電網(wǎng)基建施工安全管控技術(shù)研究

宋華松 萬磊 王旭東 雷雨

摘 ?要：文章針對電網(wǎng)基建施工現(xiàn)場面臨的主要問題，從總體策略、核心技術(shù)和實施應(yīng)用方面進行了探索和研究，為電網(wǎng)基建施工現(xiàn)場的人員身份識別、作業(yè)規(guī)范識別及日常考勤管理提供了可靠的解決方案。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)基建;安全施工;人臉識別;射頻識別

中圖分類號：TU714 ? ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2019）18-0165-02

Abstract： In view of the main problems faced by the construction site of power grid capital construction， this paper explores and studies the overall strategy， core technology and implementation and application. It provides a reliable solution for personnel identification， operation specification identification and daily attendance management in the construction site of power grid capital construction.

Keywords： power grid infrastructure; security construction; face recognition; radio frequency identification

引言

2017年，國家電網(wǎng)企業(yè)提出了“深化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)隊伍改革，加強安全管理”的12項配套政策。要把握的關(guān)鍵因素有兩個：抓好項目管理的關(guān)鍵人員和抓好現(xiàn)場操作的關(guān)鍵點。如何采用技術(shù)措施24小時不間斷實時抓住項目關(guān)鍵人、作業(yè)關(guān)鍵點，確保電力施工安全，需要開展深入研究和探索[1]。

本文基于上述問題，從總體策略、核心技術(shù)、實施應(yīng)用方面展開研究，為電網(wǎng)基建施工安全管控技術(shù)和系統(tǒng)的研發(fā)提供了指導方向和理論基礎(chǔ)。

1 總體策略

1.1 抓住項目關(guān)鍵人策略

通過統(tǒng)一建庫，持證上崗，實時核查施工單位項目經(jīng)理、同進同出人員、特種作業(yè)員等項目人員資質(zhì)信息，在崗狀態(tài);實時核查監(jiān)理單位的監(jiān)理總工、安全監(jiān)理員、監(jiān)理旁站員等人員資質(zhì)信息，在崗狀態(tài)。對影響安全施工的關(guān)鍵人從源頭抓起，進行實時管控，達到安全管控系統(tǒng)監(jiān)督安全管控人員，安全管控人員監(jiān)督施工安全的效果，間接提高安全管控人員的責任心。

1.2 抓住作業(yè)關(guān)鍵點策略

通過對關(guān)鍵作業(yè)點實時遠程可視化監(jiān)控、錄像，安排專業(yè)人員現(xiàn)場或者遠程監(jiān)督，從而確保關(guān)鍵作業(yè)點安全施工。

2 核心技術(shù)

2.1 毫米波雷達目標探測技術(shù)

毫米波目標探測技術(shù)包括三個核心內(nèi)容：天線技術(shù)、接收機技術(shù)、定標技術(shù)。

天線技術(shù)是檢測效果的重要技術(shù)。毫米波聚焦天線包含兩種類型：拋物面天線和準光學透鏡。相對于準光學透鏡，拋物面天線具有便于系統(tǒng)電路調(diào)整、易于執(zhí)行掃描操作、易于安排送料源檢測陣列，以及重量輕等優(yōu)點。

全功率式輻射計接收機結(jié)構(gòu)設(shè)計相對簡單，在所有工作時間都可以接收和處理目標信號。具體應(yīng)用中可以采用迪克式接收機，來調(diào)節(jié)輸入信號，并且在平方速率檢測器和低通濾波器之間設(shè)置一個同步檢測器，降低了系統(tǒng)增益波動對輻射計靈敏度的影響。

標準設(shè)置是毫米波雷達絕對測量的重要步驟之一。主要有兩種標定方法，一種是分步標定方法，分為兩個步驟：接收機校準和天線校準;另一種是全局定標方法，用于整體校準的輻射源是由已知輻射率的材料制成，并置于精確可調(diào)節(jié)溫度的環(huán)境中。

2.2 射頻識別技術(shù)

在標簽進入磁場后，如果接收到讀取器發(fā)射的特殊射頻信號，則存儲在芯片中的產(chǎn)品信息可以利用感應(yīng)電流獲得的能量進行傳輸，或者主動發(fā)送一定頻率的信號。所述讀取器讀取所述信息并對其進行解碼，然后將其發(fā)送到中央信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理[2]。射頻識別技術(shù)具有數(shù)據(jù)完整性 、安全性和相互對稱的鑒別機制等優(yōu)點。

數(shù)整性：在利用非接觸技術(shù)進行數(shù)據(jù)傳輸時，針對這一問題，采用了數(shù)據(jù)差錯檢測和糾錯算法來解決這一問題。從而保證數(shù)據(jù)的完整和準確。

安全性：高度安全的射頻識別系統(tǒng)能夠應(yīng)對各種攻擊，從而保證數(shù)據(jù)的安全性。

相互對稱的鑒別機制：密鑰不經(jīng)過空間傳輸，只傳輸加密的隨機數(shù);嚴格使用來自兩個獨立源的隨機數(shù);隨機密鑰可以從生成的隨機數(shù)中計算，對后續(xù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加密。

2.3 人臉識別技術(shù)

本文所采用的人臉識別方法為基于AdaBoost算法的人臉識別算法，主要方式是通過訓練一個級聯(lián)分類器以及調(diào)用OpenCv函數(shù)庫來實現(xiàn)人臉檢測。在實現(xiàn)人臉檢測的過程中，對圖片進行預(yù)處理也是一個比較重要的環(huán)節(jié)。在圖像預(yù)處理中，通過直方圖均衡和中值濾波技術(shù)的處理，可以快速進行人臉檢測;通過cvcapete-fromcam函數(shù)從視頻中獲取圖片來進行實時處理[3]。

人臉檢測程序包含四個部分：加載分類器、分類排錯、合并收斂和確定人臉區(qū)域。程序使用OpenCV中提供“haarcascade_Frontalface_alt.使用cvLoad函數(shù)加載的XML”文件存儲的目標檢測分類被轉(zhuǎn)換。

3 系統(tǒng)設(shè)計

該系統(tǒng)主要功能模塊包括：供電模塊、非施工人員識別模塊、特種作業(yè)人員資質(zhì)識別模塊、安全帽和安全帶佩戴識別、數(shù)據(jù)處理模塊、報警信息、報警聯(lián)動。系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（1）供電模塊：采用移動式太陽能+儲能電池作為電源供應(yīng)，便于攜帶，清潔高效。

（2）非施工人員識別模塊：采用毫米波雷達偵測技術(shù)，實時掃描偵測施工范圍內(nèi)人員總數(shù)量M人，再利用RFID射頻識別技術(shù)識別施工人員N人，分析模塊做差值計算（M-N）計算得出施工區(qū)域內(nèi)非施工人員數(shù)量。

（3）特種作業(yè)人員資質(zhì)識別模塊：采用GPS+射頻識別技術(shù)單元實時上傳特種人員具體位置，利用GPS采集施工人員身處高度與人員資質(zhì)對比判別登高人員是否具備登高資質(zhì);利用攝像機人臉識別和行為識別算法判別地面特種作業(yè)人員是否具備相應(yīng)作業(yè)資質(zhì)。

（4）安全帽和安全帶佩戴識別：采用安全帽和安全帶識別算法攝像機實時偵測現(xiàn)場未佩戴安全帽人員。

（5）數(shù)據(jù)處理模塊：采用嵌入式ARM+DSP雙硬件架

構(gòu)，實時分析處理采集數(shù)據(jù)，給出報警信息。

（6）無線通信模塊：采用4G七模全網(wǎng)通通信模塊，將數(shù)據(jù)分析結(jié)果和報警信息第一時間傳給監(jiān)控平臺，模塊抗干擾性強，通信穩(wěn)定。

（7）報警信息：現(xiàn)場監(jiān)控站會第一時間收到報警信息，另外也設(shè)計了監(jiān)控平臺報警窗口，有報警信息及時彈出報警窗口和聯(lián)動報警音箱，通知值班人員。另外報警信息還及時傳達給現(xiàn)場施工負責人手機APP或者微信。

（8）報警聯(lián)動：出現(xiàn)報警信息的情況下，主機會聯(lián)動現(xiàn)場智能識別攝像機，錄制報警點的視頻畫面，比如視頻畫面切換到非施工人員場景或者切換到不具備資質(zhì)的施工人員場景。實時存儲到本地和服務(wù)器，便于留存查證。

4 實施應(yīng)用

4.1 人員身份識別

采用毫米波雷達偵測和射頻識別融合技術(shù)準確識別進入施工現(xiàn)場的非持證施工人員，偵測裝置一旦發(fā)現(xiàn)非持證施工人員，立刻聯(lián)動現(xiàn)場可視攝像機抓拍、錄像，并觸發(fā)聲光報警器，將報警信息上傳到安全管控平臺存儲。項目負責人和相關(guān)安全管控人員接到報警隨即將非持證人員請離施工現(xiàn)場，提前杜絕安全隱患。

4.2 作業(yè)規(guī)范識別

采用智能攝像機識別特種作業(yè)人員是否存在違規(guī)操作現(xiàn)象。通過人臉識別對比技術(shù)及時發(fā)現(xiàn)無證從事特種作業(yè)的違規(guī)情況，聯(lián)動攝像機抓拍、錄像，并觸發(fā)聲光報警器，將報警信息上傳到安全管控平臺存儲。項目負責人和相關(guān)安全管控人員接到報警隨即制止違規(guī)作業(yè)，杜絕安全事故。

4.3 日?？记诠芾?/p>

采用實時動態(tài)考勤辦法解決施工人員，同進同出人員，監(jiān)理旁站人員的隨意離崗現(xiàn)象。通過射頻標簽實時偵測施工人員等人員是否在施工場地范圍內(nèi)。通過對同進同出，監(jiān)理旁站人員配備可穿戴定位可視裝置（雙定位、高清攝像、24小時不間斷錄像、錄音），實時查看此類人員的活動路線軌跡，工作狀態(tài)，工作言語記錄信息。確保上述人員能堅守崗位，盡職盡責。

5 結(jié)束語

本文針對電網(wǎng)基建施工現(xiàn)場關(guān)于項目管理關(guān)鍵人、作業(yè)關(guān)鍵點方面的主要問題，從總體策略、核心技術(shù)和實施應(yīng)用方面進行了探索和研究，為電網(wǎng)基建施工現(xiàn)場的人員身份識別、作業(yè)規(guī)范識別及日常考勤管理提供了可靠的解決方案。

參考文獻：

[1]朱一帆.電網(wǎng)基建施工安全評價與預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].北京：華北電力大學，2017.

[2]陳超，童可君，楊艷.一種基于電子標簽技術(shù)的電力安全工具系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019，4：86-87.

[3]陳耿，王國威，董清風，等.基于人臉識別技術(shù)的安保系統(tǒng)研究[A].第33次全國計算機安全學術(shù)交流會論文集[C].2018：37-40.