淺談“智慧電廠”建設(shè)在瀑電總廠安全文明生產(chǎn)中的應(yīng)用

張皓藍(lán)

摘要：安全文明生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化是提高水電企業(yè)安全運(yùn)行維護(hù)水平和檢修質(zhì)量，提升全員生產(chǎn)管理責(zé)任意識，全面提升企業(yè)競爭軟實力和形象，實現(xiàn)安全、有序生產(chǎn)的基本條件。國家能源大渡河瀑布溝水力發(fā)電總廠依據(jù)《安全文明生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化工作實施方案》，以“依法治企、主體責(zé)任、風(fēng)險管控、質(zhì)量效益”為原則，結(jié)合“智慧電廠”建設(shè)成果，以科技手段助力企業(yè)安全文明生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，取得了一系列成果，收獲了良好的效益。

關(guān)鍵詞：智慧電廠;安全文明;標(biāo)準(zhǔn)化;應(yīng)用

一、前言

近年，我國接連發(fā)生多起重特大安全生產(chǎn)事故，安全生產(chǎn)形勢十分嚴(yán)峻。究其原因，我國目前正處于經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型期，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迫切需要及改革開放的不斷深化，為追求利益最大化，某些地方政府及生產(chǎn)經(jīng)營單位在安全生產(chǎn)上疏于管理，投入失衡，導(dǎo)致隱患滋生，安全生產(chǎn)條件無法得到保障。且各地安全生產(chǎn)工作開展不平衡、不全面，地區(qū)間安全生產(chǎn)水平差距較大，加之從業(yè)人員流動性大，安全素質(zhì)差，在生產(chǎn)經(jīng)營活動中“三違”現(xiàn)象頻發(fā)，極易引發(fā)安全生產(chǎn)事故。

為此，國家能源集團(tuán)開展了水電企業(yè)現(xiàn)場安全文明生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)工作，全面提升集團(tuán)公司體系內(nèi)部水電企業(yè)的現(xiàn)場安全生產(chǎn)水平。瀑電總廠以現(xiàn)場安全文明生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)為抓手，結(jié)合“智慧電廠”建設(shè)取得的一系列成果，在現(xiàn)場安全管控、設(shè)備管理等方面取得了巨大的成效。

二、“智慧電廠”建設(shè)

國家能源大渡河瀑布溝水力發(fā)電總廠作為系統(tǒng)內(nèi)裝機(jī)最大的水電廠，也是“智慧電廠”建設(shè)創(chuàng)新的先驅(qū)單位，通過大力推進(jìn)“智慧電廠”建設(shè)，堅持以建設(shè)“無人值班、少人值守”運(yùn)行管理模式為目標(biāo)，充分運(yùn)用全生命周期監(jiān)控系統(tǒng)、人工智能、大數(shù)據(jù)分析、虛擬控制等先進(jìn)技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)備自動巡檢、故障精準(zhǔn)排查、設(shè)備智能聯(lián)動，促進(jìn)電力流、信息流、業(yè)務(wù)流智慧一體化融合，同時滿足企業(yè)安全文明生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化的各項需求。

以智能化代替人工化，是“智慧電廠”建設(shè)改變傳統(tǒng)生產(chǎn)管理模式的出發(fā)點(diǎn)。在“智慧電廠”建設(shè)的推動下，不僅在電力生產(chǎn)過程逐步實現(xiàn)全面自動化，也積極利用“智慧電廠”建設(shè)所取得的科技成果，助力企業(yè)安全文明生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)工作。隨著“智慧電廠”的深入建設(shè)，創(chuàng)新研發(fā)了多個智能產(chǎn)品，實現(xiàn)子系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)、云平臺、多模式管理，確保廠站內(nèi)設(shè)備管理的科學(xué)化、規(guī)范化，以科技手段助力安全文明生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化。

三、科技成果簡介

（一） 智能安全帽

由于水電生產(chǎn)的特殊性，廠區(qū)占地面積大，地形結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有較多危險作業(yè)區(qū)間。因此，急需采取手段解決施工作業(yè)的統(tǒng)一實時調(diào)度安排，危險高電壓環(huán)境告警，以及暗光環(huán)境條件下作業(yè)施工等難點(diǎn)。瀑電總廠利用新型智能安全帽，以安全性、溝通性、現(xiàn)場可視化、危境預(yù)警、定位監(jiān)控與調(diào)配為出發(fā)點(diǎn)，開創(chuàng)水電站作業(yè)人員安全管理新模式、新方法。

智能安全帽主要由視頻傳輸系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)、波段通訊系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、高壓預(yù)警系統(tǒng)、環(huán)境溫濕度感知系統(tǒng)、光源系統(tǒng)以及統(tǒng)一管理平臺系統(tǒng)八個子系統(tǒng)組成。

視頻傳輸系統(tǒng)：通過集成高清影像設(shè)備，將作業(yè)現(xiàn)場的實時影像傳輸至后臺，可針對性切實解決遠(yuǎn)程現(xiàn)場指導(dǎo)性難題。可靈活的實時監(jiān)控與觀看施工人員的作業(yè)情況。

無線通訊系統(tǒng)：通過廠區(qū)的無線信號作為傳輸載體，集成無線通訊設(shè)備，創(chuàng)新型的采用非藍(lán)牙與非通信信號的方式進(jìn)行相互通訊。

波段通訊系統(tǒng)：選用可掛載與便捷拆卸的方式，集成小型對講機(jī)波段通訊方式，達(dá)到在無無線信號的工況下，任然具有相互通訊的功能。

定位系統(tǒng)：通過實際的作業(yè)環(huán)境，提供可選擇的定位解決方案，將位置信息實時傳輸并展現(xiàn)在后臺管理系統(tǒng)上。

高壓預(yù)警系統(tǒng)：在帽內(nèi)部嵌入高壓感應(yīng)模塊，通過可調(diào)檔的方式，針對各項高壓環(huán)境感應(yīng)與告警，提高作業(yè)施工安全系數(shù)，防止施工人員的高壓誤觸情況，保障生命。

環(huán)境溫濕度感知系統(tǒng)：感知處環(huán)境的溫度與濕度，為施工準(zhǔn)備與環(huán)境判別起到輔助性作用。采用數(shù)顯面板，快捷讀取。

光源系統(tǒng)：采用可調(diào)節(jié)LED高亮燈源，對特殊需要光源的環(huán)境提供照明，便于施工作業(yè)。

統(tǒng)一管理平臺系統(tǒng)：管理以上所有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳回與回傳處理。包括定位顯示、通訊工作組、統(tǒng)一分發(fā)、數(shù)據(jù)與信息的儲存和調(diào)用展示，以及用戶管理。

智能安全帽的軟件后臺支持預(yù)覽、參數(shù)設(shè)置、報警、錄像、回放、語音對講、抓拍，聲音控制等功能。智能安全帽系統(tǒng)通過人員身份識別、精確定位、工作票以及各種邏輯關(guān)系相互組合，與上級公司云服務(wù)器相互關(guān)聯(lián)，將生產(chǎn)現(xiàn)場采集的實時信息與數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)的靜態(tài)要求比對分析，系統(tǒng)能自動辨識出安全隱患和違章行為，并及時向當(dāng)事人和相關(guān)管理人員發(fā)出預(yù)警信息，幫助管理人員隨時掌握生產(chǎn)現(xiàn)場動態(tài)、當(dāng)事人及時糾正錯誤，有效預(yù)防安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。

（二）智能鎖具管理系統(tǒng)

在智能鎖具管理系統(tǒng)投運(yùn)之前，廠內(nèi)數(shù)量龐大且種類繁多的鑰匙，不僅帶來尋找鑰匙的煩惱，而且大大降低工作效率。為解決在鑰匙管理方面的長期性難題，確定了將“五防”和“非五防”合并的原則，用一把鑰匙控制的“一匙通”方案，最終投運(yùn)了智能鎖具管理系統(tǒng)。使用智能電子鑰匙，可安全方便開啟廠區(qū)內(nèi)所有非五防無源鎖具，使鑰匙管理工作得到極大簡化。在簡化操作的同時，還可以實現(xiàn)人員出入權(quán)限管理及開鎖記錄管理，解決了廠站內(nèi)鑰匙管理的難題。

圖1 智能鎖具管理系統(tǒng)組成

智能鎖具管理系統(tǒng)由主機(jī)、數(shù)據(jù)傳輸/充電座、鑰匙及各類鎖具組成。在主機(jī)上，詳細(xì)地記錄了鑰匙使用人、使用時間、被操作設(shè)備等信息。運(yùn)行值班人員可以對操作記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，可選擇使用人、時間段、設(shè)備名等方式。鑰匙中同時也保存操作記錄追憶數(shù)據(jù)，用戶無法刪除。主機(jī)存貯所有鎖具信息以及操作人員信息，選擇生成鎖具解鎖序列，并發(fā)送給鑰匙。同時保存鑰匙上傳的操作記錄，用于瀏覽和查詢。鎖具信息可支持按設(shè)備類型、電氣接線圖以及房間地理位置分布等方式進(jìn)行授權(quán)。主機(jī)上存儲了所有鎖具信息及使用人員信息，系統(tǒng)管理員可設(shè)置各操作人員的開鎖范圍，臨時性工作任務(wù)可由運(yùn)行值班人員指定開鎖范圍。

智能鑰匙是智能鎖具管理系統(tǒng)的專用解鎖鑰匙，經(jīng)過授權(quán)后可開啟廠站內(nèi)非五防類無源鎖具。鑰匙可接收主機(jī)數(shù)據(jù)，具備權(quán)限管理功能，并可記錄操作全過程。

在該智能鑰匙管理系統(tǒng)中，管理員級別最高，可以對其他人員的權(quán)限進(jìn)行設(shè)置和更改。系統(tǒng)權(quán)限包括用戶管理、授權(quán)下載、鎖具信息錄入、查詢統(tǒng)計、開授權(quán)票、鑰匙管理、通信配置、圖形管理、圖形編輯、客戶端管理、廠站定義等。現(xiàn)場運(yùn)維人員根據(jù)工作票的工作地點(diǎn)、操作票的操作范圍，將需要打開的屏柜鎖具信息傳輸?shù)街悄荑€匙，做到人員走錯間隔的情況夏下柜門無法打開，有效防止人員誤開屏柜造成誤動設(shè)備，確保了作業(yè)人員人身安全與設(shè)備的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

（三）綜合數(shù)據(jù)平臺

在建設(shè)“智慧電廠”的過程中遇到的最大技術(shù)問題，在于廠內(nèi)各設(shè)備子系統(tǒng)來源不同，各有一套自己的數(shù)據(jù)規(guī)范，導(dǎo)致每一個系統(tǒng)都無法利用其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來實現(xiàn)更高級的功能。為打破各子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)融合壁壘，實現(xiàn)計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和工業(yè)電視系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等子系統(tǒng)之間的聯(lián)動功能，瀑電總廠建立了以數(shù)據(jù)融合、信息聯(lián)動為目的的綜合數(shù)據(jù)平臺。

1.計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和工業(yè)電視 當(dāng)工業(yè)電視系統(tǒng)接收到計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)故障告警信息時，將相應(yīng)位置的攝像機(jī)圖像投射到規(guī)定的顯示屏上，并啟動相應(yīng)位置的錄像。

2.門禁系統(tǒng)和工業(yè)電視系統(tǒng) 當(dāng)某一門有人刷卡時，工業(yè)電視系統(tǒng)自動將該區(qū)域?qū)?yīng)的攝像機(jī)圖像投至中控室液晶屏上，并發(fā)出音響報警。

3.安防系統(tǒng)和工業(yè)電視系統(tǒng) 當(dāng)某一區(qū)域有人穿越時，工業(yè)電視系統(tǒng)自動將該區(qū)域?qū)?yīng)的攝像機(jī)圖像投至中控室液晶屏上，并發(fā)出音響報警。

4.消防系統(tǒng)和工業(yè)電視系統(tǒng) 當(dāng)某一區(qū)域發(fā)生火警時，自動啟動工業(yè)電視系統(tǒng)將該區(qū)域?qū)?yīng)攝像機(jī)圖像投至中控室液晶顯示屏上，同時發(fā)出音響報警。

該綜合數(shù)據(jù)平臺與電站監(jiān)控系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)一致，各安全分區(qū)的配置符合二次安全防護(hù)的要求，系統(tǒng)具有較好的擴(kuò)展性，方便電站各系統(tǒng)的接入，系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的處理和應(yīng)用滿足多系統(tǒng)聯(lián)動功能的需求。同時，根據(jù)《電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定》要求，在生產(chǎn)控制大區(qū)與管理信息大區(qū)之間采用單向安全隔離裝置進(jìn)行物理隔離，生產(chǎn)控制大區(qū)內(nèi)部的安全Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)之間采用防火墻實現(xiàn)邏輯隔離，確保了電廠信息系統(tǒng)設(shè)備安全。

四、結(jié)束語

隨著“智慧電廠”的全面建設(shè)，傳統(tǒng)電廠運(yùn)行管理模式將完全改變，機(jī)器人、自動化設(shè)備廣泛運(yùn)用，每個電廠將成為車間式、單元化管理，駐扎現(xiàn)場的人員逐步減少，遠(yuǎn)程監(jiān)控、后方處理問題的作業(yè)環(huán)境將成為常態(tài)，運(yùn)行人員的勞動力、創(chuàng)造力得到充分釋放，大量生產(chǎn)運(yùn)維職工扎根山溝的現(xiàn)狀將得到根本改變，電站的安全穩(wěn)定性大幅提升，創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

參考文獻(xiàn)：

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