5G+智慧電力安全服務(wù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鄧啟兵，趙 勇，許歷靈，吳章瑋，余江山

（國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司金寨縣供電公司，安徽 六安 237300）

電力現(xiàn)場(chǎng)施工人員多，作業(yè)點(diǎn)分布廣，作業(yè)點(diǎn)分散，作業(yè)危險(xiǎn)程度高，安全管理人員數(shù)量跟作業(yè)點(diǎn)數(shù)量無(wú)法匹配，無(wú)法對(duì)作業(yè)人員和作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)管，不能及時(shí)規(guī)避相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，存在一定的安全管理漏洞和風(fēng)險(xiǎn)[1]。

1 智能型電力安全服務(wù)管理的重要性

傳統(tǒng)企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行管理面臨著管控難、溯源難、效率低等問(wèn)題，信息技術(shù)的發(fā)展使得安全生產(chǎn)運(yùn)行逐步由傳統(tǒng)管理向智能化轉(zhuǎn)型，解決傳統(tǒng)管理方式的局限性。在2018年底召開(kāi)的中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議上就明確了5G、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等“新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”的定位。結(jié)合上述情況，本文提出一種構(gòu)想設(shè)計(jì)，可協(xié)助企業(yè)提高生產(chǎn)運(yùn)行效率，加速實(shí)現(xiàn)企業(yè)由傳統(tǒng)管理向智能化轉(zhuǎn)型，落實(shí)中央提出的“新基建”指示的部分目標(biāo)。

2 5G+智慧電力安全服務(wù)管理系統(tǒng)建設(shè)方案

2.1 系統(tǒng)概述

5G+智慧電力安全服務(wù)管理系統(tǒng)的構(gòu)成及各子系統(tǒng)的功能如下：

5G+本地服務(wù)通信交互平臺(tái)。通過(guò)融合5G、呼叫中心和語(yǔ)音AI算法的能力，搭載在適應(yīng)方言的語(yǔ)言識(shí)別系統(tǒng)上，將通話轉(zhuǎn)換成簡(jiǎn)易工單，并將通話錄音與工單打包發(fā)送給供電所端或移動(dòng)端，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音—工單—工作人員的快速響應(yīng)。

5G+電力“單兵”搶修系統(tǒng)。通過(guò)融合5G大帶寬和智能攝像頭的功能，實(shí)現(xiàn)音頻同步回傳，實(shí)時(shí)監(jiān)控?fù)屝奕藛T的搶修過(guò)程，糾正違章行為。

智能三維現(xiàn)場(chǎng)安全行為檢測(cè)輔助系統(tǒng)（集成在5G+電力“單兵”搶修系統(tǒng)中）。通過(guò)檢測(cè)搶修人員所屬安全工器具的在線情況，判斷其是否正確佩戴安全帽、工作服等，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)配比、實(shí)時(shí)提醒等功能。

2.2 5G+智慧電力安全服務(wù)管理系統(tǒng)各單元功能

2.2.1 5G+本地服務(wù)通信交互平臺(tái)

5G+本地服務(wù)通信交互平臺(tái)主要包括平臺(tái)層、網(wǎng)絡(luò)層、設(shè)備層，如圖1所示。

圖1 5G+本地服務(wù)通信交互平臺(tái)

平臺(tái)層主要指5G智能組網(wǎng)綜合管理系統(tǒng)，平臺(tái)基于通用的X86硬件平臺(tái)，內(nèi)置5G模組、GPU等模塊，上層部署5G智能組網(wǎng)軟件系統(tǒng)，為用戶提供5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)已有網(wǎng)絡(luò)的互通和統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)不出廠、可視化運(yùn)維、網(wǎng)絡(luò)自監(jiān)控等功能，在本方案中主要用于搭建本地服務(wù)通信交互平臺(tái)，兼實(shí)時(shí)內(nèi)外網(wǎng)穿透功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)不上公網(wǎng)，保護(hù)數(shù)據(jù)安全。

網(wǎng)絡(luò)層主要基于本地建設(shè)的5G網(wǎng)絡(luò)，基于5G的低時(shí)延、大連接、大帶寬等能力實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音數(shù)據(jù)、文字?jǐn)?shù)據(jù)的采集和傳輸。

設(shè)備層是指所有的終端設(shè)備，例如IP電話、交換機(jī)、5G智能一體機(jī)、配電設(shè)施等設(shè)備。

2.2.2 5G+電力“單兵”搶修系統(tǒng)

5G+電力“單兵”搶修系統(tǒng)主要包括綜合管理平臺(tái)、核心服務(wù)器、前端接入系統(tǒng)，如圖2所示。

圖2 5G+電力“單兵”搶修系統(tǒng)

系統(tǒng)的核心是綜合管理平臺(tái)，部署在綜合管理中心，通過(guò)SDK開(kāi)發(fā)包與用戶已有的業(yè)務(wù)子系統(tǒng)及其他第三方軟件管理平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度、聯(lián)動(dòng)控制負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的統(tǒng)一接入與集中管理、整合聯(lián)動(dòng)。同時(shí)提供管理坐席為用戶提供統(tǒng)一的登錄、操作以及管理界面，可供用戶同時(shí)觀看現(xiàn)場(chǎng)視頻、人員位置地圖、系統(tǒng)狀態(tài)主界面，同時(shí)基于實(shí)際情況，可部署不同數(shù)量的客戶端。

核心服務(wù)器包括綜合管理服務(wù)器和存儲(chǔ)管理服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)前端設(shè)備的融合通信和應(yīng)急指揮。

前端接入系統(tǒng)主要接入前端移動(dòng)作業(yè)人員佩戴的智能安全帽和手機(jī)App、登高伴侶等，可實(shí)現(xiàn)管理人員與現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員實(shí)時(shí)通信，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)人員實(shí)時(shí)定位、音視頻回傳等功能。

2.2.3 智能三維現(xiàn)場(chǎng)安全行為檢測(cè)輔助系統(tǒng)

該系統(tǒng)利用藍(lán)牙技術(shù)或RFID射頻識(shí)別技術(shù)，在安全帽、絕緣手套，絕緣靴（鞋）、驗(yàn)電器、腳扣上安裝部署藍(lán)牙或RFID標(biāo)簽，可對(duì)裝備進(jìn)行檢測(cè)感知，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)缺少一件裝備時(shí)，發(fā)出報(bào)警，并由智能安全帽將信息回傳至5G+電力“單兵”搶修系統(tǒng)的綜合管理平臺(tái)。

3 5G+智慧電力安全服務(wù)管理系統(tǒng)部署方案

3.1 5G+本地服務(wù)通信交互平臺(tái)系統(tǒng)部署方案

3.1.1 適用性

當(dāng)企業(yè)呼叫中心規(guī)模坐席數(shù)量達(dá)到一定規(guī)模（一般10坐席起），對(duì)通話質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定性要求較高，或者對(duì)語(yǔ)音數(shù)據(jù)安全性有一定要求，希望錄音能存儲(chǔ)在本地并能保證較長(zhǎng)的存儲(chǔ)時(shí)間，以上種種條件下，數(shù)字中繼混合云方案效果較好。

混合云因?yàn)樵拕?wù)走本地局域網(wǎng)，不依賴互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，所以語(yǔ)音質(zhì)量不受企業(yè)外網(wǎng)帶寬的穩(wěn)定性限制，語(yǔ)音質(zhì)量較公有云有很大提升。

企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)工程師可以通過(guò)5G智能組網(wǎng)系統(tǒng)，配合運(yùn)維工程師現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施并有能力組建企業(yè)自己的局域網(wǎng)絡(luò)；系統(tǒng)出現(xiàn)故障可以配合技術(shù)人員定位問(wèn)題（判斷是物理線路、設(shè)備物理宕機(jī)還是本地網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題）。

3.1.2 擴(kuò)展性

混合云本地首次投放硬件設(shè)備視企業(yè)現(xiàn)有坐席和通話量大小決定。

通信服務(wù)器（或工控機(jī)）最低配可支持120左右坐席量規(guī)模、120路并發(fā)通話（4根E1數(shù)字中繼），超過(guò)容量可為企業(yè)升級(jí)服務(wù)器設(shè)備（高配服務(wù)器）或服務(wù)器堆疊來(lái)提高性能解決企業(yè)大規(guī)模擴(kuò)容的問(wèn)題。

語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)根據(jù)坐席使用量來(lái)采購(gòu)型號(hào)，分為4口、8口、16口、48口、96口等，前期可按照現(xiàn)有坐席采購(gòu)，后期擴(kuò)容坐席再橫向擴(kuò)容語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)即可。

3.1.3 架構(gòu)原理

混合云本地放置通信服務(wù)器（或工控機(jī)）并拉數(shù)字中繼線路，在部署方式上，模塊如下分布：

企業(yè)本地模塊。TG（中繼網(wǎng)關(guān)或板卡）CTI、IVR、ACD、錄音、AG（語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)）、話務(wù)盒，即話務(wù)功能基本都集成在本地通信服務(wù)器和接聽(tīng)設(shè)備中。

云端的模塊。數(shù)據(jù)庫(kù)（保存通話記錄和賬戶信息-可限制不上傳）、應(yīng)用管理及配置（可限制訪問(wèn)）、遠(yuǎn)程監(jiān)控和計(jì)費(fèi)（可限制訪問(wèn)）。

3.2 5G+電力“單兵”搶修系統(tǒng)部署方案

3.2.1 綜合管理中心部署

綜合管理中心部署管理坐席，實(shí)現(xiàn)接聽(tīng)報(bào)修等功能。運(yùn)行人員的安排、調(diào)度，實(shí)現(xiàn)人員的位置顯示、處置過(guò)程中的溝通協(xié)調(diào)、指揮調(diào)度、現(xiàn)場(chǎng)的視頻回傳功能。

管理坐席高度集成了管理終端、專業(yè)對(duì)講手柄等設(shè)備，可與綜合管理中心部署的顯示設(shè)備、音響設(shè)備、中央控制設(shè)備等完美結(jié)合，輕松實(shí)現(xiàn)專業(yè)的指揮調(diào)度操作。

綜合管理中心對(duì)日常安全生產(chǎn)管理、應(yīng)急處置工作和人員資源信息實(shí)現(xiàn)全面的管控，將工作實(shí)現(xiàn)規(guī)范化、實(shí)時(shí)化、可視化；實(shí)現(xiàn)整個(gè)管理過(guò)程的可控、可視和可溯，使得綜合管理中心成為系統(tǒng)的核心和大腦，實(shí)現(xiàn)人員扁平化通信和可視化指揮。

3.2.2 機(jī)房部署

機(jī)房部署綜合管理服務(wù)器、存儲(chǔ)管理服務(wù)器，來(lái)實(shí)現(xiàn)前端設(shè)備的融合通信和應(yīng)急指揮。

綜合管理服務(wù)器：能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)部門與現(xiàn)場(chǎng)人員語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)的雙向可視化交互，實(shí)現(xiàn)高效遠(yuǎn)程決策、實(shí)時(shí)調(diào)度和應(yīng)急處置，輕松完成各種語(yǔ)音、視頻調(diào)度。

存儲(chǔ)管理服務(wù)器：實(shí)現(xiàn)各類存儲(chǔ)多媒體文件的存儲(chǔ)、查詢、下載和播放功能。鑒于用戶業(yè)務(wù)對(duì)存儲(chǔ)的容量、安全性、可靠性要求都很高，采取將存儲(chǔ)系統(tǒng)部署在管理中心集中管理，防止非法刪除錄像資料。

3.2.3 前端設(shè)備部署

3.2.3.1 智能安全帽

智能安全帽解決了前端作業(yè)人員在日常作業(yè)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)情況的實(shí)時(shí)上報(bào)、與同事/領(lǐng)導(dǎo)高效溝通的重要問(wèn)題，真正意義上的解放雙手?？梢詫?shí)現(xiàn)高清視頻采集、語(yǔ)音通訊對(duì)講、無(wú)線傳輸、本地存儲(chǔ)等功能[2]。

3.2.3.2 智能手機(jī)App

智能手機(jī)App軟件可以安裝在各管理人員的Android智能手機(jī)上，實(shí)現(xiàn)管理人員通過(guò)移動(dòng)終端、智能手機(jī)等設(shè)備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)人員進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)管，實(shí)時(shí)隨時(shí)隨地接收現(xiàn)場(chǎng)音視頻、位置信息、遠(yuǎn)程呼救信息等，同時(shí)可將現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)情況及時(shí)上報(bào)上級(jí)指揮中心，真正實(shí)現(xiàn)移動(dòng)辦公功能。

3.2.3.3 藍(lán)牙beacon信標(biāo)

在廠區(qū)受控區(qū)域門口或各巡檢點(diǎn)處，分別部署一定數(shù)量的藍(lán)牙beacon定位信標(biāo)，可實(shí)現(xiàn)人員靠近，聯(lián)動(dòng)智能安全帽進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)。

監(jiān)管人員可提前預(yù)設(shè)每個(gè)藍(lán)牙beacon信標(biāo)的安全警示語(yǔ)，當(dāng)作業(yè)人員靠近該危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，自動(dòng)播報(bào)安全警示語(yǔ)。同時(shí)系統(tǒng)還可將該報(bào)警信息直接發(fā)送給相關(guān)管理人員，保障現(xiàn)場(chǎng)安全作業(yè)，減少安全事故的發(fā)生。

3.2.3.4 網(wǎng)絡(luò)傳輸

前端智能設(shè)備（如智能安全帽、移動(dòng)終端等）支持Wi-Fi和5G網(wǎng)絡(luò)。佩戴智能安全帽的現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)人員采集的音視頻、位置信息等數(shù)據(jù)可通過(guò)Wi-Fi/5G回傳至后臺(tái)指揮中心。

4 5G智能組網(wǎng)系統(tǒng)方案

5G智能組網(wǎng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)已有網(wǎng)絡(luò)的互通與統(tǒng)一管理,助力提升行業(yè)數(shù)字化組網(wǎng)和智慧化網(wǎng)絡(luò)管理運(yùn)維能力，主要分為5G專網(wǎng)系統(tǒng)和內(nèi)外網(wǎng)穿透系統(tǒng)。

5G專網(wǎng)系統(tǒng)。分為底層的工業(yè)5G專網(wǎng)智能一體機(jī)和上層應(yīng)用系統(tǒng)，主要提供5G網(wǎng)絡(luò)與已有網(wǎng)絡(luò)的融合組網(wǎng)能力；為用戶提供切片管理、卡號(hào)管理、地址轉(zhuǎn)換、帶寬管理、路由控制、訪問(wèn)權(quán)限、網(wǎng)絡(luò)需求管理、QoS調(diào)整、監(jiān)控管理等功能。

內(nèi)外網(wǎng)穿透系統(tǒng)。基于5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)涉及的跨區(qū)域、實(shí)時(shí)的內(nèi)外網(wǎng)穿透系統(tǒng)，通過(guò)建立專用的隧道，并對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密及校驗(yàn)處理，為工業(yè)客戶提供安全、可靠的內(nèi)外網(wǎng)穿透服務(wù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文是基于某供電公司現(xiàn)狀設(shè)計(jì)的，通過(guò)電力“單兵”搶修系統(tǒng)、本地服務(wù)通信交互平臺(tái)、智能三維現(xiàn)場(chǎng)安全行為檢測(cè)的輔助系統(tǒng)、5G智能組網(wǎng)系統(tǒng)“四合一”等技術(shù)的應(yīng)用探索，提升電網(wǎng)管理業(yè)務(wù)的就地消納能力和運(yùn)維管理能力。本方案具有廣闊市場(chǎng)前景，可帶來(lái)較大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[3]。