張思遠(yuǎn),朱成亮,過佳平,聞飛翔,周 剛
(國網(wǎng)浙江省電力有限公司嘉興供電公司,浙江 嘉興 314000)
變電站是電力系統(tǒng)的主要運(yùn)行單位,由于電力資源在社會中的特殊應(yīng)用地位,其穩(wěn)定持續(xù)工作是變電站工作的首要目標(biāo)[1]。在變電站現(xiàn)場作業(yè)過程中,違章對電力生產(chǎn)運(yùn)行會產(chǎn)生嚴(yán)重的影響,因此一定要嚴(yán)格操控,防患于未然,充分依托于安全管理的保障體系和監(jiān)督體系,盡量減少這種危險(xiǎn)狀況的發(fā)生[2]。變電運(yùn)檢現(xiàn)場的管控首先取決于人員的安全意識、技術(shù)技能水平等多方面因素。經(jīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),影響檢修現(xiàn)場安全的主要原因源于作業(yè)人員不規(guī)范行為,文章介紹了通過基于人工智能的變電運(yùn)檢現(xiàn)場安全管控系統(tǒng)的應(yīng)用,有效對現(xiàn)場人員行為性違章進(jìn)行管控,同時(shí)提高人員安全責(zé)任意識,提升現(xiàn)場本質(zhì)安全,保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
因作業(yè)需求,在現(xiàn)場除班組成員外還有廠家人員參與作業(yè),由于作業(yè)人員在安全意識上存在較大的差異,導(dǎo)致現(xiàn)場違章管控問題較難解決?,F(xiàn)階段安全監(jiān)察通過現(xiàn)場稽查和遠(yuǎn)程視頻稽查實(shí)現(xiàn),而現(xiàn)場稽查存在檢查時(shí)效性較差的問題, 遠(yuǎn)程視頻稽查雖能做到全過程視頻監(jiān)控,但存在人員視覺疲勞、不能及時(shí)互動(dòng)等風(fēng)險(xiǎn)因素。公司在推進(jìn)“運(yùn)檢合一”作業(yè)模式下,如何提升變電作業(yè)現(xiàn)場安全管控能力已成為當(dāng)下新的挑戰(zhàn)。
為加強(qiáng)變電運(yùn)檢現(xiàn)場安全管理,強(qiáng)化人員安全意識,避免因安全生產(chǎn)未落穩(wěn)、采取措施不全面引起的各類安全責(zé)任性事故,全面提高作業(yè)現(xiàn)場安全生產(chǎn)管控能力,嘉興供電公司針對現(xiàn)場作業(yè)違章問題開展專項(xiàng)安全稽查調(diào)研工作。
數(shù)據(jù)顯示,從2020年1月至2020年12月通過專項(xiàng)稽查對變電運(yùn)檢現(xiàn)場進(jìn)行違章類型匯總,結(jié)果表明變電運(yùn)檢現(xiàn)場的行為性違章占比較大,具體如圖1所示。
圖1 現(xiàn)場違章數(shù)量對比圖
從分析中發(fā)現(xiàn),行為性違章占比高達(dá)96%,強(qiáng)化現(xiàn)場人員管理,增強(qiáng)作業(yè)安全管控勢在必行。
從目前現(xiàn)狀實(shí)際情況分析,變電運(yùn)檢現(xiàn)場安全管控難的問題主要存在于以下幾點(diǎn)。
如今大型綜合檢修作業(yè)現(xiàn)場作業(yè)人員組成較雜,有本單位職工、外來廠家人員等,現(xiàn)場作業(yè)人員的安全意識差距較大,尤其是外來人員安全意識較為薄弱。
變電運(yùn)檢現(xiàn)場作業(yè)點(diǎn)多、作業(yè)面廣,容易出現(xiàn)各專業(yè)相互配合不足等問題,安全管控難度較大。
現(xiàn)階段安全監(jiān)督工作主要依賴于人工操作,可能存在人員疲勞、視野盲區(qū)等問題,難以對每一項(xiàng)現(xiàn)場作業(yè)做到全流程、全方位的安全管控。
從以上分析原因來看,僅通過人工管制難以滿足對變電運(yùn)檢現(xiàn)場安全實(shí)現(xiàn)“全方位,智能化”的管控效果,使現(xiàn)場安全水平提升面臨巨大挑戰(zhàn)。
從近幾年的現(xiàn)場安全稽查情況來看,當(dāng)前變電運(yùn)檢作業(yè)現(xiàn)場還存在著一定數(shù)量的違章及不規(guī)范行為。為減少人員違章的安全隱患,提升現(xiàn)場安全管控能力,公司開發(fā)出基于人工智能的變電運(yùn)檢現(xiàn)場安全管控系統(tǒng),該系統(tǒng)通過感知層實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場人員動(dòng)態(tài)的捕獲,通過平臺層實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場作業(yè)數(shù)據(jù)的采集及傳輸,通過應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場違章行為的記錄及反饋,三層構(gòu)架環(huán)環(huán)相扣,嚴(yán)防現(xiàn)場違章行為的發(fā)生,使得現(xiàn)場安全達(dá)到“可控、在控、不失控”的目標(biāo)。
基于人工智能的變電運(yùn)檢現(xiàn)場安全管控系統(tǒng)總體架構(gòu)中感知層、平臺層和應(yīng)用層3層架構(gòu)體系,如圖2所示。
圖2 系統(tǒng)架構(gòu)圖
感知層:主要為前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備,由包括監(jiān)控槍機(jī)、三維激光設(shè)備、跟蹤球機(jī)等感知型裝置組成。
平臺層:主要包括變電站三維實(shí)景模型和人工智能分析平臺。
應(yīng)用層:主要包括智能監(jiān)測、智能預(yù)警、智能管理等功能的可視化應(yīng)用。
4.1.1 監(jiān)控槍機(jī)
主要感知工作區(qū)域出入口的過道圖像信息,可以收集經(jīng)過人員數(shù)量、安全帽佩戴、工作服穿著等信息。
4.1.2 三維激光設(shè)備
主要采集作業(yè)區(qū)人員動(dòng)作、安全工器具、登高車輛等的空間和圖像數(shù)據(jù),協(xié)助實(shí)現(xiàn)對長梯搬運(yùn)、登高系扣安全帶等行為的實(shí)時(shí)判別。
4.1.3 跟蹤球機(jī)
當(dāng)有行為被判定為違規(guī)行為時(shí),球機(jī)將啟用語音會話裝置輸出相關(guān)語音信息并啟用視頻錄制功能錄制相關(guān)畫面。
4.2.1 三維實(shí)景模型
三維實(shí)景模型建立:首先對變電站進(jìn)行全站激光掃描和拍照,通過數(shù)據(jù)匹配,建立三維實(shí)景空間模型。
實(shí)景模型數(shù)據(jù)化:對三維模型中的所有電力設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)化、部件化,如1#主變壓器、2#主變壓器等,使其具有雙重命名。
4.2.2 人工智能分析
算法建立:針對各作業(yè)區(qū)域,通過實(shí)際操作,獲取大量現(xiàn)場作業(yè)視頻圖像,錄入人工智能主機(jī)中學(xué)習(xí),建立獨(dú)特的人工智能算法。經(jīng)過學(xué)習(xí)后主機(jī)的對現(xiàn)場行為展開對比和分析,能夠準(zhǔn)確判定現(xiàn)場違規(guī)行為。
信息傳輸:將主機(jī)判定為違規(guī)行為的信息傳輸至跟蹤球機(jī),由其做出針對性反應(yīng),同時(shí)對違規(guī)行為的發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)等信息通過跟蹤球機(jī)進(jìn)行記錄并反送回主機(jī)。
4.3.1 智能監(jiān)測
通過感知層采集的數(shù)據(jù)及平臺層算法的分析可以對作業(yè)人員是否超范圍工作、作業(yè)區(qū)內(nèi)人員是否正確佩戴安全帽、人員或機(jī)具與帶電體是否保持規(guī)定的安全距離、作業(yè)完成后現(xiàn)場是否清理干凈等內(nèi)容進(jìn)行識別從而達(dá)成對現(xiàn)場違規(guī)行為的智能監(jiān)測。
4.3.2 智能預(yù)警
當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測到違規(guī)行為時(shí),可以通過離作業(yè)人員最近的跟蹤球機(jī)通知和警告現(xiàn)場人員,及時(shí)采取糾正措施,改正行為及狀態(tài)。
4.3.3 智能管理
在對違章行為預(yù)警過程中,跟蹤球機(jī)自動(dòng)錄制該時(shí)間段現(xiàn)場作業(yè)視頻并反送回主機(jī),同時(shí)在系統(tǒng)頁面上提示并展示該段視頻,便于管理人員查看違規(guī)具體狀態(tài)信息。
通過基于人工智能的變電運(yùn)檢現(xiàn)場安全管控系統(tǒng)的應(yīng)用,針對電力現(xiàn)場作業(yè)行為,可以對違規(guī)現(xiàn)象進(jìn)行智能監(jiān)測和預(yù)警,有效減輕了安監(jiān)人員的管控壓力,使人員疲勞監(jiān)管、視頻視野盲區(qū)等問題得到有效緩解,同時(shí)通過其智能管理使得現(xiàn)場作業(yè)人員安全意識極大提升,自我保護(hù)意識增強(qiáng),并且加強(qiáng)了各檢修班組間的協(xié)作配合度,使得現(xiàn)場安全管控深入人心。
嘉興供電公司通過應(yīng)用基于人工智能的變電運(yùn)檢現(xiàn)場安全管控系統(tǒng),在2021年期間通過現(xiàn)場及遠(yuǎn)程稽查等方式對變電運(yùn)檢現(xiàn)場進(jìn)行安全檢查匯總統(tǒng)計(jì),作業(yè)現(xiàn)場的人員違章行為大幅減少,具體如圖3所示。
圖3 違章數(shù)量對比圖
從以上匯總情況分析,現(xiàn)場行為性違章由2020年度的56起下降到2021年度的21起,下降比例高達(dá)63%,通過基于人工智能的變電運(yùn)檢現(xiàn)場安全管控系統(tǒng)的應(yīng)用,做到及時(shí)監(jiān)察、警告、制止、整改、學(xué)習(xí),達(dá)到變電現(xiàn)場作業(yè)安全可靠的目的,使現(xiàn)場作業(yè)人員違章的問題得到有效管控,治理成效明顯。
當(dāng)前雖成功應(yīng)用了基于人工智能的變電運(yùn)檢現(xiàn)場安全管控系統(tǒng),但目前尚存不足之處。
由于該系統(tǒng)對行為大數(shù)據(jù)的積累尚有欠缺,在視角狹小區(qū)域?qū)`章行為判斷存在模糊邊界,須要在日后的使用實(shí)踐中對該方面重點(diǎn)加以積累、分析,便于系統(tǒng)在任何條件下均能作出正確判斷。
目前,該系統(tǒng)僅在部分變電站開展實(shí)質(zhì)應(yīng)用。嘉興供電公司計(jì)劃將該系統(tǒng)逐步推廣,爭取對所轄變電站實(shí)現(xiàn)智能全覆蓋,做到轄區(qū)內(nèi)作業(yè)安全“無死角”的管控模式,達(dá)到作業(yè)現(xiàn)場安全“可控、在控、不失控”的目標(biāo)。