基于物聯(lián)網(wǎng)與人工智能技術(shù)的電力施工現(xiàn)場(chǎng)管控系統(tǒng)研究

黃紫英

紹興大明電力建設(shè)有限公司，浙江紹興，312000

0 引言

近年來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，施工作業(yè)面也逐漸增多，相應(yīng)的安全管理工作也越來越復(fù)雜，這對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管控工作提出了更高的要求。目前，施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理主要有“人防”和“技防”兩種方式，其中“人防”是指對(duì)施工作業(yè)人員的安全管理，而“技防”則是指對(duì)電力工程現(xiàn)場(chǎng)安全防范設(shè)施的建設(shè)和管理。這兩種管理方式均具有一定的局限性，尤其是“技防”方面，由于缺少人員管控手段和措施，在實(shí)際工作中常常出現(xiàn)事故隱患排查不到位、人員管控措施執(zhí)行不到位等情況，從而導(dǎo)致安全事故發(fā)生[1]。針對(duì)以上問題，本文以提高施工現(xiàn)場(chǎng)安全管控水平為目標(biāo)，利用物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等先進(jìn)技術(shù)，建立基于物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的電力施工現(xiàn)場(chǎng)管控系統(tǒng)。

1 人工智能技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，它企圖了解智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器，該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。人工智能從誕生以來，發(fā)展迅速，應(yīng)用廣泛，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了巨大影響，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。①人工智能可以模擬人的思維過程，具有感知、理解、判斷、學(xué)習(xí)和決策等功能。②人工智能具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力，能不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提高智能水平。③人工智能能夠通過模擬人的智能來進(jìn)一步改善人類自身的不足，從而提高社會(huì)生產(chǎn)力。④人工智能可以幫助人們從復(fù)雜的數(shù)據(jù)中挖掘出有用的信息。

物聯(lián)網(wǎng)是指通過射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等功能。物聯(lián)網(wǎng)通過各種智能感知設(shè)備將物理世界各種物體聯(lián)系起來形成巨大網(wǎng)絡(luò)，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和設(shè)備之間的信息交換與共享。

2 物聯(lián)網(wǎng)與人工智能技術(shù)在電力施工現(xiàn)場(chǎng)管控應(yīng)用的必要性

2.1 提升電力施工現(xiàn)場(chǎng)管控效率

在電力施工現(xiàn)場(chǎng)，管理人員需要對(duì)各項(xiàng)作業(yè)環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，在此過程中，需要將傳統(tǒng)的管理方式與先進(jìn)的技術(shù)手段結(jié)合起來。在電力施工現(xiàn)場(chǎng)，采用物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)，可以將施工現(xiàn)場(chǎng)中的各個(gè)要素進(jìn)行整合，從而達(dá)到提升管理效率的目的。在電力施工現(xiàn)場(chǎng)管控中使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以將電力施工中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行整合，能夠?qū)F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、人員、材料等要素進(jìn)行融合管理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的智能化管控。同時(shí)，在應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)后，可以對(duì)電力施工現(xiàn)場(chǎng)中各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，從而能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并進(jìn)行處理[2]。

2.2 推動(dòng)電力施工技術(shù)創(chuàng)新

在電力工程建設(shè)中，工程的施工流程、施工內(nèi)容、施工標(biāo)準(zhǔn)以及施工技術(shù)等方面都會(huì)存在差異，為了能夠提升電力工程施工水平，需要應(yīng)用各類先進(jìn)的技術(shù)手段。在電力工程建設(shè)過程中，必須加強(qiáng)對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的重視程度，應(yīng)用各種先進(jìn)的技術(shù)手段來提高電力工程建設(shè)水平。而應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)與人工智能技術(shù)能夠推動(dòng)電力工程技術(shù)創(chuàng)新，從根本上提升電力工程建設(shè)水平?；谖锫?lián)網(wǎng)與人工智能技術(shù)的電力工程施工現(xiàn)場(chǎng)管控系統(tǒng)能夠幫助施工人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工情況進(jìn)行全面掌握，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，進(jìn)而對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行及時(shí)檢查，提升現(xiàn)場(chǎng)工作效率。

2.3 確保電力工程建設(shè)質(zhì)量

在電力施工過程中，可以將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與人工智能技術(shù)有效結(jié)合在一起，通過智能化的分析手段和數(shù)據(jù)處理方法，對(duì)整個(gè)電力施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行有效管控，以此來確保電力工程建設(shè)質(zhì)量。在實(shí)際應(yīng)用中，主要的運(yùn)用對(duì)象為電力施工現(xiàn)場(chǎng)中的人員和物資管理系統(tǒng)，通過將二者進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，可以有效地提升管控質(zhì)量。同時(shí)，在具體應(yīng)用時(shí)，還可以對(duì)電力施工現(xiàn)場(chǎng)中的設(shè)備管理系統(tǒng)和安全管理系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)施工人員、物資以及設(shè)備等方面的有效管控。在具體應(yīng)用時(shí)，要注重對(duì)各項(xiàng)系統(tǒng)進(jìn)行有效整合與優(yōu)化，從而更好地滿足電力施工現(xiàn)場(chǎng)管控工作需求[3]。

2.4 提升施工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益

隨著電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，施工現(xiàn)場(chǎng)管理難度也在不斷加大。同時(shí)，由于缺乏精細(xì)化、智能化、信息化的管理手段，電網(wǎng)施工現(xiàn)場(chǎng)的管理水平和管理效率不高，導(dǎo)致施工安全事故頻發(fā)，且發(fā)生安全事故后再去整改時(shí)成本較高。在這種情況下，物聯(lián)網(wǎng)與人工智能技術(shù)可以通過數(shù)據(jù)采集和分析實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制，從而提高電網(wǎng)施工現(xiàn)場(chǎng)管控效率，降低管控成本。

3 物聯(lián)網(wǎng)與人工智能技術(shù)的電力施工現(xiàn)場(chǎng)管控系統(tǒng)

3.1 電力施工現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

通過對(duì)電力施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的安全隱患，并迅速做出相應(yīng)處理措施，同時(shí)還可以通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)施工人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教育、監(jiān)督和管理，確保整個(gè)電力施工過程的安全和高效。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備和后臺(tái)軟件三部分組成。前端設(shè)備包括攝像頭、云臺(tái)等硬件設(shè)備。在智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，通過各種攝像頭來實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)圖像信息的采集、處理以及存儲(chǔ)，同時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)將圖像信息傳輸?shù)胶笈_(tái)。在前端設(shè)備中還包括各種傳感器，如溫濕度傳感器、氣體傳感器等，通過對(duì)這些傳感器信號(hào)的采集可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力施工現(xiàn)場(chǎng)的各種環(huán)境因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通過智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員違規(guī)操作和違章指揮的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與報(bào)警，并可以將視頻信息上傳至后臺(tái)管理中心進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與存儲(chǔ)[4]。

3.2 其他監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

門禁控制系統(tǒng)管理施工現(xiàn)場(chǎng)的出入人員，包括身份認(rèn)證和權(quán)限管理?？照{(diào)控制系統(tǒng)用于控制施工現(xiàn)場(chǎng)的溫度和濕度，在工作過程中，傳感器將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，服務(wù)器計(jì)算環(huán)境參數(shù)的變化并向控制主機(jī)發(fā)送指令，工作人員根據(jù)指令調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度等參數(shù)，以保持適宜的施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。

3.3 質(zhì)量安全管理系統(tǒng)

通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量和安全風(fēng)險(xiǎn)的管控，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量、安全隱患的及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)整改和及時(shí)跟蹤，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量和安全風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)時(shí)管控。構(gòu)建電力施工安全風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫，針對(duì)電力施工中可能發(fā)生的事故類型、事故等級(jí)及可能造成的損失進(jìn)行分析，并建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施時(shí)自動(dòng)記錄施工人員、施工機(jī)械及材料等信息。通過分析電力施工中可能發(fā)生的事故類型和可能造成的損失，并結(jié)合相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量和安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)相應(yīng)的質(zhì)量管理系統(tǒng)。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量和安全風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)處理、統(tǒng)計(jì)與分析，為管理者提供決策支持。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將現(xiàn)場(chǎng)施工人員、機(jī)械設(shè)備、材料等信息進(jìn)行采集，通過人工智能技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行分析和處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量和安全隱患的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警。

3.4 輔助決策系統(tǒng)

（1）電力施工現(xiàn)場(chǎng)管控系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器對(duì)電力施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和控制，并將采集到的數(shù)據(jù)信息上傳至云端服務(wù)器進(jìn)行處理，使管理者可以通過查看數(shù)據(jù)信息了解整個(gè)電力施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀況和問題，并通過數(shù)據(jù)分析功能為管理者提供科學(xué)決策依據(jù)。

（2）基于物聯(lián)網(wǎng)與人工智能技術(shù)的電力施工現(xiàn)場(chǎng)管控系統(tǒng)輔助決策系統(tǒng)能夠在電力施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行出現(xiàn)異常情況時(shí)及時(shí)報(bào)警，并向管理者發(fā)送報(bào)警信息，從而使管理者可以在第一時(shí)間掌握施工現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況和問題，并及時(shí)采取措施進(jìn)行處理，避免因問題積累過多而導(dǎo)致嚴(yán)重后果。

（3）基于物聯(lián)網(wǎng)與人工智能技術(shù)的電力施工現(xiàn)場(chǎng)管控系統(tǒng)輔助決策系統(tǒng)可以對(duì)采集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行及時(shí)分析與處理，并將處理后的數(shù)據(jù)信息上傳至云服務(wù)器中，再利用云計(jì)算技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，從而為管理者提供科學(xué)決策依據(jù)。

4 物聯(lián)網(wǎng)與人工智能技術(shù)的電力施工現(xiàn)場(chǎng)管控系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

4.1 關(guān)鍵設(shè)備安全管控

（1）利用人工智能技術(shù)，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行智能監(jiān)控。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對(duì)故障信息進(jìn)行推送，并將該信息推送至施工現(xiàn)場(chǎng)管理人員的手機(jī)端，以便相關(guān)人員能夠及時(shí)了解故障情況。

（2）在電力施工現(xiàn)場(chǎng)關(guān)鍵設(shè)備上安裝傳感器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力施工現(xiàn)場(chǎng)的溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、有毒氣體等信息，并將其傳輸至監(jiān)控中心。當(dāng)監(jiān)測(cè)到某一環(huán)境參數(shù)超過設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)。電力施工現(xiàn)場(chǎng)管理人員收到警報(bào)信息后，可以及時(shí)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境進(jìn)行管控，并啟動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。

（3）在電力施工現(xiàn)場(chǎng)關(guān)鍵設(shè)備上安裝智能傳感器，利用其對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將該信息傳輸至監(jiān)控中心。當(dāng)某一設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)向相關(guān)人員發(fā)出警報(bào)信息。在收到警報(bào)信息后，相關(guān)人員可以通過手機(jī)端或電腦端及時(shí)了解設(shè)備故障情況，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理[5]。

4.2 區(qū)域定位功能

（1）位置定位功能：通過定位裝置和定位基站在施工現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域內(nèi)對(duì)施工人員、機(jī)械、車輛等進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，管理中心人員可以通過平板電腦或手機(jī)等終端設(shè)備查看人員在本區(qū)域的分布情況、歷史軌跡、實(shí)時(shí)位置、行為軌跡等信息。

（2）安全圍欄功能：在電力施工現(xiàn)場(chǎng)的不同區(qū)域內(nèi)安裝不同大小的電子圍欄，施工人員進(jìn)入某區(qū)域就會(huì)被電子圍欄阻攔，施工人員如果想要離開某區(qū)域，必須提前申請(qǐng)，批準(zhǔn)后才能離開，否則系統(tǒng)將自動(dòng)報(bào)警。

（3）車輛管理功能：在施工現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域內(nèi)安裝定位裝置和定位基站，當(dāng)施工人員進(jìn)入該區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將其定位并推送到管理人員的手機(jī)APP上，管理人員可根據(jù)手機(jī)APP上顯示的定位信息和歷史軌跡信息對(duì)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)管控。

（4）人員管理功能：在施工現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域內(nèi)安裝定位裝置和定位基站，施工人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)檢測(cè)其是否佩戴有定位裝置和定位基站，當(dāng)發(fā)現(xiàn)施工人員未佩戴定位裝置和定位基站時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)報(bào)警。

5 結(jié)語

隨著物聯(lián)網(wǎng)與人工智能技術(shù)的發(fā)展，電力工程施工現(xiàn)場(chǎng)管控系統(tǒng)的應(yīng)用范圍將會(huì)更加廣泛，例如在施工人員管理、施工設(shè)備管理等方面都可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化的應(yīng)用，而且還可以通過手機(jī)APP等形式將各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和分析，這樣不僅可以減少電力工程施工過程中的工作量，還可以有效提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。本文結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)與人工智能技術(shù)的特點(diǎn)，對(duì)電力工程施工現(xiàn)場(chǎng)管控系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并將其應(yīng)用到實(shí)際的工程建設(shè)中，取得了很好的效果。