數(shù)字化技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用

羅曦 宣偉錫 華偉明

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司無錫供電分公司 江蘇 無錫 214000

引言

在國網(wǎng)公司提出的雙碳落地戰(zhàn)略背景下，電力工程建設(shè)時(shí)需要向高質(zhì)量方向發(fā)展。根據(jù)現(xiàn)階段對(duì)“十四五”規(guī)劃方案的研討與對(duì)“雙碳”實(shí)踐措施的落地實(shí)踐情況看，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用可以為其電力工程賦能、賦智，并在降低工程生產(chǎn)建設(shè)中碳排放的情況下，通過智慧化、綠色化管理提升建設(shè)項(xiàng)目質(zhì)量。自我國于2009年提出“感知中國”戰(zhàn)略以來，數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展與推廣應(yīng)用越來越多，2015年以數(shù)字化技術(shù)為主的產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過了50億元人民幣。而且，在“互聯(lián)網(wǎng)+”改革政策與“雙碳”政策的出并實(shí)施的過程中，數(shù)字化技術(shù)已在加快各行業(yè)諸領(lǐng)域的建設(shè)項(xiàng)目方面發(fā)揮了重大作用。因此，在我國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展階段，有必要進(jìn)一步增強(qiáng)數(shù)字化技術(shù)在建設(shè)項(xiàng)目管理創(chuàng)新中的運(yùn)用，為提高社會(huì)全要素生產(chǎn)率提供技術(shù)支持。

1 電力工程數(shù)字化管理創(chuàng)新需求

20世紀(jì)末MITauto-ID中心在研究RFID技術(shù)時(shí)正式了數(shù)字化技術(shù)，現(xiàn)階段該技術(shù)已成為智慧電力工程建設(shè)中的重要技術(shù)。從實(shí)踐應(yīng)用情況看，包括了RFID技術(shù)、5G技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)等。由于數(shù)字技術(shù)應(yīng)用時(shí)包括了獨(dú)立應(yīng)用與聯(lián)合應(yīng)用，而且以多種技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用為主，因此電力工程數(shù)字化管理實(shí)踐中，需要進(jìn)行配套的創(chuàng)新才能較好地達(dá)到數(shù)字化應(yīng)用目標(biāo)[1]。當(dāng)前正值電力行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展時(shí)期，對(duì)數(shù)字化管理的需求相對(duì)增長，在電力工程建設(shè)項(xiàng)目管理中，可以選擇現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)學(xué)中的生產(chǎn)要素配置理論，結(jié)合不同的行業(yè)發(fā)展階段，選擇適配性較高的配置方案，滿足其管理創(chuàng)新需求。例如，在電力企業(yè)的數(shù)字化建設(shè)項(xiàng)目管理實(shí)踐中，早期主要以土地要素配置主導(dǎo)，旨在建立管理基地，中期階段，轉(zhuǎn)變到了資本要素主導(dǎo)配置方式上，預(yù)期通過資本主導(dǎo)搭建物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。進(jìn)入到高質(zhì)量發(fā)展階段后，電力企業(yè)則形成了技術(shù)要素主導(dǎo)，其他要素配套配置的方式，由此也增強(qiáng)了項(xiàng)目管理模式、管理技術(shù)、管理方法的創(chuàng)新。分述如下：

1.1 管理模式創(chuàng)新

在電力工程早期的信息化管理過程中，創(chuàng)建了“線上+線下”的基本管理模式，但是，早期應(yīng)用時(shí)重點(diǎn)集中在信息采集、信息存儲(chǔ)、信息傳輸、信息查詢等方面，線上管理的指導(dǎo)性相對(duì)較弱，而且在與電力工程現(xiàn)場管理之間的交互性不強(qiáng)，較難達(dá)到預(yù)期的管理目標(biāo)。應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)后，在數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用后，雖然仍以“線上+線上”的基本管理模式為主，然而，由于數(shù)字化管理平臺(tái)屬于多技術(shù)組合應(yīng)用平臺(tái)，具有集成性、開放性、數(shù)據(jù)化管理特征的影響[2]。在該管理模式下，實(shí)際上突出了管理的多樣性，電力企業(yè)管理人員可以選擇不同的接入技術(shù)，開展多元化管理。例如，選擇大數(shù)據(jù)技術(shù)、BIM技術(shù)、自動(dòng)監(jiān)測技術(shù)后，均可以形成不同形式的管理方案。

1.2 管理技術(shù)創(chuàng)新

雖然在電力工程建設(shè)項(xiàng)目中應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)時(shí)，可以選擇多種適配性較好的數(shù)字化技術(shù)，提高管理效率，擴(kuò)增管理效用?？墒?，對(duì)于不同數(shù)字技術(shù)應(yīng)用時(shí)主要以其功能為主，因而在管理技術(shù)選擇后，還面臨著功能開發(fā)與挖掘的問題。同時(shí)，對(duì)于不同管理技術(shù)進(jìn)行資源整合或功能對(duì)接時(shí)，往往需要?jiǎng)?chuàng)新一些管理技術(shù)。包括科學(xué)技術(shù)層面的技術(shù)創(chuàng)新，與管理技術(shù)層面的技術(shù)創(chuàng)新。例如，在電力工程數(shù)字化管理實(shí)踐中，牽涉到輸變電工程、線路工程、擴(kuò)建工程、綜合后勤、配網(wǎng)工程等，項(xiàng)目數(shù)量、總投資金額、變電容量均比較大，而且線路長度達(dá)到千萬公里。此時(shí)，不僅要基于工程量清單，制作總項(xiàng)目、分部項(xiàng)目、子項(xiàng)目要素清單，還需要對(duì)其中的指標(biāo)進(jìn)行細(xì)化處理，并以人機(jī)結(jié)合的方式搭建要素庫、指標(biāo)庫等。此時(shí)，為了提高數(shù)據(jù)庫建設(shè)效率，可以利用BIM技術(shù)中的算量模型軟件，將CAD二維平面圖導(dǎo)入到軟件中生成相關(guān)的要素庫、數(shù)據(jù)庫等。

圖1 某電力企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程建設(shè)項(xiàng)目中的智慧管控平臺(tái)示意

1.3 管理方法創(chuàng)新

近年來，我國電力行業(yè)正在實(shí)施新能源改革，增加了光伏、風(fēng)電、地?zé)岚l(fā)電等項(xiàng)目后，其中牽涉到分布式管理，而且，各項(xiàng)目中又牽涉到綠色施工、人員定位、視頻監(jiān)控、安全質(zhì)量管控、綠色建造、可視化管理等[3]。此時(shí)，在具體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、采購、施工、運(yùn)維各環(huán)節(jié)，均要對(duì)上述管理要素進(jìn)行同步管理，如果采用常規(guī)的項(xiàng)目管理辦法，并不能滿足管理需求。在應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)后，可以通過數(shù)字化建設(shè)方式搭建項(xiàng)目智慧管控平臺(tái)，針對(duì)項(xiàng)目實(shí)施全過程管理。并在該方式下，一方面圍繞項(xiàng)目建設(shè)諸環(huán)節(jié)開展系統(tǒng)管理。另一方面可以針對(duì)上述管理需求開展專項(xiàng)管理。進(jìn)而形成“系統(tǒng)管理+專項(xiàng)管理”相結(jié)合的協(xié)同管理辦法。尤其在專項(xiàng)管理方面，既可以獨(dú)立的將管理方案貫徹到具體項(xiàng)目，也能夠通過平臺(tái)上的數(shù)據(jù)交互通道，開展實(shí)時(shí)的交流與溝通，有效落實(shí)協(xié)同管理，提高管理效率。

2 數(shù)字化技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用分析

下面以某電力工程數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用為例，分別對(duì)施工現(xiàn)場的人員安全管理、施工現(xiàn)場違章情況實(shí)時(shí)監(jiān)控管理、施工現(xiàn)場物料出入庫管理、綠色施工管理展開具體分析。

2.1 對(duì)施工現(xiàn)場的人員安全管理

首先，通過項(xiàng)目智慧管控平臺(tái)，建立了“在線指導(dǎo)+現(xiàn)場施工”的混合管理模式，按照施工現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集（包括攝像頭、設(shè)備傳感器、手持?jǐn)?shù)據(jù)采集設(shè)備等）、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析、生成報(bào)表、調(diào)整施工現(xiàn)場管理方案的基本流程，在安全質(zhì)量模塊中，根據(jù)全部、本月、本日的歷史記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)管理。其次，通過人員定位模塊，借助安全帽及相關(guān)防護(hù)服中的傳感器，即時(shí)的定位施工人員的位置，對(duì)比施工人員與安全管理中設(shè)置的安全距離等，較好地達(dá)到對(duì)施工現(xiàn)場人員的安全管理目標(biāo)，而且在實(shí)時(shí)的隱患抓拍條件下能夠?qū)撛诘陌踩[患做出快速分析，并利用在線指導(dǎo)合理防控安全事故的發(fā)生。

2.2 對(duì)施工現(xiàn)場違章情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控管理

應(yīng)用項(xiàng)目智慧管控平臺(tái)的最大優(yōu)勢集中在在線監(jiān)測與數(shù)據(jù)分析兩個(gè)方面。以施工現(xiàn)場常見的“三違”現(xiàn)象為例，360度全景攝像頭始終處于動(dòng)態(tài)隱患抓取狀態(tài)，可以即時(shí)拍攝施工現(xiàn)場的違章情況。當(dāng)違章信息以文字、圖片、影像等形式上傳到平臺(tái)之后，系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù)設(shè)的“違章范例庫”，快速對(duì)比是否存在違章情況，并對(duì)其進(jìn)行判別，以快速響應(yīng)預(yù)警的方式顯示到桌面[4]。對(duì)于一些較難判的實(shí)例，則可以通過預(yù)測評(píng)價(jià)將預(yù)警信息傳遞給現(xiàn)場施工管理人員，由現(xiàn)場施工管理人員做進(jìn)一步分析與判斷。從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)看，對(duì)施工現(xiàn)場的在線監(jiān)測較好的提高了對(duì)違章情況的監(jiān)督與防治，有利于保障施工安全。

2.3 對(duì)施工現(xiàn)場物料的出入庫管理

在該建設(shè)項(xiàng)目中，物料成本占到了總投資的五成以上，而且，由于工種較多，對(duì)于物料的需求一直處于動(dòng)態(tài)狀態(tài)。尤其是受到材料市場價(jià)格變化的影響，從物料采購到出入庫管理，以及廢料回收均需要實(shí)施全面管理。以施工現(xiàn)場物料的出入庫管理為例，物料進(jìn)場通過驗(yàn)收后可以直接入庫堆放，并由管理人員通過掃描、人工記錄的綜合方式建立物料入庫數(shù)據(jù)庫。當(dāng)材料出庫時(shí)，按照同樣的信息管理方式可以建立出庫數(shù)據(jù)庫。兩個(gè)數(shù)據(jù)庫之間形成了對(duì)應(yīng)關(guān)系，當(dāng)出庫材料數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，物料入庫數(shù)據(jù)即刻發(fā)生變化，并上傳至采購部門。不僅提高了出入庫管理效率，也使物料管理中的供應(yīng)鏈實(shí)現(xiàn)了全面管理。

2.4 利用數(shù)字設(shè)備保證綠色施工標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用原理十分明確，PC端以平臺(tái)數(shù)據(jù)分析為主，終端則利用物聯(lián)設(shè)備對(duì)各項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。以本項(xiàng)目為例，能完設(shè)置風(fēng)速、雨水、霧霾等物聯(lián)設(shè)備，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測施工環(huán)境，并根據(jù)設(shè)備煙氣排放監(jiān)測儀器、噪音污染裝置、揚(yáng)塵監(jiān)測儀等，全面實(shí)施綠色施工管理，保障施工現(xiàn)場達(dá)到國家綠色施工標(biāo)準(zhǔn)要求等。

3 結(jié)束語

總之，數(shù)字化技術(shù)在建設(shè)項(xiàng)目中的應(yīng)用牽涉到多項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用，需要配套大量資源，因此在新時(shí)期的項(xiàng)目管理實(shí)踐中，有必要按照生產(chǎn)要素配置理論，構(gòu)建技術(shù)要素主導(dǎo)，其他各項(xiàng)要素配套配置的基本方式，進(jìn)而推動(dòng)項(xiàng)目管理創(chuàng)新。結(jié)合上述分析，建議在不同的工程中選擇適配性較高的技術(shù)搭建電力工程建設(shè)項(xiàng)目智慧管控平臺(tái)，并配合管理模式、管理技術(shù)、管理方法方面的創(chuàng)新思路，在具體工程中使數(shù)字化技術(shù)獲得有效運(yùn)用，提高此類建設(shè)項(xiàng)目的全要素生產(chǎn)率。