可視化智能識(shí)別技術(shù)在電力安全生產(chǎn)管控中的應(yīng)用研究

高 翔

（國(guó)能九江發(fā)電有限公司，江西 九江 332004）

0 引 言

當(dāng)前很多電廠都相繼開(kāi)展智慧電廠與智能電網(wǎng)建設(shè)，可視化智能識(shí)別技術(shù)廣泛應(yīng)用于電力安全生產(chǎn)，有效解決電力安全生產(chǎn)中環(huán)境、人為操作以及設(shè)備等非安全問(wèn)題，降低安全事件發(fā)生率，為電力安全生產(chǎn)提供高效技術(shù)保障的同時(shí)提升電力企業(yè)安全生產(chǎn)管理水平，實(shí)現(xiàn)預(yù)期經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益目標(biāo)[1]。

1 電力安全生產(chǎn)管控現(xiàn)狀

當(dāng)前很多電力企業(yè)都在工作現(xiàn)場(chǎng)安裝監(jiān)控，以人工觀察視頻形式管控生產(chǎn)活動(dòng)，但此方式無(wú)法科學(xué)保證違章判定精準(zhǔn)度。電力生產(chǎn)范圍相對(duì)較大且參與工作人員眾多，一般電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)包括相關(guān)技術(shù)人員與工程管理人員，視頻監(jiān)控采集電力生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面包括多工種與多專(zhuān)業(yè)作業(yè)人員，信息復(fù)雜性高，單憑人力無(wú)法做到準(zhǔn)確識(shí)別和判斷。再加上視頻監(jiān)控點(diǎn)多，會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，監(jiān)管人員運(yùn)用視頻采集系統(tǒng)查看生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)極有可能會(huì)因客觀或非客觀因素而遺漏較多視頻信息，喪失遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控價(jià)值。與此同時(shí)，當(dāng)固有監(jiān)控視頻突發(fā)非正?，F(xiàn)象則會(huì)在事后處理，未能及時(shí)提前預(yù)防因違規(guī)操作導(dǎo)致的人身安全責(zé)任事故。此外，固有系統(tǒng)內(nèi)的功能相對(duì)簡(jiǎn)單，通常借助攝像頭視頻采集電力生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控信息，若出現(xiàn)異?，F(xiàn)象則需調(diào)用大量人工識(shí)別且無(wú)法保障準(zhǔn)確率與工作效率[2]。尤其部分場(chǎng)景需第一時(shí)間通過(guò)積極方式以及實(shí)時(shí)監(jiān)控識(shí)別，此時(shí)就需相關(guān)工作人員反復(fù)觀看監(jiān)控視頻，較易造成疲勞感，經(jīng)人工識(shí)別后發(fā)現(xiàn)的異常行為會(huì)立即報(bào)警，針對(duì)多路監(jiān)控視頻監(jiān)控下往往無(wú)法在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)突發(fā)事件，進(jìn)而影響處理效率。

2 可視化智能技術(shù)分析

智能可視化方式包括行為類(lèi)分析、識(shí)別類(lèi)分析、圖像處理類(lèi)分析、診斷類(lèi)分析等。其中行為類(lèi)與識(shí)別類(lèi)分析重點(diǎn)為智能分析動(dòng)作，圖像處理類(lèi)與診斷類(lèi)的重點(diǎn)為提升分析結(jié)果準(zhǔn)確性。識(shí)別類(lèi)分析建立于特征識(shí)別技術(shù)，經(jīng)幀間對(duì)比與圖像識(shí)別方式實(shí)現(xiàn)人臉與車(chē)牌識(shí)別，廣泛應(yīng)用于靜態(tài)場(chǎng)景。行為類(lèi)分析建立于建模技術(shù)，常見(jiàn)模式建模與背景建模，廣泛應(yīng)用于動(dòng)態(tài)場(chǎng)景。圖像處理分析則主要對(duì)采集的圖像效果進(jìn)行判斷，借助視頻強(qiáng)化銳化、去霧、降噪、矯正等不同效果，提升圖像質(zhì)量。診斷類(lèi)分析即診斷視頻質(zhì)量，廣泛應(yīng)用于監(jiān)測(cè)視頻終端設(shè)備狀態(tài)，若出現(xiàn)云臺(tái)失控、偏色、雪花時(shí)則可立即啟動(dòng)故障分析報(bào)警[3]。

可視化智能識(shí)別技術(shù)流程如下文所述。

（1）加載算法過(guò)程：運(yùn)行系統(tǒng)前需設(shè)置視頻分析算法參數(shù)，例如在視頻分析系統(tǒng)中明確寫(xiě)入過(guò)濾目標(biāo)、覆蓋區(qū)域、分析模式等信息，系統(tǒng)根據(jù)參數(shù)運(yùn)行。

（2）背景建模與更新：系統(tǒng)會(huì)在啟動(dòng)視頻分析后率先開(kāi)展背景學(xué)習(xí)并建立背景模型，完成相關(guān)操作后則持續(xù)進(jìn)行自我優(yōu)化與維護(hù)以及更新背景圖像。

（3）目標(biāo)提取與跟蹤：完成建模后，系統(tǒng)根據(jù)提前設(shè)置參數(shù)信息提取與跟蹤目標(biāo)，運(yùn)用當(dāng)前背景圖像與背景圖像差分對(duì)此前景圖進(jìn)行檢測(cè)，該步驟也是分析視頻重要環(huán)節(jié)。

（4）目標(biāo)分類(lèi)與識(shí)別：系統(tǒng)經(jīng)模型培訓(xùn)并運(yùn)用已知目標(biāo)特征展開(kāi)訓(xùn)練，辨識(shí)、匹配和比對(duì)前期提取和跟蹤的目標(biāo)，達(dá)到對(duì)目標(biāo)與分類(lèi)目的。

（5）行為判斷與報(bào)警：完成前景建模、軌跡建立、目標(biāo)跟蹤以及識(shí)別分類(lèi)等一系列過(guò)程中，視頻分析可借助上述相關(guān)流程結(jié)果以及目標(biāo)出現(xiàn)地點(diǎn)、時(shí)間、大小、速度、停留時(shí)間等因素以及事先設(shè)置行為規(guī)則，實(shí)現(xiàn)視頻分析與緊急情況報(bào)警觸發(fā)等操作。

3 在電力安全生產(chǎn)管控中應(yīng)用可視化智能技術(shù)

在電力安全生產(chǎn)管控中應(yīng)用可視化智能識(shí)別技術(shù)能有效實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)監(jiān)管領(lǐng)域的智慧感知與處理，使安全監(jiān)管水平得到大幅度提升?；诳梢暬悄茏R(shí)別技術(shù)的監(jiān)控范圍較為廣泛，無(wú)需改變數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，即在安全生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)中融入計(jì)算機(jī)信息處理、環(huán)境感知能力各類(lèi)終端以及移動(dòng)通信等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)控復(fù)雜設(shè)備各個(gè)關(guān)鍵部位以及分析系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上提供相關(guān)輔助性決策信息，增強(qiáng)安全監(jiān)管能力。

縱觀當(dāng)前科學(xué)技術(shù)發(fā)展與實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，運(yùn)用可視化智能識(shí)別技術(shù)可有效監(jiān)管設(shè)備運(yùn)行安全、現(xiàn)場(chǎng)檢查、職業(yè)危害預(yù)防以及生產(chǎn)工序等[4]。與此同時(shí)，運(yùn)用智能識(shí)別技術(shù)可較好地對(duì)電力生產(chǎn)中的人員、設(shè)備、環(huán)境等實(shí)施管控，換而言之即對(duì)人的非安全行為、環(huán)境非安全因素、生產(chǎn)設(shè)備等實(shí)施管控，重點(diǎn)在于結(jié)合安全生產(chǎn)流程與電力生產(chǎn)過(guò)程管控程序、方法等為電力生產(chǎn)安全提供服務(wù)。

3.1 研發(fā)視頻圖像處理與聯(lián)動(dòng)應(yīng)用

通過(guò)對(duì)比分析設(shè)備指標(biāo)參數(shù)、身份、設(shè)備狀態(tài)等圖像信息對(duì)不符合規(guī)定要求的的環(huán)境指標(biāo)與設(shè)備指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行判斷，若發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)超出標(biāo)準(zhǔn)范圍則需立即發(fā)出警告提示并通知維修人員檢修。

3.2 基于可視智能識(shí)別技術(shù)的管理應(yīng)用

可在電力生產(chǎn)設(shè)備上粘貼安全標(biāo)簽，借助傳感器全方位辨別、分析以及在線(xiàn)計(jì)算生產(chǎn)中與安全因素相關(guān)的動(dòng)態(tài)與靜態(tài)信息，再借助接入設(shè)備實(shí)現(xiàn)信息與其他不同單元交互共享，從而達(dá)到隨時(shí)跟蹤電力生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)效果。

3.3 基于可視化智能識(shí)別技術(shù)的巡回檢查管理應(yīng)用

電力企業(yè)常用的設(shè)備檢查方式即日常巡檢，是檢測(cè)設(shè)備老化和故障的主要方式。設(shè)備巡檢員在日常巡檢中借助紙筆跟蹤記錄設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，這種人工方式相對(duì)耗費(fèi)時(shí)間和人力，最重要記錄結(jié)果準(zhǔn)確性欠佳，無(wú)法應(yīng)用于故障判斷分析，無(wú)形中浪費(fèi)資源。再加上人工檢查方式無(wú)人監(jiān)管，工作人員檢查工作是否到位以及數(shù)據(jù)真實(shí)性均無(wú)法判斷，所以，借助可視化智能識(shí)別技術(shù)就可解決上述問(wèn)題。例如在設(shè)置巡檢方案時(shí)為不同巡檢項(xiàng)目配置監(jiān)控點(diǎn)，且該技術(shù)具備設(shè)備不同監(jiān)控點(diǎn)以及智能分析能力，在日常巡檢工作中根據(jù)智能分析能力識(shí)別視頻圖像，結(jié)合分析結(jié)果判斷監(jiān)控點(diǎn)正常與否，同時(shí)在巡檢周期內(nèi)實(shí)施圖片抓拍策略并記錄全過(guò)程，再經(jīng)人工確認(rèn)。此外，運(yùn)用人工確認(rèn)方式可查看與確認(rèn)巡檢任務(wù)巡檢結(jié)果，支持根據(jù)巡檢結(jié)果調(diào)整人工并重新運(yùn)用巡檢再實(shí)施人工視頻巡檢，經(jīng)人工確認(rèn)視頻智能巡檢結(jié)果后可結(jié)束巡檢工作，運(yùn)用Excel導(dǎo)出巡檢結(jié)果并形成結(jié)果最終輸出[5]。

3.4 基于可視化智能識(shí)別技術(shù)下的環(huán)境監(jiān)控

在電力生產(chǎn)范圍中安裝漏水監(jiān)控、溫濕度監(jiān)控、易燃易爆氣體監(jiān)控、有毒氣體監(jiān)控并借助視頻監(jiān)控與紅外設(shè)防等對(duì)電力生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。上述感應(yīng)設(shè)備將在環(huán)境中監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)傳輸至網(wǎng)絡(luò)，便于管理員對(duì)電力生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控，如果數(shù)據(jù)超出正常范圍則需立即提示管理員查看，并立即查找源頭和采取相應(yīng)措施，降低安全事件發(fā)生率。視頻監(jiān)控技術(shù)因廣泛應(yīng)用的大數(shù)據(jù)而實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，在此過(guò)程中經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、數(shù)字監(jiān)控以及模擬監(jiān)控等不同階段，大數(shù)據(jù)為海量視頻數(shù)據(jù)分析提供便利[6]。由于視頻數(shù)據(jù)具有顯著的容量大以及高并發(fā)等特征，視頻資源在大數(shù)據(jù)時(shí)代才被計(jì)算機(jī)利用，與此同時(shí)，借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可有效應(yīng)用易燃易爆氣體監(jiān)控、有毒氣體監(jiān)控、漏水監(jiān)控以及溫濕度監(jiān)控等措施。

3.5 基于可視化智能識(shí)別技術(shù)下的人員定位

一般導(dǎo)致安全生產(chǎn)事故的重要因素即安全生產(chǎn)區(qū)域中的危險(xiǎn)區(qū)域、重點(diǎn)區(qū)域或作業(yè)區(qū)域中人員的不可見(jiàn)等，極有可能會(huì)造成無(wú)法預(yù)估的損失。運(yùn)用可視化智能識(shí)別技術(shù)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)人員活動(dòng)與環(huán)境并通過(guò)智能分析采集文字與圖像數(shù)據(jù)，判別其中危險(xiǎn)行為并發(fā)出報(bào)警提示，盡可能降低安全事件發(fā)生率。同時(shí)，通過(guò)統(tǒng)一管理作業(yè)視頻、作業(yè)人員、作業(yè)過(guò)程記錄等，運(yùn)用任務(wù)直接進(jìn)入監(jiān)控界面，無(wú)需人工翻閱監(jiān)控點(diǎn)視頻逐一查找，在此過(guò)程中可直接查看現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員狀態(tài)與作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)告警狀態(tài)[7]。

3.6 基于可視化智能識(shí)別技術(shù)下的運(yùn)行作業(yè)以及檢修作業(yè)研發(fā)

結(jié)合電力安全生產(chǎn)操作順序，合理運(yùn)用移動(dòng)手持設(shè)備與智能鎖具解決防誤操作，保證作業(yè)操作的強(qiáng)制性與準(zhǔn)確性。與此同時(shí)，根據(jù)檢修作業(yè)要求并結(jié)合可視化智能識(shí)別技術(shù)強(qiáng)化電力生產(chǎn)安全。運(yùn)用可視化智能識(shí)別技術(shù)建立電力生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)，由眾多終端構(gòu)成傳感器網(wǎng)絡(luò)并連接安全檢測(cè)傳感器，再經(jīng)信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至安全監(jiān)控系統(tǒng)并處理數(shù)據(jù)，用戶(hù)通過(guò)監(jiān)控點(diǎn)了解安全狀況，避免安全事故發(fā)生。

4 結(jié) 論

總之，隨著電力安全生產(chǎn)模式擴(kuò)大，對(duì)生產(chǎn)管控提出比以往更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)。在電力安全生產(chǎn)管控中應(yīng)用可視化智能識(shí)別技術(shù)能有效滿(mǎn)足對(duì)電廠人員異常管控的智能化與高效化，有效降低安保人員與安監(jiān)時(shí)間成本，大幅度提升電廠安全防范管理能力。與此同時(shí)，可視化智能識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用可智能化識(shí)別生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)與重要崗點(diǎn)，使電力生產(chǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控與事故隱患防范趨于可視化與數(shù)字化，最大限度降低安全事故發(fā)生率，保障電力生產(chǎn)作業(yè)安全。