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(yùn)維一體化、檢修專業(yè)化”發(fā)展方向?yàn)橹敢?，?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(shí)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(shì)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(tái)、5G+電力“單兵”搶修系統(tǒng)、智能三維現(xiàn)場(chǎng)安全行為檢測(cè)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(cè)、集群對(duì)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(shí)現(xiàn)與通訊錄內(nèi)成員一對(duì)一視頻通話或一對(duì)多視頻通話。實(shí)現(xiàn)指揮中心人員在遠(yuǎn)程查看各終端采集現(xiàn)場(chǎng)音視頻圖像的同時(shí)，與現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)作業(yè)人員遇到疑難問題時(shí)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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(jī)、平板等、移動(dòng)終端上顯示，方便各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)人員及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況。

1.3 本地存儲(chǔ)功能

調(diào)度人員可對(duì)前端回傳的視頻圖像進(jìn)行本地錄像、圖像抓拍，并存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)人員位置信息遠(yuǎn)程回傳。系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取前端作業(yè)人員的位置信息，并將人員位置實(shí)時(shí)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(chǎng)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(duì)室內(nèi)作業(yè)人員實(shí)時(shí)定位并回傳。

具體實(shí)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(shí)時(shí)接收藍(lán)牙beacon 設(shè)備發(fā)射的信號(hào)。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(dòng)測(cè)算出智能安全帽的當(dāng)前位置，并將該位置信息實(shí)時(shí)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(dòng)終端等智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)位置信息的實(shí)時(shí)回傳。系統(tǒng)將其回傳的位置信息本地存儲(chǔ)，通過地圖標(biāo)注的方式，對(duì)各現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)人員進(jìn)行實(shí)時(shí)軌跡追蹤和歷史軌跡查詢。同時(shí)，系統(tǒng)還支持在地圖界面上對(duì)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(cè)和集群對(duì)講功能

智能安全帽配合登高伴侶，可測(cè)量人員距水平地面的實(shí)際距離，實(shí)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(chǎng)偏遠(yuǎn)分散，且環(huán)境復(fù)雜，作業(yè)人員長時(shí)間處于其中，危險(xiǎn)系數(shù)過高，監(jiān)管人員無法時(shí)時(shí)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人員身體狀態(tài)，保證人員安全[2]。

系統(tǒng)支持集群對(duì)講功能?？蓪?shí)現(xiàn)指揮調(diào)度臺(tái)與各終端用戶（如智能安全帽、移動(dòng)手持終端等）集群對(duì)講通話。

3.1 靈活分組

調(diào)度臺(tái)靈活分組：調(diào)度臺(tái)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)用戶情況，靈活地將用戶終端快速建立分組發(fā)起會(huì)話。

后臺(tái)服務(wù)器靈活分組：在服務(wù)器端根據(jù)終端用戶現(xiàn)場(chǎng)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(duì)講組進(jìn)行對(duì)講。

3.2 一鍵呼叫

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

3.3 對(duì)講功能

對(duì)講申請(qǐng)：調(diào)度員點(diǎn)擊對(duì)講按鈕，此時(shí)調(diào)度臺(tái)作為一個(gè)對(duì)講終端申請(qǐng)到話權(quán)，調(diào)度員通過調(diào)度臺(tái)上的麥克發(fā)起會(huì)話，發(fā)言完成后，調(diào)度員再次點(diǎn)擊對(duì)講按鈕，調(diào)度員釋放話權(quán)。

切換對(duì)講組：調(diào)度臺(tái)切換到對(duì)講模式中，點(diǎn)擊某一對(duì)講組（當(dāng)前組以外的其他組），點(diǎn)擊其他對(duì)講組名稱，此時(shí)就自動(dòng)切換到該對(duì)講組。

結(jié)束對(duì)講：對(duì)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(dòng)結(jié)束該對(duì)講通話。

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

4 語音通話功能

系統(tǒng)調(diào)度臺(tái)支持與各終端用戶（如智能安全帽用戶、移動(dòng)終端用戶）之間進(jìn)行一對(duì)一通話或一對(duì)多語音通話，實(shí)現(xiàn)后臺(tái)管理人員與前端作業(yè)人員之間實(shí)時(shí)通訊的需求。同時(shí)系統(tǒng)調(diào)度臺(tái)對(duì)各用戶的語音通話進(jìn)行指揮調(diào)度，實(shí)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(shí)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(tái)可以發(fā)短消息給手機(jī)、智能安全帽等。同時(shí)，還可建立短消息模板，實(shí)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(tái)可遠(yuǎn)程開啟各終端用戶的視頻監(jiān)控?cái)z像頭，調(diào)取其現(xiàn)場(chǎng)音視頻圖像對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程偵護(hù)，系統(tǒng)支持同時(shí)對(duì)多個(gè)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(diǎn)：

整個(gè)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(chǎng)回傳音頻、視頻數(shù)據(jù)；整個(gè)偵護(hù)過程為調(diào)度臺(tái)對(duì)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(tái)的音視頻圖像；同時(shí)，與視頻通話類似，調(diào)度臺(tái)可對(duì)偵護(hù)對(duì)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(dòng)終端等智能設(shè)備實(shí)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(tái)支持對(duì)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(chǎng)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(huì)有臨時(shí)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員進(jìn)行智能報(bào)警提醒。

系統(tǒng)支持廣播功能。該操作只能由調(diào)度臺(tái)發(fā)起，可以現(xiàn)場(chǎng)語音廣播，也可以播放事先錄制好的語音文件。調(diào)度臺(tái)可選擇通訊錄成員，支持單選或多選，點(diǎn)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(shí)時(shí)接收智能安全帽回傳的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)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(shí)調(diào)看現(xiàn)場(chǎng)圖像，實(shí)施可視化指揮、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)調(diào)度，也可以在日常工作中對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的工作實(shí)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(shí)在地圖上。指揮的過程完全在地圖上操作，實(shí)現(xiàn)“所見即所得”的全程指揮調(diào)度，實(shí)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(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)缺少某件裝備時(shí)，發(fā)出報(bào)警，并由智能安全帽將信息回傳至系統(tǒng)平臺(tái)。

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(chǎng)作業(yè)安全提供更進(jìn)一步的保障。在整個(gè)生產(chǎn)活動(dòng)中，可隨時(shí)與外界溝通，得到各方的及時(shí)指導(dǎo)與監(jiān)督。違規(guī)情況的及時(shí)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(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益。