智能化現場作業管控平臺的設計與實現

路 輝 ，張建文 ，張 羿

（1.云南電網有限責任公司信息中心，云南昆明 650000；2.云南電網有限責任公司，云南昆明 650000）

0 引言

根據國家安全生產監督管理局2020年3月公布的數據顯示，2019年我國共發生電力安全事故54起，造成人員傷亡50多人，其中電網企業的安全事故共18起，造成人員傷亡20余人。接連出現的電力行業安全事故在告誡我們要時刻重視安全生產主體責任的落實[1]。為最大限度地避免出現安全事故，企業方面首先要強化管理，做好安全監督檢查工作，其次要緊跟科技發展步伐，注重將智能化管理納入安全生產管理中[2]。

1 智能化現場作業管控平臺設計

1.1 管控平臺總體設計要求

智能化現場作業管控平臺的設計旨在為確保高標準、高質量、高效率地完成電網建設任務和企業安全生產服務，在此基礎上設計“可視化的智能安全現場作業管控平臺”[3]。通過這個平臺將電力生產過程中的施工計劃和移動視頻設備綁定，對電力施工作業面的安全質量情況進行實施監督，實行多層級的現場作業管理和可追溯的視頻存檔服務，為電網工程建設提供完善的智能化現場管控手段[4]。

1.2 平臺模塊設計及相關技術介紹

1.2.1 系統主要模塊技術

“可視化智能安全現場作業管控平臺”總體設計分為現場管控主站平臺、分控中心、移動客戶端應用以及前端移動設備4個模塊，平臺和所有軟件都融合了當前先進的視頻人像識別技術功能和算法，可以對現場作業中的違章、違規行為進行自動判定、自動報警和記錄，平臺根據報警信息形成現場管控日志，對現場作業工程進行全天候監督。

1.2.2 智能化監控技術

現場作業管控平臺下設二級監控中心，全天候對所管的現場作業工程進行遠程監督，通過遠程監管實現對作業現場安全隱患、違章施工作業、質量問題等情況的即時發現及處理。整個系統模塊軟件構建基于FaceNet、OpenPose、BSN、TSN、MobileNet、SSD、YoloV3等7類網絡算法模型庫，可以實現對規范化作業、現場基礎環境等信息的及時識別[5]。

1.2.3 人員現場作業管控技術

現場作業工作票的自動采集主要借助文本識別技術；現場作業人員全程管控借助人臉識別和簽名識別技術，同時根據作業人員現場作業位置，通過自動導航技術來引導作業人員；監控設備內嵌圖像識別分析技術，對現場作業人員進行智能化識別、現場風險監測預警，同時現場語音合成技術可將作業方式等實時推送給現場作業人員；人工智能研發技術可及時、全面地分析作業現場視頻信息，及時發現現場異常動態，對作業現場進行快速的閉環化管理。

2 智能化現場作業管控平臺功能實現

2.1 管理模式

整個管控借助分層管理和多級應用兩個模式實現現場作業管控。通過分層管理和多級應用確保各層管理人員可以對現場作業進度、作業風險狀況等進行遠程實時掌控，尤其是針對電網工程作業過程中的重大風險可以實施全過程監管，最大限度地提升現場安全管控效率。

智能化現場作業管控平臺可以詳細地顯示平臺任務總數、報警任務、關注單位和重點關注企業，通過軟件過渡可以統計具體的作業任務量、手機視頻信息，及時查看違規違章作業情況。該平臺借助智能化的信息識別和自動告警等功能實施現場監督，確?，F場安全文明施工。

整個平臺的首頁包含多個功能，例如首頁地圖、監管任務統計、違章報警信息、現場視頻信息、違章提醒等功能，通過首頁地圖連接能夠進入具體的施工現場地圖視頻界面，在具體的界面地圖中可以篩選出不同區域的現場施工、巡檢任務；點擊任務圖標可以預覽任意與現場作業相關聯的視頻端口、單兵設備拍攝的視頻內容；借助二維碼功能，可以對現場作業監控設備生成獨立的二維碼標識，然后借助移動作業App軟件掃碼將監控設備和現場施工作業進行關聯操作；移動App所推送的任務與監控設備關聯信息可以自動將對應監控設備的視頻預覽功能直接關聯到平臺現場作業任務中，將現場作業任務信息添加到視頻信息模塊。

2.2 分級監控中心

“可視化的智能安全現場作業管控平臺”分為兩級監控中心，可對當天的施工作業進行現場巡檢監控。在監控過程中如果發現施工設備異常、現場不文明施工、無監管人員等情況，監控中心可以通過手動錄像、截圖等方式記錄和統計管理信息。除此之外，該平臺可以記錄每次監控操作，詳細地查看歷史監控操作信息。

分級監控指的是指揮中心和各單位分指揮中心之間的兩級在線指揮、智能管控。系統會對現場作業任務完成情況、操作數據信息、告警信息等進行統計分析，自動生成當天值班日志。當天的值班日志會記錄平臺中不同單位的系統登錄、操作次數，施工過程中任務監控總數、正常情況數量、異常情況數量等信息。當天工程作業任務所涉及的監控設備會對現場作業情況進行自動視頻輪巡，軟件應用管理人員可自行設定視頻輪巡間隔，或選擇重點關注區域、作業任務等進行重點輪巡。

2.3 日常管理應用

可視化智能安全現場作業管控平臺在日常應用管理過程中，可對現場作業人員進行定位追蹤，智能識別人員的違規違章行為。如果現場作業人員出現違章、違規行為時，系統會自動捕捉其行為，同時錄制30～60 s的視頻上傳到平臺管理終端，終端服務器配置有大數據分析服務器，可以對現場作業視頻數據、違規違章信息、設備等進行智能診斷分析，根據分析結果歸類違章事件，同時還可以根據統計信息分析出現場作業薄弱環節，為安全生產提供風險評估，提升現場作業安全性。

2.4 現場作業全面管控

可視化智能現場作業管控平臺基于深度學習算法、圖像識別等多項技術打造智能化的現場管控系統，通過事前、事中、事后控制對現場作業全過程進行安全管控。該平臺系統借助人工智能識別分析技術，為現場作業環節提供實時可視化、自動巡視、自動輪巡、智能化研判和高效率的現場安全監管。

2.4.1 事前控制

事前控制主要是針對進入現場的施工作業人員進行的。系統借助文本識別技術功能，對作業人員工作票信息進行自動識別，自動采集工作票信息；借助人臉視頻信息識別技術，快速驗證現場作業人員身份資格；依托簽名識別技術來核查、檢驗關鍵作業流程簽字人簽名信息，同時根據人員的角色定位推送安全防范內容和要求；根據現場作業位置信息為作業人員提供自動導航服務。事前控制流程及模塊如圖1所示。

圖1 事前控制流程及模塊展示

2.4.2 事中控制

整個平臺系統在事中控制過程中涉及的系統模塊主要有現場監控、人員管控、違規違章行為監督、現場作業情況安全督查、作業情況安全評價、安全警示等6個模塊。

事中控制環節主要是借助平臺的圖像識別分析算法和現場監控設備，對作業人員現場作業行為實施智能化識別和分析。一方面，可以對作業現場的違章違規行為、作業環境等告警信息進行實時監測和報警，相關負責人能實時獲取系統提供的告警信息，然后根據現場作業環境對作業現場安全隱患、風險進行實時預警，及時解決現場作業過程中的無自動監管問題；另一方面，該模塊搭載語音合成技術，可以將現場作業違規整改指令通過語音方式及時傳達給作業人員，及時有效地解決現場作業交互實時性問題。

2.4.3 事后控制

事后控制主要依托多維度智能化分析模塊，按照現場作業規范、作業督查內容等，對作業現場業務數據、視頻數據、作業質量進行分析，及時發現現場作業環節中出現的違規違章等信息，然后形成多維度智能分析評估報告，并將報告推送給相關作業人員、督查人員和管理人員。

事后控制就是通過對作業現場視頻監控信息的采集整理，借助智能識別功能來分析作業現場的異常信息，自動生成現場作業質量、作業規范、作業違章等分析報告，然后根據不同模塊角色設定將其推送給相關人員，及時迅速地完成現場作業閉環管理。

3 結束語

安全無小事，事故猛于虎。面對頻發的安全事故，電力行業必須重視安全生產管理，依托現有的技術優勢逐步打造適合自己的智能化管控平臺，通過構建智能化現場作業管控平臺對施工作業現場的人員、設備以及環境進行一體化智能管控，確保電力企業的安全生產和安全管理目標的實現。