5G+智慧電力安全服務(wù)管理系統(tǒng)應(yīng)用及前景展望

石李兵，劉 俊，劉興貴，曾文文，郭曉虎

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

以國家電網(wǎng)公司“調(diào)空一體化、運維一體化、檢修專業(yè)化”發(fā)展方向為指引，當(dāng)前的管理體制正在向?qū)I(yè)化、集約化轉(zhuǎn)變。因此，安全服務(wù)管理中的任務(wù)量也在增加，但是同時生產(chǎn)管理人員的數(shù)量并未跟上，兩者供需矛盾突出。因此，引入先進(jìn)的信息技術(shù)手段，科學(xué)構(gòu)建合理的安全服務(wù)管理系統(tǒng)，減輕員工工作壓力，提升工作效率，減少安全事故發(fā)生，勢在必行[1]。

5G+智慧電力安全服務(wù)管理系統(tǒng)包括5G+本地服務(wù)通信交互平臺、5G+電力“單兵”搶修系統(tǒng)、智能三維現(xiàn)場安全行為檢測的輔助系統(tǒng)（集成在5G+電力“單兵”搶修系統(tǒng)中），最后使用5G 智能組網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行融合，達(dá)到最優(yōu)的控制效果。

5G+智慧電力安全服務(wù)管理系統(tǒng)具有如下功能：視頻、人員位置管理、人員登高管理、人員生命體征監(jiān)測、集群對講、語音通話、消息一鍵發(fā)送、無聲偵護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)督、采集數(shù)據(jù)集中管理、受控區(qū)域闖入預(yù)警、發(fā)起廣播緊急通知、遠(yuǎn)程管理可視指揮、無線感知。

1 視頻功能

1.1 視頻回傳功能

系統(tǒng)可實現(xiàn)與通訊錄內(nèi)成員一對一視頻通話或一對多視頻通話。實現(xiàn)指揮中心人員在遠(yuǎn)程查看各終端采集現(xiàn)場音視頻圖像的同時，與現(xiàn)場人員進(jìn)行語音通話，如圖1所示。

圖1 視頻回傳功能應(yīng)用效果

現(xiàn)場作業(yè)人員遇到疑難問題時，經(jīng)現(xiàn)場管理人員共同商討后依然不能有效解決后，可由管理人員利用智能安全帽將問題現(xiàn)場視頻回傳至指揮中心，由指揮中心管理人員、專家等遠(yuǎn)程可視協(xié)助。

1.2 視頻分發(fā)功能

調(diào)度人員可將前端回傳的視頻圖像分發(fā)至相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和處置人員的智能手機、平板等、移動終端上顯示，方便各級領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)人員及時了解現(xiàn)場情況。

1.3 本地存儲功能

調(diào)度人員可對前端回傳的視頻圖像進(jìn)行本地錄像、圖像抓拍，并存儲在本地，便于日后查證追溯。

2 人員位置管理功能

2.1 人員定位管理

室外水平定位。前端作業(yè)人員佩戴的智能安全帽具備GPS/北斗定位模塊，可實現(xiàn)人員位置信息遠(yuǎn)程回傳。系統(tǒng)實時獲取前端作業(yè)人員的位置信息，并將人員位置實時定位并在電子地圖上可視顯示。

室內(nèi)水平定位。因室內(nèi)作業(yè)場所無法利用GPS、北斗進(jìn)行準(zhǔn)確定位，我們采用的藍(lán)牙beacon 定位模式對室內(nèi)作業(yè)人員實時定位并回傳。

具體實施情況為：在室內(nèi)作業(yè)區(qū)域內(nèi)每間隔一定距離鋪設(shè)藍(lán)牙beacon設(shè)備，將各藍(lán)牙beacon設(shè)備的位置提前錄入系統(tǒng)。因智能安全帽具備藍(lán)牙模塊，可實時接收藍(lán)牙beacon 設(shè)備發(fā)射的信號。因此當(dāng)佩戴智能穿戴設(shè)備的作業(yè)人員靠近藍(lán)牙beacon 后，系統(tǒng)自動測算出智能安全帽的當(dāng)前位置，并將該位置信息實時在電子地圖上顯示。

2.2 人員軌跡查詢

前端作業(yè)人員通過智能安全帽、移動終端等智能設(shè)備實現(xiàn)位置信息的實時回傳。系統(tǒng)將其回傳的位置信息本地存儲，通過地圖標(biāo)注的方式，對各現(xiàn)場移動人員進(jìn)行實時軌跡追蹤和歷史軌跡查詢。同時，系統(tǒng)還支持在地圖界面上對已查詢到的軌跡圖層進(jìn)行隱藏/顯示、居中等操作，如圖2所示。

圖2 人員軌跡查詢應(yīng)用效果

3 登高管理、生命體征監(jiān)測和集群對講功能

智能安全帽配合登高伴侶，可測量人員距水平地面的實際距離，實現(xiàn)人員高度管理。高度定位精度可達(dá)2 m。

部分施工現(xiàn)場偏遠(yuǎn)分散，且環(huán)境復(fù)雜，作業(yè)人員長時間處于其中，危險系數(shù)過高，監(jiān)管人員無法時時刻刻確認(rèn)作業(yè)人員當(dāng)前是否狀態(tài)良好。利用該功能可實時監(jiān)測人員身體狀態(tài)，保證人員安全[2]。

系統(tǒng)支持集群對講功能?？蓪崿F(xiàn)指揮調(diào)度臺與各終端用戶（如智能安全帽、移動手持終端等）集群對講通話。

3.1 靈活分組

調(diào)度臺靈活分組：調(diào)度臺可以根據(jù)現(xiàn)場用戶情況，靈活地將用戶終端快速建立分組發(fā)起會話。

后臺服務(wù)器靈活分組：在服務(wù)器端根據(jù)終端用戶現(xiàn)場情況，任意將終端用戶進(jìn)行快速分組。終端用戶根據(jù)需要快速地切換對講組進(jìn)行對講。

3.2 一鍵呼叫

在無線覆蓋范圍內(nèi)，對講終端只需按PTT 即可發(fā)起對講，組內(nèi)成員均可聽到其講話內(nèi)容，支持多對講組，用戶可選擇加入不同的調(diào)度組，支持動態(tài)重組，調(diào)度臺隨時將用戶加入或從一個組中刪除，增強調(diào)度的靈活性，支持多級別對講，不同權(quán)限用戶擁有不同的話權(quán)搶占能力。

3.3 對講功能

對講申請：調(diào)度員點擊對講按鈕，此時調(diào)度臺作為一個對講終端申請到話權(quán)，調(diào)度員通過調(diào)度臺上的麥克發(fā)起會話，發(fā)言完成后，調(diào)度員再次點擊對講按鈕，調(diào)度員釋放話權(quán)。

切換對講組：調(diào)度臺切換到對講模式中，點擊某一對講組（當(dāng)前組以外的其他組），點擊其他對講組名稱，此時就自動切換到該對講組。

結(jié)束對講：對講組內(nèi)各成員均結(jié)束發(fā)言后，并釋放話權(quán)后，系統(tǒng)自動結(jié)束該對講通話。

用戶優(yōu)先級：管理員根據(jù)終端用戶的工作情況配置不同的用戶等級，并在服務(wù)器上啟動高優(yōu)先級用戶強插低優(yōu)先級用戶功能，在任何時候、任何情況下，高優(yōu)先級的用戶（領(lǐng)導(dǎo)）隨時獲取話權(quán)，發(fā)起集群對講。

4 語音通話功能

系統(tǒng)調(diào)度臺支持與各終端用戶（如智能安全帽用戶、移動終端用戶）之間進(jìn)行一對一通話或一對多語音通話，實現(xiàn)后臺管理人員與前端作業(yè)人員之間實時通訊的需求。同時系統(tǒng)調(diào)度臺對各用戶的語音通話進(jìn)行指揮調(diào)度，實現(xiàn)有線和無線寬帶上的語音指揮調(diào)度功能，進(jìn)行更廣域的人員部署，跨區(qū)域、異地指揮亦能輕松實現(xiàn)調(diào)度。

5 消息一鍵發(fā)送功能

系統(tǒng)支持消息發(fā)送功能，支持單發(fā)和群發(fā)。各終端用戶之間可以發(fā)送基于SIP 的文字短消息，例如調(diào)度臺可以發(fā)短消息給手機、智能安全帽等。同時，還可建立短消息模板，實現(xiàn)消息的快速選擇、一鍵發(fā)送。

6 無聲偵護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)督功能

系統(tǒng)調(diào)度臺可遠(yuǎn)程開啟各終端用戶的視頻監(jiān)控攝像頭，調(diào)取其現(xiàn)場音視頻圖像對其進(jìn)行遠(yuǎn)程偵護(hù)，系統(tǒng)支持同時對多個用戶進(jìn)行無聲偵護(hù)，如圖3所示。

圖3 無聲偵護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)督功能應(yīng)用效果

無聲偵護(hù)具備以下特點：

整個視頻調(diào)取過程無須經(jīng)過各終端用戶的同意，即可調(diào)取被偵護(hù)用戶現(xiàn)場回傳音頻、視頻數(shù)據(jù)；整個偵護(hù)過程為調(diào)度臺對終端進(jìn)行單向音視頻調(diào)取，終端用戶無法聽/看調(diào)度臺的音視頻圖像；同時，與視頻通話類似，調(diào)度臺可對偵護(hù)對象回傳的視頻圖像進(jìn)行本地操作，包括“左轉(zhuǎn)”“右轉(zhuǎn)”“分發(fā)管理”“本地錄像”“拍照”“掛斷”等操作。

7 數(shù)據(jù)集中管理、受控區(qū)域闖入預(yù)警、廣播緊急通知功能

前端作業(yè)人員可利用智能安全帽、移動終端等智能設(shè)備實現(xiàn)前端音視頻、圖片、位置信息等數(shù)據(jù)的采集，并將采集的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程回傳至指揮中心。指揮調(diào)度臺支持對各終端采集回傳的音視頻、圖像、位置數(shù)據(jù)等在線查看、播放、下載等操作。

作業(yè)場所內(nèi)部存在各類受控區(qū)域，為防止安全事故的發(fā)生，普通作業(yè)員工禁止靠近。但免不了會有臨時員工誤入，為避免出現(xiàn)普通作業(yè)人員誤入受控區(qū)域，系統(tǒng)繪制電子圍欄或部署藍(lán)牙beacon，對現(xiàn)場作業(yè)人員進(jìn)行智能報警提醒。

系統(tǒng)支持廣播功能。該操作只能由調(diào)度臺發(fā)起，可以現(xiàn)場語音廣播，也可以播放事先錄制好的語音文件。調(diào)度臺可選擇通訊錄成員，支持單選或多選，點擊發(fā)送廣播按鈕。各被選中用戶能夠接聽廣播內(nèi)容。

8 遠(yuǎn)程管理可視指揮、無線感知功能

系統(tǒng)實時接收智能安全帽回傳的作業(yè)現(xiàn)場的各種音視頻、圖像等數(shù)據(jù)，是適合指揮中心應(yīng)急指揮的可視化指揮決策系統(tǒng)，既可以在重大突發(fā)事件指揮處置時調(diào)看現(xiàn)場圖像，實施可視化指揮、點對點調(diào)度，也可以在日常工作中對現(xiàn)場作業(yè)人員的工作實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)督?；贕IS 地圖地理信息展示，形象的將當(dāng)前作業(yè)人員全部標(biāo)識在地圖上。指揮的過程完全在地圖上操作，實現(xiàn)“所見即所得”的全程指揮調(diào)度，實現(xiàn)資源匹配，為指揮人員提供全面的指揮決策能力，并且提供高效的指揮手段。

利用藍(lán)牙技術(shù)或RFID 射頻識別技術(shù)，在安全帽、絕緣手套，絕緣靴（鞋），驗電器，腳扣上安裝部署藍(lán)牙或/RFID 標(biāo)簽，可對裝備進(jìn)行檢測感知，當(dāng)現(xiàn)場缺少某件裝備時，發(fā)出報警，并由智能安全帽將信息回傳至系統(tǒng)平臺。

通過5G+智慧電力安全服務(wù)管理系統(tǒng)的應(yīng)用，可以給現(xiàn)場作業(yè)安全提供更進(jìn)一步的保障。在整個生產(chǎn)活動中，可隨時與外界溝通，得到各方的及時指導(dǎo)與監(jiān)督。違規(guī)情況的及時糾正在電力生產(chǎn)過程當(dāng)中十分重要，可以避免重大安全事故的發(fā)生，挽回人員生命，避免公司資產(chǎn)損失[3]，希望該系統(tǒng)的應(yīng)用能為供電企業(yè)帶了更多的社會效益、經(jīng)濟效益。