智能“兩票”系統在數字電廠中的應用

王勝中

（中國華電集團有限公司浙江公司，杭州 310021）

“兩票”制度即工作票和操作票，是電力企業能夠安全生產的重要保障制度，可以有效地降低誤操作率，保障廣大電力工人的人身安全。電站要檢修設備一般分為需要下電和不需要下電2 種情況，從而導致需要電氣一種工作票和電氣二種工作票。

但在具體“兩票”實施過程中，仍然具有很大的問題。在操作票的具體執行過程中，存在填寫不規范問題，例如字跡不清晰，簽名蓋章及作廢不合規矩，代簽、漏簽及蓋錯章的情況時有發生，同時存在因自以為操作熟悉而逃避辦理操作票，以至于私自操作。而在工作票的執行過程中，同樣存在票面書寫不規范等問題，安全措施不夠完善，比如沒有具體寫明人員間的安全距離等其他安全說明措施，同時也存在搭票作業情況，或者存在延期作業而未獲審批等情況，對電廠的安全生產及人員人身安全帶來了巨大隱患。

智能“兩票”系統的應用，可以有效地避免以上情況的發生。智能“兩票”系統始終把安全文明生產標準體系作為重點，依托互聯網技術、無線傳輸技術、視頻監控及實時定位等先進手段，在使用工作票和操作票的全體過程中全面覆蓋，開票人可以利用智能“兩票”系統進行工作票和操作票的生成，系統具有生動形象的模擬動畫，根據模擬操作動畫自動生成工作票和操作票，保證了工作票和操作票的統一性、規范性和準確性，同時在操作工作現場，增加了風險預控、強制拍照和強制錄像等功能，實現全作業流程的規范化、標準化。

1 智能“兩票”系統概述

智能“兩票”系統依托傳統的“兩票”管理，結合新一代信盧傳輸技術及人工智能技術，并采用物聯網技術及射頻識別等相關手段，在作業區域的監控、預警及人員的實時定位等方面提供更多地便利，并以此構建智能移動“兩票”系統。系統以“兩票”許可和結束時間為時間要素，以人員定位和設備定位信盧為空間要素，在空間和時間精準確定前提下，實現智能化生成“兩票”、移動化辦票、“兩票”高度關聯、作業準確性和運維一體化，實現“兩票”管理從開票到執行到結票的全過程精準把控。

1.1 智能“兩票”系統的架構

智能“兩票”系統主要分為工作票和操作票2 部分模塊，在設備需要停電的情況下，需要辦理電氣一種工作票；當不需要停電時，要辦理電氣二種工作票。當在送電過程中，設備由運行狀態轉為檢修狀態，或是由檢修狀態轉為運行狀態時使用操作票，其主要系統架構如圖1 所示。

圖1 智能“兩票”系統的架構

1.2 智能操作票子系統

操作票是規范操作人員具體工作動作的一種手段。常見的操作票主要為電氣倒閘操作票和熱力機械操作票，可大致分為操作票的開具、審核及回填幾個流程，操作票的生成可以通過原理模型圖的計算機模擬動畫操作過程來自動實現，同時可以對已經開具的操作票按照需求的不同進行相關查詢、統計及評審等，操作票主要辦理流程如圖2 所示。

圖2 智能操作票辦理流程

此外，智能操作票子系統可以對已經建立的操作票的多種條件進行查詢，并且提供查詢結果的導出和刪除等操作，可以查詢出生成、審核、未執行及正在執行等不同狀態的操作票，同時提供操作票的統計情況，包括執行情況統計、合格統計及未執行代辦操作票的情況統計等。

1.3 智能工作票子系統

工作票辦理的業務流程包括工作票簽發、工作票接收、布置并執行安全措施工作、工作的許可、工作開始、工作監護、工作延期、檢修設備及試運行和最后工作終結等，工作票主要辦理流程如圖3 所示。

圖3 智能工作票辦理流程

智能工作票子系統提供不同工作票狀態的查詢，如查詢未簽發的工作票、已簽發但未執行的工作票、目前正在操作的工作票、已經辦結的工作票及作廢工作票等，并支持相關工作票情況的導出和刪除等操作，可以對各類工作票的情況總體分析，如實時提示正在操作的工作票、面臨過期的工作票及各類工作票的合格情況等。

2 智能“兩票”系統在數字電廠的應用

目前，傳統電廠的發展已經進入瓶頸期，同時國家提出環境與經濟要統籌協調發展的方針，所以智能數字電廠的開發與建設迫在眉睫。針對現有電力供應方式，火力發電仍然是主流的方式，承擔著國內電力供應的主要部分。所以，電力企業要轉換傳統的管理方式，主動推動科技創新，提高效率，尋找新發展動力，提高企業的市場競爭力。

數字電廠依托新型信盧技術、大數據分析決策及物聯網傳感等技術為出發點，結合新型管理理念、正確的管理方法和高效的管理平臺，突出智能化、高效性、可靠性和安全性等特點，最大限度地實現電廠的安全、高效和環保運行并與智能電網相互協調。

2.1 人員定位

基于“互聯網+”的智能“兩票”系統主要依靠位于電廠內的定位標簽和定位基站來進行相關人員的位置數據采集。通過對人員佩戴標簽的定位，使電廠人員的位置得以確定，同時設置不同的標簽顏色提示來確定相關人員的狀態，包括工作時長預警提醒、運動軌跡提醒及其他實時狀態，及時為管理人員提供判斷依據。

2.2 電子圍欄

智能“兩票”管理系統將物聯網技術、傳感器技術及大數據等技術有機結合，構建安全高效的系統，通過定位標簽和定位基站，準確實時定位每一位人員的位置，科學劃定電子圍欄，并且對不同的工作人員進行授權，當有未經授權人員進入時，系統立即進行報警和監控。

2.3 智能巡檢與視頻識別

智能“兩票”系統可以實現智能巡檢，準確掌握工作人員的巡檢過程及操作，并且可以引入智能機器人，通過在數字電廠中提前設定巡檢線路，實現無人自動定時巡檢，并且將巡檢結果自動上傳云平臺，經過大數據智能決策準確發現巡檢中出現的問題，并且及時向管理人員預警。當人員接近危險源區域會有明顯的報警提醒，提醒該人員遠離危險源，同時三維虛擬電廠也會發出告警。

通過監控畫面會自動定位到相應溫度、壓力等測點的實際位置，可以查詢巡檢人員的工作時間、軌跡和相應的設備運行數據，還可以輔助工作人員定位，主動提示故障點附近的工作人員及時處理。

2.4 智能預警與故障診斷

智慧“兩票”系統具備優秀的診斷能力及分析能力，系統將企業已經儲備的信盧作為分析源，利用大數據智能決策系統，分析總結已有信盧，為管理人員提供信盧支持，通過對數據的深度分析，實現企業的高效發展。

采用大數據技術、物聯網技術等打造智能預警系統，將故障的產生率降到最低，提前預警故障的發生，并且及時通知檢修人員，同時提示預警故障的解決方案，科學控制與維護機組，實現安全、可靠運行。

2.5 運行優化系統

智能“兩票”系統采用基于大數據分析的技術手段來實時對數據庫中的數據進行整理、分析和統計，從而使機組在多種約束條件下仍能保持優異的性能。基于大數據分析的運行優化系統包括燃機數學模型建立、機組離/在線性能試驗系統、聯合循環性能監測系統、聯合循環損耗分析系統、壓氣機水洗優化系統、進氣過濾器更換優化系統、汽輪機冷端優化系統和當量運行時間監測系統及天然氣和負荷預測等系統。基于大數據分析的優化運行系統可達到如下效果：實時計算聯合循環電廠各設備的性能指標；實時計算各設備當前狀態與最優狀態的偏差；人員在設備性能下降時，指導運行在合理的時機對設備進行維護，降低運行成本；幫助運行人員通過在線性能試驗了解設備的性能變化情況。

2.6 故障輔助判斷

智能“兩票”系統客戶端中主要包括生產日志、實時負荷/實時產量、發電量和隱患通知等內容，幫助用戶了解企業即時生產情況，并且內置專家系統，監測重要主機設備信號是否短缺或消失，并通過輔助判斷可及時查看設備相關系統運行是否正常，將誤判誤拍等概率極大降低，提高機組安全運行的穩定性。

智能“兩票”系統通過主輔機旋轉機械診斷監測管理（TDM）系統和分散控制系統（DCS）接口機，將過程數據和振動頻譜分析數據統一納入遠程診斷中心，對主輔機的健康狀態進行實時監控，通過對TDM 采集的振動數據與DCS 的過程數據進行大數據分析，應用現代最新的人工智能技術，實現設備故障的及時預警和精確定位。遠程專家也可以借助故障診斷系統進行故障診斷和分析。

2.7 全廠自動導航

智能“兩票”系統通過數字電廠中的定位基站和定位標簽，可以實時掌握工作區域內工作人員的位置分布情況，同時記錄每名工作人員的工作狀態及運動軌跡，可以隨時按照時間段調用某個人活動的軌跡并進行回放，用于責任劃分與事故分析。另外，根據設備的電廠標識系統（KKS）編碼，制作設備二維碼標識牌，個人智能終端識別該標識牌，實時獲得當前設備的具體運行信盧，同時獲取該設備的安裝位置，實現全廠自動導航。

3 結束語

本文主要介紹了智能“兩票”系統及其在數字電廠中的應用，智能“兩票”系統具有智能邏輯檢查功能，智能識別開票過程中操作對象與操作類型，根據當前機組的實際運行工況，設備的聯鎖、保護和閉鎖邏輯及系統設置的“五防閉鎖”功能條件，智能判斷操作票中操作步驟的正確性和合理性，并給予提示。智能開票功能是系統通過解析操作任務并結合“兩票”操作步驟正確性、合理性檢查結果，提供達到解析操作任務所需的多種操作方案。動態系統圖是按照電廠生產工藝流程建立的（除包含遠傳設備狀態外，還包含現場所有手動閥門的開閉狀態，電氣開關柜、保護柜、控制柜內的空開和保護壓板的投退情況與現場設備的實際狀態一致），將現場設備與智能“兩票”開票功能完美結合起來。虛擬安全圍欄是系統開票后，將“兩票”信盧傳輸至智能安防系統，根據用戶預置在智能安防系統中的安全區域，自動劃定當前“兩票”的工作安全區域。當相關人員進行工作時，錯入間隔或安全區域，將發送安全提醒。智能設備可實現智能鎖具、電子掛牌和二維碼等有效結合。系統將工作票和操作票與智能鎖具、電子掛牌相關聯，當工作票或操作票步驟中包含對上鎖設備進行操作和掛牌時，掃描二維碼后，智能鎖具自動解鎖，掛牌時自動記錄掛牌信盧、位置，同時提供以下主要內容。

1）“兩票”現場辦理。以系統內“三種人”清單為權限設置基準，并與缺陷、檢修等系統實現數據關聯，員工可借助移動APP 端在現場實現工作票、操作票編制及流程推進。用戶可直接從標準票庫內調取所需類型的票樣進行“兩票”辦理。

2）“兩票”執行監管。根據工作票、操作票的作業性質，系統按照特定規則自動推送消盧至操作票監護人到場監護，并依靠區域藍牙到位技術，有效把控人員操作到崗情況。支持安監部門等監管人員使用移動APP獲取已執行/正在執行的“兩票”信盧，并對“兩票”進行實時審核與評價。

3）特殊作業防控。按照特定風險的特殊作業類型，如有限空間作業、繼電保護作業等，系統支持在移動APP 端完成作業許可申請及附票流程推進。結合藍牙信盧技術，工作班成員將自動接收到移動APP 端發送的作業危險點與安全預防措施。

4）“兩票”統計查詢。同步PC 端“兩票”信盧，在移動APP 端以圖表等可視化形式展現票數統計、標準票/非標準票數統計、合格票數統計、到位異常統計和監管異常統計。可在移動APP 端根據票種、班組和工作流狀態等檢索規則對工作票和操作票進行查詢。