電力線路施工現(xiàn)場(chǎng)安全智能管控研究

王勇 張敏

(河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)，河北 石家莊 050061)

0 引言

當(dāng)前，隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)程加快，電力線路建設(shè)項(xiàng)目發(fā)展空間巨大。相比其他工程建設(shè)項(xiàng)目，電力建設(shè)項(xiàng)目具有投資金額高、施工時(shí)間緊、技術(shù)難度大等特點(diǎn)，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理提出了更高要求。本文基于電力線路施工現(xiàn)場(chǎng)安全現(xiàn)狀，分析電力線路施工現(xiàn)場(chǎng)安全影響因素，構(gòu)建施工現(xiàn)場(chǎng)安全智能管控系統(tǒng)，并驗(yàn)證其應(yīng)用效果，旨在提高電力線路施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理水平。

1 電力線路施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理現(xiàn)存問題

電力線路施工現(xiàn)場(chǎng)安全事故分為偶然性事故和突發(fā)性事故，主要包括觸電、高空墜落、機(jī)械損傷、物體擊打、坍塌及其他傷害等。目前，電力線路施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理主要存在以下問題：

(1)對(duì)作業(yè)設(shè)備、作業(yè)區(qū)域以及作業(yè)行為的定位和監(jiān)測(cè)方式落后甚至缺失，無法預(yù)判可能出現(xiàn)的安全問題。

(2)現(xiàn)場(chǎng)帶電設(shè)備沒有警示標(biāo)志，導(dǎo)致工作人員誤入帶電區(qū)域或誤觸帶電設(shè)備。

(3)施工人員缺乏安全意識(shí)，不能及時(shí)處理安全隱患。同時(shí)，安全巡視不到位，施工人員作業(yè)水平較低。

2 電力線路施工現(xiàn)場(chǎng)安全影響因素及應(yīng)對(duì)措施

2.1 安全影響因素

電力線路施工現(xiàn)場(chǎng)安全影響因素主要包括三個(gè)方面，即人的因素、施工設(shè)備因素和施工環(huán)境因素。

(1)人的因素。通過梳理和研究相關(guān)文獻(xiàn)可知，施工現(xiàn)場(chǎng)人為因素直接或間接導(dǎo)致的安全事故占比較大，如規(guī)章制度執(zhí)行不嚴(yán)、日常管理和作業(yè)巡視松懈、施工人員安全意識(shí)淡薄、擅自更改安全操作規(guī)程等。

(2)施工設(shè)備因素。主要包括施工設(shè)備沒有定期維護(hù)和保養(yǎng)、在磨損狀態(tài)下作業(yè)、不符合安全技術(shù)性能要求等。此外，設(shè)備在處于帶電狀態(tài)時(shí)缺乏警示標(biāo)識(shí)也易導(dǎo)致安全事故。

(3)施工環(huán)境因素。室內(nèi)作業(yè)環(huán)境因素主要包括粉塵、噪聲等，室外作業(yè)環(huán)境因素主要包括天氣、溫濕度等。此外，火花、高壓電、尖銳物品等也可能導(dǎo)致安全事故。

2.2 應(yīng)對(duì)措施

(1)現(xiàn)場(chǎng)勘查。提前對(duì)施工作業(yè)環(huán)境進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查，明確施工線路的停電范圍、鋪設(shè)位置及方式、鄰近線路走向、帶電部位等，并做好風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施。

(2)加強(qiáng)培訓(xùn)。應(yīng)保證施工作業(yè)人員具有上崗資質(zhì)和設(shè)備操作能力。在正式施工前，進(jìn)行規(guī)范的崗前培訓(xùn)，提升作業(yè)人員的安全意識(shí)。

(3)設(shè)備定期維護(hù)。應(yīng)定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，確保施工設(shè)備處于正常使用狀態(tài)。

(4)安全警示。提前設(shè)立安全標(biāo)識(shí)牌和警示標(biāo)志，如停電、高壓危險(xiǎn)、接地等。同時(shí)，提高施工作業(yè)人員安全意識(shí)。

3 構(gòu)建電力線路施工現(xiàn)場(chǎng)安全智能管控系統(tǒng)

電力線路施工現(xiàn)場(chǎng)安全智能管控系統(tǒng)主要包括6個(gè)子系統(tǒng)：人員定位系統(tǒng)、人臉識(shí)別系統(tǒng)、施工人員管理系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、設(shè)備控制系統(tǒng)、巡檢系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1 電力線路施工現(xiàn)場(chǎng)安全智能管控系統(tǒng)

3.1 人員定位系統(tǒng)

對(duì)施工范圍內(nèi)的作業(yè)人員進(jìn)行定位，對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行危險(xiǎn)等級(jí)劃分，實(shí)時(shí)將施工現(xiàn)場(chǎng)人員信息數(shù)據(jù)回傳至監(jiān)管人員，一方面，確保作業(yè)人員處于安全作業(yè)范圍內(nèi)；另一方面，便于調(diào)度人員隨時(shí)調(diào)度指揮。該系統(tǒng)可對(duì)作業(yè)人員軌跡進(jìn)行分析并自動(dòng)生成數(shù)據(jù)報(bào)告，上傳至施工檔案。

3.2 人臉識(shí)別系統(tǒng)

通過多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人臉識(shí)別技術(shù)遠(yuǎn)程驗(yàn)證施工人員身份。此外，如果施工人員進(jìn)行危險(xiǎn)作業(yè)或操作不規(guī)范，該系統(tǒng)能夠及時(shí)提醒作業(yè)人員并發(fā)出警示，避免人為因素導(dǎo)致的施工風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 施工人員管理系統(tǒng)

按工種性質(zhì)和作業(yè)區(qū)域?qū)κ┕がF(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行劃分，對(duì)不同區(qū)域的人員授予不同的進(jìn)入權(quán)限；將每個(gè)施工人員的工卡信息錄入系統(tǒng)，在刷卡和人臉識(shí)別驗(yàn)證通過后才能進(jìn)入作業(yè)區(qū)域。一旦非該崗位權(quán)限人員進(jìn)入危險(xiǎn)作業(yè)區(qū)域，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)報(bào)警提示，并記錄非法闖入人員的相關(guān)信息。

3.4 環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)顯示施工現(xiàn)場(chǎng)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的環(huán)境數(shù)據(jù)。當(dāng)出現(xiàn)惡劣天氣征兆時(shí)，該系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)分析環(huán)境數(shù)據(jù)并發(fā)出警示，保障電力線路施工作業(yè)環(huán)境的安全。

3.5 設(shè)備控制系統(tǒng)

設(shè)備控制系統(tǒng)能夠遠(yuǎn)程控制作業(yè)設(shè)備，如控制設(shè)備的開/停狀態(tài)等。作業(yè)人員操作失誤或設(shè)備處于帶電等危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)，安全人員可通過設(shè)備控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程關(guān)停該設(shè)備。同時(shí)，該系統(tǒng)能夠自動(dòng)記錄施工設(shè)備的遠(yuǎn)程控制操作信息，包括操作人員信息、操作項(xiàng)目、設(shè)備編號(hào)、操作時(shí)間等，有效提升了設(shè)備管理的效率。

3.6 巡檢系統(tǒng)

巡檢是施工現(xiàn)場(chǎng)安全管控的重要環(huán)節(jié)。巡檢系統(tǒng)的主要作用是輔助監(jiān)管施工作業(yè)中出現(xiàn)的違規(guī)問題，并對(duì)施工設(shè)備、施工環(huán)境進(jìn)行日常巡視檢查。同時(shí)，對(duì)不符合安全施工規(guī)范的問題進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、上報(bào)和分析，保證施工作業(yè)的安全性。

4 施工現(xiàn)場(chǎng)安全智能管控系統(tǒng)特點(diǎn)與應(yīng)用效果

對(duì)于電力線路施工單位而言，風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和管控是現(xiàn)場(chǎng)安全管理的必要前提。由于電力線路施工大多為戶外作業(yè)，施工區(qū)域跨度大、施工環(huán)境復(fù)雜、施工設(shè)備雜亂、施工人員流動(dòng)性大，難以實(shí)時(shí)掌握施工人員和設(shè)備狀態(tài)，安全管理面臨巨大挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)的安全管控以人工方式為主，難以進(jìn)行全面、深入的定期排查和日常巡檢。同時(shí)，由于人工方式具有一定的主觀性，容易出現(xiàn)安全疏漏。當(dāng)前，人工智能在各行各業(yè)得到廣泛應(yīng)用。工程項(xiàng)目可以通過智能管控系統(tǒng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)安全進(jìn)行監(jiān)督和管控。通過先進(jìn)的信息管理方式實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的可視化管理，便于及時(shí)掌握施工現(xiàn)場(chǎng)人員狀態(tài)，提高施工安全管理效率。

4.1 系統(tǒng)特點(diǎn)

針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)安全管控的不同需求，該系統(tǒng)集成了定位技術(shù)、即時(shí)通信技術(shù)、人臉識(shí)別技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、線性調(diào)頻擴(kuò)頻技術(shù)等，能夠有效提升現(xiàn)場(chǎng)安全管理水平和效率。該系統(tǒng)主要特點(diǎn)如下：

(1)簡(jiǎn)便性。主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：①原理簡(jiǎn)單，運(yùn)用Alliswell定位技術(shù)按需定位；②安裝方便，利用無線系統(tǒng)，無須鋪設(shè)線路；③架構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)涵蓋多個(gè)子系統(tǒng)，便于集中管控。

(2)穩(wěn)定性。主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：①性能穩(wěn)定；②運(yùn)行穩(wěn)定。

(3)可靠性。主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：①傳輸可靠，通過無線傳輸，設(shè)有20個(gè)信道；②數(shù)據(jù)可靠，在遇到突發(fā)通信故障時(shí)，數(shù)據(jù)可自動(dòng)存儲(chǔ)在多功能分站中，待通信恢復(fù)后，自動(dòng)將留存的數(shù)據(jù)傳回至控制中心。

(4)實(shí)用性?？筛鶕?jù)不同場(chǎng)景和不同需求進(jìn)行定位方式和定位精度的選擇，人臉識(shí)別技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工人員的遠(yuǎn)程身份核驗(yàn)。

(5)免干擾性。該系統(tǒng)不會(huì)被其他無線設(shè)備干擾，也不會(huì)對(duì)其他無線設(shè)備產(chǎn)生干擾。在出現(xiàn)同頻信號(hào)時(shí)，為避免碰撞，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)整。

4.2 具體應(yīng)用

以A市某500kV線路工程為例，分析施工現(xiàn)場(chǎng)安全智能管控系統(tǒng)在該項(xiàng)目中的應(yīng)用，具體如下：

(1)全覆蓋的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。按照國家電網(wǎng)公司基建施工管理要求，三級(jí)及以上風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)點(diǎn)應(yīng)實(shí)時(shí)開啟視頻監(jiān)控系統(tǒng)(可360°旋轉(zhuǎn)高清球機(jī))，通過球機(jī)內(nèi)置信號(hào)卡實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸。同時(shí)，白天作業(yè)時(shí)應(yīng)不間斷向后臺(tái)傳輸現(xiàn)場(chǎng)視頻信息，便于安全監(jiān)督人員遠(yuǎn)程檢查。通過該系統(tǒng)，一人可同時(shí)監(jiān)控多個(gè)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，節(jié)約了企業(yè)的人力成本，提高了安全管理人員的工作效率。

(2)現(xiàn)場(chǎng)違章智能監(jiān)控識(shí)別系統(tǒng)。利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況，但是需要專職人員實(shí)時(shí)監(jiān)控，導(dǎo)致人工審核工作量增加且存在遺漏隱患。鑒于此，該系統(tǒng)利用百度EasyDL定制化訓(xùn)練和服務(wù)平臺(tái)實(shí)時(shí)識(shí)別圖像技術(shù)，結(jié)合實(shí)時(shí)識(shí)別違章行為的圖像技術(shù)，在發(fā)現(xiàn)違章行為或安全隱患時(shí)，自動(dòng)向相關(guān)責(zé)任人上報(bào)。同時(shí)，實(shí)時(shí)通知現(xiàn)場(chǎng)人員及時(shí)排查或通過聯(lián)動(dòng)廣播及時(shí)處理安全隱患，確保現(xiàn)場(chǎng)安全，有效降低了人力成本，提高了安全管理質(zhì)量。

(3)其他應(yīng)用。電力線路施工的主要風(fēng)險(xiǎn)包括吊裝超載、設(shè)備以小代大、鋼絲繩拉線角度過大等。因此，采用智能化施工方式監(jiān)測(cè)吊車、抱桿等常用吊裝設(shè)備起吊重量及抱桿傾角，在監(jiān)測(cè)設(shè)備中提前預(yù)設(shè)安全角度及鋼絲繩破斷力指標(biāo)，保證設(shè)備在作業(yè)過程中受力穩(wěn)定，提升作業(yè)過程的安全性。

4.3 應(yīng)用效果

(1)節(jié)約成本。相比傳統(tǒng)的安全監(jiān)控方式，該系統(tǒng)一方面降低了線路鋪設(shè)、安裝及維護(hù)成本；另一方面，節(jié)約了人力資源、降低了人員成本?；谠撝悄芄芸叵到y(tǒng)，只需少量管理人員即可實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員的遠(yuǎn)程定位和監(jiān)控，體現(xiàn)了遠(yuǎn)距離、高效率、低消耗、低成本的優(yōu)勢(shì)。此外，通過對(duì)施工設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行記錄，有助于管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并進(jìn)行維修，有效提升了現(xiàn)場(chǎng)安全管理水平。

(2)提升工作效率。人臉識(shí)別技術(shù)可以存儲(chǔ)和識(shí)別巡檢和施工人員的身份信息，實(shí)現(xiàn)了對(duì)人員身份信息的遠(yuǎn)程核驗(yàn)，使得人員管理更加高效、快捷、精準(zhǔn)；智能管控代替了以填表為主的傳統(tǒng)巡檢工作方式，保證了巡檢工作統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化，提升了管理效率。

(3)提高安全性。通過對(duì)施工安全事故研究分析可知，人為因素導(dǎo)致的安全事故較為突出。由于人員流動(dòng)性較大且不可控因素較多，“以人管人”的方式難免存在疏漏。利用智能管控系統(tǒng)對(duì)施工人員、施工流程、施工設(shè)備進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理，能夠有效減少人員操作不規(guī)范、串崗/離崗等問題，從源頭上消除安全隱患。

(4)及時(shí)應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況。智能管控系統(tǒng)能夠保證施工進(jìn)程、施工設(shè)備狀態(tài)、施工人員運(yùn)動(dòng)軌跡等處于安全監(jiān)管范圍內(nèi)。一旦出現(xiàn)突發(fā)狀況，巡視和救援人員可以及時(shí)采取相應(yīng)措施，最大限度地降低了不利影響。

5 結(jié)語

當(dāng)前，信息化技術(shù)發(fā)展迅猛，智能系統(tǒng)在各行各業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。本文以A市某500kV線路工程為例，分析了智能管控系統(tǒng)在該工程施工現(xiàn)場(chǎng)的具體應(yīng)用。通過實(shí)踐驗(yàn)證可知，智能管控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目信息管理的統(tǒng)一化、工作流程的規(guī)范化，改變了原有施工現(xiàn)場(chǎng)落后的管理模式，提升了施工作業(yè)的安全指數(shù)和工作效率，有效減少了施工現(xiàn)場(chǎng)安全隱患。未來，隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，智能化管控系統(tǒng)也將不斷更新和完善。