基于人工智能的電力安全監(jiān)督模式研究

劉嘉　楊曉楓　何位經(jīng)

摘要：本項(xiàng)目從視頻監(jiān)控角度出發(fā)，提出了一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員行為規(guī)范管控應(yīng)用，通過(guò)融合變電站內(nèi)視頻監(jiān)控、機(jī)器人以及其他輔助設(shè)備，以及UWB定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員行為的規(guī)范管控應(yīng)用。最終實(shí)現(xiàn)站內(nèi)作業(yè)人員作業(yè)全過(guò)程的全局管控應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：人工智能?安全監(jiān)督

一、背景

安全是一切工作的基礎(chǔ)，也是電力生產(chǎn)的基石。由于在施工作業(yè)過(guò)程中缺乏有效的安全管控手段，在變電站日常運(yùn)行維護(hù)或施工中，常需要巡檢人員或安裝人員在強(qiáng)電壓環(huán)境下作業(yè)，當(dāng)相關(guān)人員疏忽或不遵守操作守則，導(dǎo)致電力生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生的電力人身事故和財(cái)產(chǎn)損失呈不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)，給電力生產(chǎn)安全提出了更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年全國(guó)電力行業(yè)累計(jì)發(fā)生36起安全事故，造成43人死亡。究其主要原因：一方面作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)多面廣，監(jiān)督人員不足，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督缺位，作業(yè)人員存在麻痹大意和習(xí)慣違章等作業(yè)行為未能及時(shí)有效制止;另一方面，作業(yè)人員素質(zhì)不能匹配管理要求，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)安全措施設(shè)置不當(dāng)和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估不足等苗頭性問(wèn)題。因此，依靠純?nèi)斯けO(jiān)護(hù)或人工為主的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的安全監(jiān)督管理方式已然不能滿足實(shí)際需要，迫切需要提升現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)督的管控效率。

二、基于智能識(shí)別的安全監(jiān)督實(shí)現(xiàn)

隨著智能信息化技術(shù)不斷取得進(jìn)步，智能信息化技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。智能安全與智能運(yùn)維、智能操作和變電站信息模型有機(jī)互聯(lián)、信息互通和互為反饋，以人工智能替代傳統(tǒng)管控模式，最終實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全已經(jīng)成為可能。

以監(jiān)測(cè)視頻錄像為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)視頻數(shù)據(jù)的智能處理為用戶提供遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)、提前預(yù)警和數(shù)據(jù)挖掘等服務(wù)。考慮到視頻數(shù)據(jù)處理對(duì)計(jì)算資源的龐大需求，以及不同變電站對(duì)計(jì)算資源需求的相似性，以變電站的本地計(jì)算結(jié)合云計(jì)算的方式部署。通過(guò)在在變電站部署的計(jì)算機(jī)提供初步數(shù)據(jù)處理和變電站資源調(diào)配服務(wù)，以云計(jì)算平臺(tái)提供對(duì)視頻數(shù)據(jù)智能處理的強(qiáng)大計(jì)算能力，從而在控制系統(tǒng)成本的同時(shí)，確保系統(tǒng)的敏捷性能。

當(dāng)部署在變電站的監(jiān)控?cái)z像機(jī)和巡檢機(jī)器人獲得監(jiān)控視頻后，將視頻流推送到變電站本地服務(wù)器;本地服務(wù)器對(duì)監(jiān)控視頻進(jìn)行初步分析、壓縮、切片處理后，在權(quán)限管理服務(wù)器的允許下，將視頻上傳到云端對(duì)象存儲(chǔ)服務(wù)器。隨后，云端計(jì)算集群將進(jìn)行視頻分析，在處理得到監(jiān)控或者情況;隨后通過(guò)本地服務(wù)器通知桌面以及移動(dòng)客戶端，給出告警在內(nèi)的信息。此外，本地服務(wù)器也可以根據(jù)監(jiān)控情況，對(duì)監(jiān)控?cái)z像機(jī)的角度，巡檢機(jī)器人的路線進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站內(nèi)操作人員行為的全面監(jiān)控。

在此基礎(chǔ)上，云端在獲得監(jiān)控視頻后，通過(guò)相應(yīng)智能算法，進(jìn)行人員車輛的審核、作業(yè)人員操作行為檢測(cè)、作業(yè)相關(guān)設(shè)備檢測(cè)。平臺(tái)展示手段模塊謀求以更直觀和準(zhǔn)確的形式，向用戶展示基礎(chǔ)設(shè)施獲取的數(shù)據(jù)或者是系統(tǒng)采用智能算法提取特征后的數(shù)據(jù)，從而優(yōu)化用戶體驗(yàn)。對(duì)外服務(wù)接口模塊則用于和其他系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，給與作業(yè)用戶直接的告警處理。系統(tǒng)云架構(gòu)如圖1所示：

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)流程圖如圖2所示。

三、應(yīng)用前景

通過(guò)工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)圖像進(jìn)行人體行為識(shí)別、明火識(shí)別、現(xiàn)場(chǎng)電子區(qū)域檢測(cè)，主要包括特征表示與特征提取、特征融合以及行為識(shí)別幾個(gè)方面研究?jī)?nèi)容，充分利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)技術(shù)使機(jī)器能夠像人類一樣具有識(shí)別、分析、以及理解人體行為的能力。未來(lái)在工程現(xiàn)場(chǎng)人機(jī)交互、圖像監(jiān)控、以及運(yùn)動(dòng)分析等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。一方面，可以提升現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)督的管控效率，減少人力、減少違章事件的發(fā)生、降低人身安全事故的比率，將給公司的安全生產(chǎn)監(jiān)察工作帶來(lái)長(zhǎng)遠(yuǎn)、良好的效果。另一方面，該裝置的使用，將大幅度減少安全監(jiān)管人員的工作強(qiáng)度，可以實(shí)現(xiàn)全天候、全工況的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)督，可以減少大量人力資本，提高工作和管理效率，降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本。

四、結(jié)論

本文提出了一種適應(yīng)未來(lái)智能電網(wǎng)發(fā)展需求的智能監(jiān)督方法，其通過(guò)融合機(jī)器人、高清視頻監(jiān)控、UWB高精度無(wú)線定位、環(huán)境安防裝置、電子圍欄、智能穿戴等智能終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)作業(yè)前、中、后期的人員與設(shè)備的全過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)管控及全場(chǎng)景影響要素的信息交換，支撐生產(chǎn)領(lǐng)域大數(shù)據(jù)分析和智能應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)全過(guò)程的安全感知與預(yù)警。為今后實(shí)現(xiàn)電力流、信息流、業(yè)務(wù)流的高度一體化融合體系，打造堅(jiān)強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、透明開(kāi)放、友好互動(dòng)的現(xiàn)代智能電網(wǎng)提供技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)

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吳蓉波.智能視頻監(jiān)控與人臉識(shí)別技術(shù)在監(jiān)獄安防中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)安全防范技術(shù)與應(yīng)用，2019，6：16-19.