之一。伴隨著新技術的不斷發展，采用智能化技術，人防、物防、技防相結合，實現嚴格的現場安全管控，利于電力企業的進步和發展，更能夠推動電力自動化安全技術的提升，進而帶動我國社會經濟的進步。

1 電廠檢修現場智能化管控的必要性

近年來，我國發生了一系列重大安全事故，造成了嚴重的人員傷亡和經濟損失。由于電力系統對國民經濟發展的重要性以及電力系統規模和復雜性的不斷增加，因此需要非常重視電廠生產設備的安全運行。電力企業加強檢修現場智能化管控，提升現場安全作業管控能力，有利于全面提升企業安全檢修運行水平。

電力企業檢修現場傳統的安全管控通過制度約束進行，自動化技術進行輔助。主要通過事先制定各類條例規定，通過安規培訓等方式規范工作人員行為等，然而人員存在疏忽等問題導致可靠性差[2]。同時目前自動化技術更多的是發揮輔助監管的作用，沒有有效預警和聯動，導致人員在生產過程中違規違章行為沒有得到及時制止與糾正，這也是各種不安全事件發生后風險擴大的重要原因。隨著電力企業規模的擴大，傳統的安全管控措施已經很難滿足電廠檢修現場安全管理的發展需求。

雖然電廠建立了較為完善的安全管控規章制度，采用了“五防”、“兩票”等安全管控制度[3]，但這些制度仍不能完全解決電廠的安全管控問題，人為因素引起的事故時有發生。因此，為滿足電廠檢修現場的安全管控建設需求，構建全面的、系統的、高效的智能化安全管控系統勢在必行[4-6]。

2 電廠檢修現場智能化管控研究內容

2.1 總體架構

針對檢修現場人員復雜、工期長、作業面廣，安全監控手段單一等不利因素，提出了檢修現場智能化管控的研究。為了實現檢修工作安全管控，我們提出在現有安全管控手段的基礎上，融入電廠已有工業電視、門禁、應急廣播等系統，其他移動監控設備作為補充，綜合平臺數據、“兩票”系統數據融入交互；通過核心算法計算，規則分析判斷，系統實時提醒、預警、處理，確保作業現場安全風險可控；結合大數據分析挖掘應用，為檢修現場安全管理提供決策依據和改進方法。

圖1 電廠檢修現場智能化管控平臺系統圖

2.2 設計原則

電廠檢修現場智能化系統按照以下原則進行設計。

2.2.1 可維護性和擴展性原則。為了確保系統的可持續發展，系統具有較強的可維護性和擴展性。當機構調整、人事變動時，能方便地進行系統流程和功能的調整，以適應系統需求的變化；系統能夠方便地進行管理與維護，軟硬件升級不影響正常運作，系統功能、結構以及數據庫可方便地擴展。

2.2.2 可復用性。系統可靈活配置不同的前端硬件和平臺功能模塊，在不同時期不同區域的多個檢修現場重復使用。

2.2.3 實用性。系統的開發充分考慮到業務的實際需求，貼近用戶的需求與習慣做法，做到功能強大、界面友好和美觀、操作簡單、使用方便。充分實現信息資源的共享，實現真正的圖文一體化和多系統無障礙集成。

2.2.4 先進性和成熟性原則。系統采用先進成熟的架構和語言開發，以功能強大、穩定的mysql數據庫和Windows Server2012系統作為服務器。滿足當前需求的基礎上，增加系統的分析、查詢功能。

2.2.5 標準化和開放性原則。系統的建設嚴格按照國家、地方和行業的有關標準與規范。系統的分析、設計、實現和測試嚴格按照軟件工程標準和規范，并采用開放技術和國際主流產品，以確保系統符合國際上各種開放標準。

2.2.6 安全性和保密性原則。保證網絡環境安全，防止病毒入侵、非法訪問、惡意更改毀壞，采取完備的數據保護和備份機制。為了防止非授權用戶的非法入侵和授權用戶的越權使用，系統進行各種級別的權限控制，并自動記錄用戶訪問的情況和操作過程，以備日后查詢。

2.3 關鍵技術

2.3.1 人臉識別進出管理提高準入管理水平。人臉識別技術是基于人的臉部特征，對輸入的人臉圖像或者視頻流。

在檢修現場設置人行通道，利用人臉識別技術與門禁管理相結合，以人臉識別方式實現對人員進出的管控。

2.3.2 智能視頻分析識別技術加強作業人員行為監控、預警與處置，有效降低安全監管工作強度。智能視頻分析技術是計算機視覺技術在安防領域應用的一個分支，是一種基于目標行為的智能監控技術。它能夠在圖像或圖像序列與事件描述之間建立映射關系，從而使計算機從紛繁的視頻圖像中分辯、識別出關鍵目標的行為，其實質是自動分析和抽取視頻源中的關鍵信息。

目前智能分析識別技術已經實現了安全帽佩戴檢測、越界檢測、煙火檢測、透霧識別、遮擋檢測、安全操作行為檢測、設備狀態監測等設備異常現象報警應用。

2.3.3 基于超寬帶定位技術的智能安全帽實現人員精確定位。超寬帶（UWB）是最新、最準確、最有前途的技術之一。UWB無線電是一種能夠在個人區域網絡空間上提供高速數據速率通信的頻譜訪問方法。這種高帶寬為通信提供了高的數據吞吐量。低頻率的UWB脈沖使信號有效地通過障礙物，如墻壁和物體。

在電廠復雜環境下，利用UWB技術實現人員的精確定位管理，基于超寬帶定位技術的智能安全帽對人員信息、時間、精確位置進行實時監控，結合系統設置的報警規則，自動計算分析，及時提醒工作人員安全風險，避免事故發生。

2.3.4 大數據挖掘分析為安全生產管理提供決策依據和改進方法。將大數據技術運用到檢修及安全生產中，通過對海量安全生產數據進行挖掘分析，探尋和查找事故發生的季節性、周期性、關聯性等規律、特征，從而找出事故根源，有針對性地制定預防方案，提升源頭治理能力，降低安全生產事故的發生率。

大數據的應用改變了傳統運動式、粗放式的安全監管手段和方法，為事故防范與預警預測提供了新的方法，為安全生產管理提供決策依據和改進方法。

2.4 實現功能

2.4.1 檢修現場安全管理。為檢修安全和質量管理（監理）人員提供基于移動端和Web端的管理功能，管理（監理）人員可通過智能手機或管理工作站進行日常巡視記錄、處理管理日、周、月報、違章通報等管理操作。

2.4.2 檢修標準化作業管理。對檢修作業指導書進行電子化，工作人員完成一項檢修環節后在移動終端上進行確認，方可進入下一項工作環節，確保檢修工作按作業指導書要求的步驟依次完成，實現檢修作業標準化。

2.4.3 現場人員進出管理。對整個檢修工作區域進行物理封閉隔離，并在進出通道安裝人行通道閘機，通過人臉識別方式對人員進出進行控制，只允許被授權人員通過。對非授權人員，通道閘機不允許放行，及時提醒管理人員進行處置。

2.4.4 檢修作業區域管理。工作人員進行檢修作業時，通過佩戴智能安全帽實現人員位置實時監控。智能安全帽將人員信息、工作時間、位置信息上傳至管理平臺，通過與兩票信息比對分析，發現提前進入檢修區、在檢修區滯留、跨區域作業等違規行為，將及時聯動現場聲光報警，提醒管理人員進行處理。

2.4.5 檢修現場全程視頻監控。根據檢修現場實際需求，配置不同類型監控攝像機，對現場情況進行視頻監控，現場管理人員可通過大屏幕調閱圖像視頻資料實時了解檢修現場情況，其他管理人員可通過遠程終端或手機APP進行訪問查閱了解檢修情況。

2.4.6 遠程作業指導及應急指揮。檢修過程出現技術難題時，檢修人員通過單兵和監控設備上傳現場實時音視頻信息，技術專家遠程進行技術指導。檢修過程發生突發事件時，管理人員根據現場實時圖像和人員等相關信息采取合理的應急措施，為應急指揮提供輔助手段。

2.4.7 信息發布管理。在現場顯示屏上展示檢修現場作業的相關重要信息，如當前在檢修區域內的總人數、在檢修區內安全重點監控區域的人數、重要通知、信息通報等。同時還可將圖紙、作業指導書等相關技術資料在大屏上展示，方便檢修人員現場交流，提高檢修作業效率，根據需要切換現場實時視頻監控圖像。

3 電廠檢修現場智能化管控系統實踐成效

目前成果已經在重慶武隆銀盤水電，重慶彭水水電等多個電廠得到應用。

3.1 應用案例1銀盤水電站檢修現場安全管控

圖2 銀盤水電站檢修現場安全管控案例圖

3.2 應用案例2 彭水水電站檢修現場安全管控

圖3 彭水水電站檢修現場安全管控案例圖

3.3 成果應用效果

成果的應用極大地改善了檢修現場安全工作環境，為現場安全管控提供了有效的技術支撐和新的管理手段，實現了作業過程標準化、數據化；安全管控實時化、智能化；輔助決策科學化。系統的應用極大地改善了檢修現場作業環境，降低了作業風險，具有較好的經濟效益、安全效益和推廣價值。

4 結束語

電力產業是我國基礎經濟產業，也為人們提供更為穩定的生活與工作能源。因此需要對電廠檢修進行實時安全監測，同時這也是確保站內全部設施以及人員安全的重中之重。結合全文，在電廠檢修現場智能化管控項目中，現場安全管理逐步朝著智能化方向發展，融入電廠已有工業電視、門禁、應急廣播等設備設施，綜合應用物聯網、人工智能、大數據挖掘分析等技術手段，多種技術融合提高安全監管可靠性。通過實際應用可看出最終降低了作業風險，具有較好的經濟效益、安全效益和推廣價值。